塔里木大学钢结构基本原理高分考点

塔里木大学钢结构基本原理高分考点
塔里木大学钢结构基本原理高分考点
一、钢结构的特点
1、材料的强度高，塑性和韧性好
2、材质均匀，与力学计算假定比较符合
3、钢结构制造简便，施工周期短
4、钢结构自重轻
5、钢材的密封性好
6、钢材可以重复利用
7、钢材的耐腐蚀性差
8、钢材耐热不耐火
9、钢结构有低温冷脆倾向
二、钢结构的设计方法及设计原则
钢结构是用概率极限状态设计方法和容许应力法。

设计原则：技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。

（安全性，适用性，耐久性）
三、钢结构的极限状态及主要内容
A．正常使用极限状态：影响结构、构件、和非结构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性的局部破坏。

B．承载能力极限状态：倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形。

四、钢结构的应用范围：大跨度结构、厂房结构、受动荷载影响的结构、高耸结构、多层和
高层建筑、可拆卸或移动的结构、容器和其他构筑物、轻型钢结构、
五、碳素结构钢：由纯铁、碳及杂质元素组成，其中纯铁约占99%，碳及杂质元素约占1%
低合金结构：除碳素结构中的元素，还加入总量不超过3%的合金
元素
六、钢材中常见的冶金缺陷：偏析、非金属夹杂、气孔及裂纹。

七、钢材的主要破坏形式：塑性破坏和脆性破坏。

八、影响钢材性能主要的化学元成分：碳、锰、硅、硫、磷、氮、氧。

碳：碳含量提高，则提高钢材的强度，但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性、可焊性及抗腐蚀性下降。

硫：是有害元素，容易生成易于融化的硫化铁，还能降低钢材的冲击韧性，同时影响疲劳性能和抗腐蚀性能。

磷：既是有害元素也是能利用的合金元素。

在低温下可以使刚才变得冷脆。

九、钢材的可焊性：
十、随着温度的变化，在150℃以内钢材的强度、弹性模量和塑性与常温相近，变化不大。

在250℃左右，抗拉强度有局部性提高，伸长率和断面收缩率均降至最低，出现了所谓的冷脆现象。

（钢材表面的氧化膜呈蓝色）。

在300℃以后，强度和弹性模量均开始下降，塑性显著上升。

在600℃时，强度几乎为零，塑性急剧上升，钢材处于热塑性状态。

十一、钢材的力学性能为什么要以厚度分类？
十二、建筑结构对钢材有哪些要求？选择钢材时要考虑那些因素？
钢材的强度适中，塑性和韧性比较好，焊接性能好，有一定程度的耐腐蚀性。

选择钢材时应考虑：结构的重要性、荷载特征、连接方法、结构的工作环境、钢材的厚度。

十三、什么情况下会产生应力集中，应力集中对材性有何影响？
在轴向拉力的作用下，在缺陷或截面变化处附近，应力线曲折，密集，出现高峰应力的现象称为：应力集中。

应力集中现象越严重，引起钢材脆性破坏的危险性就越大。

十四、什么是疲劳断裂？有什么特点？
补充内容：a.钢材的概述：较高的强度，足够的变形能力，良好
的加工性能。

b.塑性破坏的主要特征：破坏前具有较大的塑性变形
c.脆性破坏的主要特征：破坏前塑性变形很小，或根本没有变形，而突然断裂。

d.Fy/Fu ：屈强比，用作刚才储备强度参数，屈强比↑，强度储备↑。

e.钢材的塑性性能：指破坏前材料塑性变形能力，（伸长率/断面收缩率）
f.钢材的机械性能：强度，塑性，韧性，冲击性，冷弯性，可焊性。

冷弯性能：衡量钢材在常温环境下加工弯曲时产生塑性变形的能力。

冲击韧性：抵抗脆性破坏的机械性能指标。

可焊性：
g.钢材冶炼的方法：平炉炼钢、氧气顶吹转炉炼钢、碱性侧吹转炉炼钢、电炉炼
钢。

（碱性侧吹转炉炼钢生产钢材质量较差，目前已被淘汰。

）
h.铸锭过程中，根据脱氧程度不同分为：镇静钢、半镇静钢、沸腾钢。

i.钢材的成才过程：冶炼、浇铸、轧制（使钢材结晶质密）、热处理。

j.钢材的硬化：时效硬化（也称老化）、冷作硬化（钢材屈服点提高，塑性韧性降
低）、应变时硬化。

k.建筑用钢：碳素结构钢、低合金强度结构钢、建筑结构用钢板。

l.钢材的规格及识读。

十五、焊缝的连接方式有哪几种？焊缝连接形式有哪些？
焊缝的连接方式：对接连接、用拼接盖板的对接连接、搭接连接、T形连接、角部连接。

焊缝的连接形式：正对接焊缝、斜对接焊缝、角焊缝。

十六、焊缝质量缺陷有哪些？我国规范对焊缝质量如何进行控制？
常见的质量缺陷：裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、未焊透。

其中裂纹是焊缝连接中最危险的缺陷。

我国规范规定：对设计要求全焊透的一级焊缝应进行100%的超声波探伤检验，对二级焊缝应进行抽检，抽检比例不小于20%。

所有查出不合格的焊缝，均按照有关规定予以补修至检查合格为止。

十七、影响焊接残余应力的因素有哪些？减少焊接应力和变形的措施有哪些？
原因：焊接过程中的局部区域受到高温作用，引起的不均匀的加热和冷却，使构件产生焊接变形。

措施：合理的焊缝设计和合理的工艺措施。

十八、焊接残余应力和焊接残余变形对结构工作有什么影响？
焊接残余应力对结构的影响：对结构静力强度的影响、对结构刚度的影响、对低温冷脆的影响、对结构疲劳强度的影响。

焊接参与变形对结构的影响：不但影响结构的尺寸和外形美观，而且有可能降低结构的承载能力。

十九、受剪普通螺栓有哪些破坏形式？如何防止？
受剪螺栓的破坏情况：螺杆剪切破坏、板件孔壁挤压破坏、板件拉断、板件被螺杆冲剪破坏、螺杆弯曲破坏。

防止措施：前三种需要计算，后两种用构造措施来防止。

二十、我国《钢结构设计规范》对直角角焊缝的受力特点做了哪些假设？在计算中如何体现这些假设？
二十一、螺栓的排列有哪些形式和规定？为何要规定螺栓排列的最大和最小间距？
排列形式：并列、错列。

在受力方向，螺栓的端距过小时，钢板有被剪断的可能，当间距过大的时候，构件
的接触面不够紧密，潮气易侵入造成侵蚀。

二十二、对接焊缝如何计算？在什么情况下对接焊缝可不必计算？
焊缝的计算方法与构件的强度计算一样，当tanα≤1.5时，可不必计算。

（即α≤56.3°）
二十三、普通螺栓连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下的计算式有何异同点？
二十四、影响高强度螺栓承载力的因素有哪些？
高强度螺栓的预拉力、连接表面的抗滑系数和钢材的种类都直接影响到高强度螺栓的承载力。

（高强度螺栓分为10.9级和8.8级。

分别表示抗拉强度时1000Mpa，屈强比为0.9的高强度螺栓和抗拉强度为800Mpa，屈强比为0.8级的高强度螺栓）
二十五、角焊缝的最大焊脚尺寸、最小焊脚尺寸、最大计算长度、最小计算长度有哪些规定？
最小焊脚尺寸：
最大焊脚尺寸：
最大计算长度：
最小计算长度：
补充内容：1钢结构的连接方法：焊缝连接，铆钉连接，螺栓连接，紧固件连接。

2焊缝连接的方法：手工电弧焊，埋弧焊，气体保护焊，电阻焊，3焊缝的连接形式：对接焊接，用拼接板的对接焊接，搭接连接，T形焊接，角
部焊接。

4焊缝形式：正对接焊缝，斜对接焊缝，角焊缝。

5角焊缝的构造（6个公式）：
6螺栓在构件上排列应满足：受力、构造和施工要求。

7受剪螺栓的破坏情况：螺杆剪切破坏、板件孔壁挤压破坏、板件拉断、
板件被螺杆的冲剪破坏、螺杆弯曲破坏
二十六：轴心受力构件有哪些种类和截面形式？
轴心受力构件分为：轴心受拉和轴心受压。

截面形式：普通桁架杆件截面、轻型桁架杆件截面、实腹式够件
截面、格构式构件截面
二十七：轴心受力构件各需验算哪几个方面的内容？
验算强度、刚度、稳定性（整体稳定性和局部稳定性）。

二十八：实腹式和格构式轴心受压构件的截面如何计算？
二十九、简述柱头和柱脚的传力和计算特点。

柱头的作用：将上部结构的荷载传到柱身
柱脚的作用：将柱身所受的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。

补充：两端铰接轴心受压构件的屈曲状态：弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲。

实腹式轴心受压构件的截面设计及构造要求（P133）：
格构式轴心受压构件的截面设计及构造要求（P138）：
三十：梁的类型有哪些？如何分类？
受弯构件包括：实腹式和格构式两大类。

按照截面形式分类。

三十一：梁的强度、刚度、如何验算？（P151）
梁的强度包括：抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度、折算应力。

三十二：梁如何丧失整体稳定？整体稳定性与哪些因素有关？
当外部荷载较大时，外荷载产生的翼缘压力使翼缘板只能绕自身的强轴发生平面内的屈曲，对整个梁来说产生了侧向的位移，同时带动相连的腹板和下翼缘产生侧向位移并伴有整个截面的扭转，产生扭转角，这时梁产生了侧向失稳或扭转失稳。

影响整体稳定的因素A侧向的抗弯刚度、抗扭刚度和翘曲刚度越大，临界弯矩高。

B受压翼缘的自有长度越小，临界弯矩越高。

C粱的约束程度越高，临界弯矩越高。

D荷载种类及其作用的位置。

三十三：梁的整体稳定如何验算？提高梁的整体稳定性可采用哪些措施？
提高整体稳定性的措施：A增加受压翼缘的宽度
B增加侧向支撑系统，减少构件侧向支承点间的距离
C梁内无法增设侧身支承时，宜采用封闭箱型截面
D增加梁两端的约束提高其稳定承载力。

梁整体稳定性的验算：
三十四：梁受压翼缘和腹板的局部稳定如何保证？腹板的加劲肋的种类及配置规定分别是什么？
翼缘：采用一定厚度的钢板是翼缘的临界压力不低于钢材的屈服点从而使翼缘不丧失稳定。

腹板：设置加劲肋来保证局部稳定
加劲肋的种类：横向加劲肋、纵向加劲肋、角钢加劲肋、短加劲肋。

加劲肋的配置规定（p170）：
三十五：实腹式的构造特点是什么？梁截面沿长度改变的设计原则有哪些？（p184）
补充：主梁与次梁的凭借形式：叠接和平接两种。

三十六：偏心受力构件有哪些种类和截面形式？
偏心受力构件分为拉弯构件和压弯构件。

截面形式：型钢截面和组合截面两大类。

三十七：偏心受力构件各需要验算哪几个方面的内容？
需要验算：强度、刚度、稳定性。

三十八：实腹式压弯构件的计算特点是什么？计算公式中各符号的意义及取值原则？
三十九：格构式压弯构件的计算特点是什么？
四十：实腹式压弯柱柱头的传力和计算特点？
四十一：格构式压弯柱柱头的传力和计算特点？
补充：压弯构件破坏的形式：一种是杆端的弯矩很大而造成的破坏，另两种属于失稳破坏。