福州大学结构工程考研钢结构简答题汇编

《钢结构》复习提纲

第一章

1、钢结构的特点？

1) 钢材强度高，结构重量轻2) 材质均匀，且塑性韧性好3)良好的加工性能和焊接性能4)密封性好5)刚才的可重复使用性6)刚才耐热不耐火7）耐腐蚀性差8）钢结构的低温冷脆倾向

2、钢结构的应用？

答：大跨结构、工业厂房、受动力荷载影响的结构、多层和高层建筑、高耸结构、可拆卸结构、容器和其他建筑物、轻型钢结构、刚和混凝土组合结构。

3、了解结构的两类极限状态的概念或两类极限状态所包含的内容。答：我国《规范》规定，承重结构应按下列两类极限状态进行设计：一、承载能力极限状态。包括：构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载，结构和构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。

二、正常使用极限状态。包括：影响结构、构件和非结构构件正常使用或耐久性能的局部损坏（包括组合结构中混凝土裂缝）。

承载能力极限状态与正常使用极限状态相比较，前者可能导致人身伤亡和大量财产损失，故其出现的概率应当很低，而后者对生命的危害较小，故允许出现的概率可高些，但仍应给予足够的重视。

4、了解钢结构内力的分析方法（P12）

答、一阶弹性分析：分析时力的平衡条件按变形前的结构杆件轴线建立，

即不考虑结构变形对内力的影响。因此，可以利用叠加原理，先分别按各种荷载单独计算结构内力，然后进行内力组合得到结构各部位的最不利内力设计值。二阶弹性分析与一阶弹性分析的不同之处在于，力的平衡条件是按发生变形后的杆件轴线建立的。比较两种分析方法，可见二阶弹性分析的结果更接近于实际，而且自动考虑了杆件的弹性稳定问题，但计算工作量却大大增加，计算结果中还包含超越函数，解算难度较大。《规范》还规定，当采用此近似二阶弹性分析时，还要考虑结构和构件的各种缺陷对内力的影响，其影响可通过在框架每层柱顶施加假想水平力（概念荷载）Hni来综合体现，为了得到柱子各个截面上的最不利内力设计值，必须先进行荷载组合。在各种荷载组合下进行二阶弹性分析，然后相互比较求得最不利的内力设计值。

第二章

1、钢结构对材料性能的基本要求是什么？

答，为了确保质量和安全，这些钢材应具有较高的强度、塑性和韧性，以及良好的加工性能。

2、GB50017—2003推荐承重结构宜采用哪四种钢材？

答、Q235、345、390、420

3、建筑钢材可能的两种典型破坏形式是什么？各自的破坏特征如何？

答、钢材有两种完全不同的破坏形式：塑性破坏和脆性破坏。

塑性破坏的主要特征是，破坏前具有较大的塑性变形，常在钢材表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线。只有当构件中的应力达到

抗拉强度后才会发生破坏，破坏后的断口呈纤维状，色泽发暗。

脆性破坏的主要特征是，破坏前塑性变形很小，或根本没有塑性变形，而突然迅速断裂。破坏后的断口平直，呈有光泽的晶粒状或有人字纹。（原因：因此当单晶铁素体承受拉力作用时，总是首

先沿最大剪应力方向产生塑性滑移变形，显然当内外因素使钢材中

铁素体的塑性变形无法发生时，钢材将出现脆性破坏。）

3、简述钢材的主要机械性能（物理力学性能）指标。

答、屈服点抗拉强度伸长率弹性模量冷弯性能：（在试验机上把试件弯曲180°以试件表面和侧面不出现裂纹和分层为合格。冷弯试验不仅能检验材料承受规定的弯曲变形能力的大小，还能显示其内部的冶金缺陷，因此是判断钢材塑性变形能力和冶金质量的综合指标。）冲击韧性

4、影响钢材力学性能的主要因素有哪些？

答、化学成分，组织构造和缺陷，温度、应力集中、钢材的硬化（时效硬化，冷作硬化，应变时效硬化）荷载类型等

5、什么是应力集中？构件中产生应力集中现象的主要原因有哪

些？应力集中将会造成什么后果？（P30）

答、原因一：实际结构中不可避免的存在孔洞、槽口、截面突然改变以及钢材内部缺陷等，此时截面中的应力分布不再保持均匀，由于主应力线在绕过孔口等缺陷时发生弯转，不仅在孔口边缘处会产生沿力作用方向的应力高峰。原因二：应力集中现象还可能由内应力产生。其在浇注、轧制和焊接加工过程中，因不同部位钢材的冷却速度不同，

或因不均匀加热和冷却而产生。结果：当外力引起的应力与内应力

处于不利组合时，会引发脆性破坏。

注意事项;因此，在进行钢结构设计时，应尽量使构件和连接节点的形状和构造合理，防止截面的突然改变。在进行钢结构的焊接构造设计和施工时，应尽量减少焊接残余应力。

7、疲劳破坏特点是什么？（P36）

答、疲劳破坏具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属于脆性断裂。疲劳破坏的断口与一般脆性断口不同，可分为三个区域：裂纹源、裂纹扩展区和断裂区。疲劳对缺陷（包括缺口、裂纹及组织缺陷等）十分敏感。

8、防止脆性断裂方法？

答、一、合理设计：正确选用钢材，尽量使用较薄的型钢和板材。构造应力求合理，避免构件截面的突然改变，使之能均匀、连续地传递应力，减少构件和节点的应力集中。二、正确制造，应严格按照设计要求进行制作，例如不得随意进行钢材代换，不得随意将螺栓连接改为焊接连接，不得随意加大焊缝厚度等等三、合理使用。不得随意改变结构使用用途或任意超负荷使用结构；原设计在室温工作的结构，在冬季停产检修时要注意保暖；不在主要结构上任意焊接附加零件悬挂重物。

8、对于设计要求的疲劳寿命n，各种构件或连接破坏的应力幅值的大小，主要取决于构造细部。如果由构造细部引起的应力集中大，则破坏时的应力幅就小，其疲劳性能就不好。

9、我国常用建筑钢材的钢种、钢号是什么？钢号表示法？

答、我国的建筑用钢主要为碳素结构钢和低合金高强度结构钢和建筑结构用钢板。碳素结构钢有Q195，215，235，275。低合金高强度结构钢有Q345，390，420，460，550，620，690。建筑结构用钢板有Q235、345、390、420、460GJ五种牌号。

10、为什么薄钢板或小直径钢材比厚板或大直径钢材的强度高，即为什么GB50017—2003要对钢材以板厚分组区别其强度？

答、辊轧次数较多，轧制的压缩比大，钢材的性能改善明显，其强度、塑性、韧性和焊接性能均优于厚板，综合性能更优越。

11、用塑性良好的Q235钢材制成的材料一定发生塑性破坏吗，why？答、不一定，低温、应力集中、冲击荷载等因素能使塑性良好的钢材发生脆性破坏。

第三章

1、目前我国常用的连接方法有哪些？

答、钢结构的连接方法可分为焊接连接、铆钉连接、螺栓连接和轻型钢结构用的紧固件连接等

2、手工电弧焊焊条与焊件金属品种相适应。

答、Q235号钢焊件用E43系列型焊条、Q345钢焊件用E50系列型焊条，Q390和Q420钢焊件用E55系列型焊条。

3、焊缝质量检验标准？

答、焊缝质量检验一般可用外观检查及内部无损检验，前者检查外观缺陷和几何尺寸，后者检查内部缺陷。内部无损检验目前广泛采用超声波检验。《钢结构工程施工质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量