钢结构期末复习重点
钢结构(本)期末复习指导
2014年7月钢结构（本）课程期末复习指导第1章绪论复习要点1．目前我国钢结构设计，除疲劳计算按容许应力幅、应力按弹性状态计算外，其他采用以概率理论为指出的近似概率极限状态设计方法2．按承载力极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合3．在结构设计中，失效概率与可靠指标的关系为越大，越小，结构可靠性越差4．计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值。
5．当结构或其组成部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态6．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的状态。
7．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外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部损坏。
8．钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点？答：建筑钢材强度高，塑性和韧性好；钢结构的重量轻；材质均匀，与力学计算的假定比较符合；钢结构制作简便，施工工期短；钢结构密闭性好；钢结构耐腐蚀性差；钢结构耐热但不耐火；钢结构可能发生脆性断裂。
9．钢结构设计必须满足的功能包括哪些方面？答：（1）应能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种情况，包括荷载和温度变化，基础不均匀沉降以及地震作用等。
（2）在正常使用情况下结构具有良好的工作性能；（3）在正常维护下结构具有足够的耐久性；（4）在偶然事件发生时及发生后仍能保持必需的整体稳定性第2章钢结构的材料复习要点1．在构件发生断裂破坏前，具有明显先兆的情况是塑性破坏的典型特征。
2．钢材的设计强度是根据屈服点确定的3．钢材的三项主要力学性能为抗拉强度、屈服点、伸长率4．钢材的伸长率是反映材料塑性变形能力的性能指标。
5．钢结构对动力荷载适应性较强，是由于钢材具有良好的韧性6．四种厚度不等的16Mn钢钢板，相对较薄的钢板设计强度最高7．钢中硫和氧的含量超过限量时，会使钢材热脆。
钢结构结构设计期末复习知识点
影响柱网布置因素：生产工艺流程要求：结构上的要求；经济要求；模数要求托架与屋架的连接；叠接；平接横向框架梁与柱的连接形式；刚接框架；铰接框架；柱脚刚接；铰接框架；刚接框架柱间支撑的布置：1）每列柱都要设柱间支撑2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少纵向温度应力的影响。
4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。
5）每列柱顶均要布置刚性系杆柱间支撑的作用：1）承受并传递纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。
2）减少柱在平面外的计算长度。
3) 保证厂房的纵向刚度。
确定桁架形式的原则；1.满足使用要求：受力合理；3 .制造简单及运输与安装方便；综合技术经济效果好尺寸确定；跨度L—工艺及使用要求；高度H—经济、刚度、运输、坡度等；三角形屋架：中部高度H≈(1/6～1/4)L屋盖支撑的作用；1.保证屋盖结构的几何稳定性；2.保证屋盖的刚度和空间整体性；为弦杆提供适当的侧向支承点；4.承担并传递水平荷载；保证结构安装时的稳定与方便.永久荷载；屋面恒载；檩条自重；屋架、其它构件自重和围护结构自重；可变荷载；屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载及吊车荷载。
内力组合原则；并取最不利组合进行设计。
常用的内力分析方法有图解法、解析法、电算法3.节点刚性影响；节点刚性引起杆件次应力，次应力一般较小，不予考虑。
4.杆件的内力变号；屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半跨荷载时可能受压。
因此需分别计算全跨与半跨两种荷载工况。
半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、单侧施工影响钢屋架杆端约束大小的因素：1杆件轴力性质；拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆件弯曲，约束作用微不足道。
2）杆件线刚度大小；线刚度越大，约束作用越大，反之，约束作用越小。
3）与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大，较远的杆件作用小。
钢结构期末复习资料整理
钢结构期末复习资料整理第一章绪论1．钢结构和其他材料的结构相比，钢结构具有哪些特点？答：钢材的强度高，塑性和韧性好；钢结构的质量轻；钢材材质均匀，接近各向同性；钢结构制作简便，施工工期短；钢结构的密闭性好；钢结构的耐腐蚀性差，耐火性差；在低温和其他条件下可能发生脆性断裂。
2.钢结构在工程中的应用：工业厂房；大跨度结构；高耸结构；多层和高层建筑；承受荷载影响及地震作用的结构；板壳结构；其他特种结构；可拆卸或移动的结构；轻型钢结构；和混凝土组合成的组合结构。
3.结构的极限状态：当结构或其组成超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。
4.承载能力极限状态：指结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形时的极限状态；正常使用极限状态：指结构或构架达到正常使用或耐久性能的某项规定限值时的极限状态）。
5.结构可靠度Ps：结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的概率。
第二章钢结构的材料1.钢结构中所用钢材应具有哪些性能？①钢材应具有较高的屈服强度ƒy和抗拉强度ƒu：ƒy是衡量结构承载能力的指标，ƒy高则可减轻结构自重，节约钢材和降低造价。
ƒu是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，同时ƒu高可以增加结构的安全储备。
②较高的塑性和韧性：塑性和韧性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，既可减轻结构脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部应力，同时又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。
③良好的工艺性能（包括冷加工、热加工和焊接性）：良好的工艺性能不但要易于加工成各种形式的结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不利影响。
此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
2.塑性破坏：钢材在超过屈服点即有明显的塑性变形产生，超过抗拉强度时将在很大变形的情况下断裂。
后果：塑性变形的断口平直，并因晶体在剪切之下相互滑移的结果而呈纤维状，塑性破坏之前，结构有明显的塑性变形产生，且有较长的持续时间，可便于发现和补救。
钢结构复习知识点总结
第一章1.钢结构的特点/钢结构与其他结构相比具有哪些优点？⑴强度/重量比大，稳定性较好⑵塑性、韧性好，各向同性、力学性能与力学假定符合程度好，抗震性能好⑶具可焊性、易加工制造、具良好的装配性⑷密封性好⑸可以重复利用⑹有一定的耐热性，但是耐火性较差⑺易锈蚀、有焊接残余应力(8)低温冷脆提高钢结构耐火性的措施A. 外包层 B. 充水(水套)C屏蔽D. 膨胀材料第二章1. 钢材σ-ε曲线四个阶段及特点（1）弹性阶段应力—应变呈线性关系，直线斜率为弹性模量E = σ/ε。
Ａ点相对应的应力为比例极限fp，弹性变形在卸载后可以完全恢复。
（2）屈服阶段应力超过fp时，应变增加的速度大于应力增长速度，应力与应变不再成比例，开始产生塑性变形。
到达屈服点 B 后（fy），应力发生很小的波动，应变却急剧增长，出现水平段即屈服台阶（流幅）超过fy后，卸载后留存，称为残余变形或永久变形。
一般以比较稳定的屈服下限对应的应力作为屈服极限值fy。
常用低碳钢的fy为185～235 MPa。
有些钢材没有明显的屈服台阶（流幅），一般取卸载后有 0.2% 残余应变所对应的应力为名。
义屈服极限值σ0.2（3）强化阶段超过屈服点以后，试件内部组织结构发生变化，抵抗变形能力又重新提高。
C点对应的应力称为抗拉极限强度fu。
常用低碳钢的fu为 375～500 MPa。
问：为什么通常都取屈服强度fy作为钢材强度标准值，而不取抗拉强度fu（重点）★是因为超过fy就进入应变硬化阶段，材料性能发生改变，使基本的计算假定（理想弹塑性材料）无效。
另外，钢材从开始屈服到破坏，塑性区变形范围很大，约为弹性区变形的200倍。
同时抗拉强度fu又比屈服点高出很多，因此取屈服点fy作为钢材设计应力极限，可以使钢结构有相当大的强度储备。
（4）破坏阶段钢材强化达到最高点后，在试件薄弱处的截面将显著缩小，产生“颈缩现象”。
由于试件断面急剧缩小，塑性变形迅速增加，拉力也就随着下降，最后发生断裂。
钢结构复习重点内容
钢材：1，钢材的破坏形式：塑性破坏和脆性破坏。
塑性破坏的特点：破坏前有明显的塑性变形，破坏过程长，断口发暗，可以采取补救措施。
脆性破坏的特点：坏前没有明显的变形和征兆，破坏时的变形远比材料应有的变形能力小，破坏突然，断口平直、发亮呈晶粒状，无机会补救。
2，碳含量对钢材的影响：随着碳含量的增加，强度提高，塑性和韧性降低。
（尤其是低温冲击韧性下降）。
同时焊接性，耐腐蚀性，冷弯性能明显降低。
3，磷元素的影响：强度，耐腐蚀性提高；但严重降低钢材的塑性，韧性，焊接性，冷弯性能等，特别是低温会使钢材冷脆。
因此规定含量不超过0.045%。
锰元素：弱脱氧剂，适量可提高强度，又能消除硫氧对钢材的热脆影响，而不显著降低塑性和韧性；但过量使钢材变脆，降低耐腐蚀性和焊接性。
硅元素：强脱氧剂，适量可以提高强度，对塑性，韧性，冷弯性能和焊接性能无明显不良影响。
钢材的硬化：时效硬化，冷作硬化，应变时效。
温度对钢材的影响：250℃左右，抗拉强度提高，冲击强度下降发生蓝脆现象。
260℃到300℃徐变，超过300℃，屈服点和极限强度下降显著，600℃时，强度已经很低，丧失承载力。
Q235C表示屈服强度为235N/mm³的质量等级为C级的镇静钢。
（D级钢是特殊镇静钢）钢材连接及特点：螺栓连接：在构件上先开孔，通过拧紧螺栓产生紧固力将被连接件连成一体。
焊接连接：焊缝是通过电弧焊产生热量，使焊条和焊件局部融化，然后冷却凝结形成焊缝，使焊件连成一体。
铆钉连接：现在构件上开口，用加热的铆钉进行铆合。
焊接连接与铆钉、螺栓连接比较，有以下优点：1）不需打孔，省工省时；2）任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；3）气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性较好。
缺点：1）焊接附近有热影响区，材质变脆；2）焊接的构易发生脆性破坏，残余变形使结构形状、尺寸残余应力使结构发生变化；3）焊接裂缝一经发生，便容易扩展。
焊接：焊缝连接形式可按：构件相对位置，构造，施焊位置来划分。
钢结构复习题电子稿
钢结构设计原理期末复习题一、简答题1、简述钢结构对钢材的基本要求。
答：（1）有较高的强度（抗拉强度和屈服点）；（2）有足够的变形能力（塑性和韧性）；（3）有良好的工艺性能（冷加工、热加工和可焊性能）；（4）根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
2、什么情况下会产生应力集中，应力集中对钢材性能有何影响？答：实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。
此时，构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，即产生应力集中形象。
在负温或动力荷载作用下应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源。
3、设计拉弯和压弯构件时应计算的内容？答：拉弯构件需要计算强度和刚度以限制长细比；压弯构件则需要计算强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定）、局部稳定和刚度以限制长细比。
4、简述钢材的塑性破坏和脆性破坏答：塑性破坏是由于变形过大超过了材料或构件的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生的，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点，断裂从应力集中处开始。
5、普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？答：普通螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有四种：（1）栓杆被剪断；（2）螺栓承压破坏；（3）板件净截面被拉断；（4）端板被栓杆冲剪破坏。
第（1）和（2）两种破坏由螺栓计算来保证；第（3）种破坏形式采用构件强度验算来保证；第（4）种破坏由螺栓端距来保证。
6、什么是疲劳断裂？影响钢材疲劳强度的因素。
答：钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
钢材的疲劳强度取决于构造状况（应力集中程度和残余应力）、作用的应力幅△σ、反复荷载的循环次数。
7、实腹式轴心受压构件进行截面选择时，应主要考虑的原则是什么？答：（l）面积的分布尽量展开以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定承载力和刚度；（2）两个主轴方向尽量等稳定以达到经济的效果；（3）便于与其他构件连接，尽可能构造简单，制造省工，取材方便。
钢结构考试复习要点
1.单层厂房钢构造由哪些主要构件组成？天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁、制动梁〔或桁架〕、各种支撑以及墙架等构件组成—参考书208页构造构件及构造体系2.重型厂房屋盖构造常有哪些支撑，屋盖支撑的主要作用是什么？屋盖上弦横向水平支撑、屋盖下弦横向水平支撑、屋盖下弦纵向水平支撑、竖向支撑〔垂直支撑〕、系杆、天窗支撑屋盖支撑的作用：保证屋盖构造的几何稳定性；保证屋盖的刚度和空间整体性；为弦杆提供适当的侧向支承点;承当并传递水平荷载;保证构造安装时稳定及方便—作用也可参考书218页3.梯形钢屋架受压杆件．其合理截面形式，应使所选截面尽量满足什么要求。
受压杆件一般为屋架的上弦杆，符合不等边角钢且短肢相连的情况，应满足loy=(2～3)lox的要求—书231页4.屋架下弦纵向水平支撑一般布置哪里？厂房内设有托架，或有较大吨位的重级、中级工作制的桥式吊车；或有壁行吊车，或有锻锤等大型振动设备；以及当房屋较高，跨度较大，空间刚度要求高时—参考书218页5.屋架上弦横向水平支撑之间的距离是如何规定的？设置在厂房的两端,一般设在第一个柱间或设在第二个柱间,间距L0≤60m—参考书219页6.当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置哪种系杆？当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，第一柱间所有系杆均应为刚性系杆—7.在设置柱间支撑的开间，应同时设置何种支撑，以构成几何不变体系。
8.屋架上弦杆为压杆，其承载能力由什么控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸由什么确定？9.在厂房钢构造中为什么要设置支撑体系？如何布置屋盖支撑和柱间支撑？支撑体系的作用〔为什么要设置支撑体系〕：支撑体系是厂房构造的重要局部。
适当而有效的布置支撑体系可将各个平面构造连成整体，提高骨架的空间刚度，保证厂房构造具有足够的强度、刚度和稳定性—参考书217页屋盖支撑布置原那么：—参考书218页a上弦横向水平支撑布置原那么:在有檩条或只采用大型屋面板的屋盖中都应设置屋架上弦横向水平支撑，当有天窗架时，天窗架上弦也应设置横向水平支撑。
《钢结构》复习资料
角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近，以及焊缝中可能产生的其他缺陷(气孔、非金属夹杂等)，使焊缝不够可靠，规定了侧面角焊缝或正面角焊缝的最小计算长度。
侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大中间小，故规定了侧面角焊缝的最大计算长度。
27．缀条式格构柱的缀条设计时按轴心受力构件计算。
28．普通螺栓连接靠螺栓杆传递剪力；摩擦型高强度螺栓连接靠摩擦力传递剪力。
二选择题
1.在钢材所含化学元素中，均为有害杂质的一组是（）
A碳磷硅B硫磷锰C硫氧氮D碳锰矾
2.钢材的性能因温度而变化，在负温范围内钢材的塑性和韧性（B）
A不变B降低C升高D稍有提高，但变化不大
C、拉杆在动荷载下剧烈晃动D、吊车梁在吊车行驶时发生抖动、摇晃
27．下列哪一种状态属于正常使用极限状态（C）
A、雨蓬倾覆B、钢梁有较明显的变形C、拉杆在荷载作用下产生较大塑性变形D、压杆丧失整体稳定
28．摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠（）
A栓杆的预拉力B栓杆的抗剪能力
C被连接板件间的摩擦力D栓杆被连接板件间的挤压力
侧焊缝所能承担的内力为：
最大承载力
3．钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43， ，静态荷载。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接， ，肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm。等边角钢的内力分配系数 ， 。求最大承载力
解：
端焊缝所能承担的内力为：
肢背焊缝所能承担的内力为：
根据
得：
4．钢材为Ｑ235，手工焊，焊条为E43， ，静态荷载。
3.体现钢材塑性性能的指标是（）
钢结构期末复习资料
填空1.在确定实际轴心压杆的稳定承载力，应考虑构件的初始缺陷。
初始缺陷是指初弯曲、荷载偏心、残余应力。
2.钢结构中采用的各种板材和型钢，都是经过多次辊扎形成的，薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点高。
3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈曲。
4.钢梁进行刚度检算时，按结构的正常使用极限状态计算，荷载应按标准值计算；进行强度、稳定检算时，按结构承载能力极限状态计算，荷载应按设计值计算。
5.双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲；单轴对称截面的实腹式轴心压绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲，而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲。
6.对焊接板梁强度计算，除进行抗弯强度、抗剪强度计算外，还应检算局部稳定和整体稳定。
7.焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。
8.螺栓连接中，沿受力方向规定螺栓端距大于2d，是为了防止构件受剪破坏；要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍，为了防止板材弯曲变形。
9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数，目的是考虑部分截面塑性。
10.某钢种牌号为Q235-A，其中A的含义是质量较差，某型钢符号为∠110*10，其表示的含义为边长*厚度。
11.格构式轴心压杆中，对绕虚轴（x轴）整体稳定检算时应考虑剪切变形影响，以12.钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋，支撑加筋肋的端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算。
13.建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能，目前我国和世界上大多数国家，在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。
14.钢材的抗剪强度屈服点是抗拉强的的0.58倍。
15.使钢材在高温下变脆的化学元素是O、S，使钢材在低温下变脆的化学元素是N、P。
16为化简计算，规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳折算为等效常幅疲劳计算，等效应力幅σc采用潜在效应的等效系数αf和设计应力谱中的最大应力幅（⊿σ）max的乘积来表示。
钢结构期末复习资料-2020第2版+单面打印
钢结构期末复习资料-2020第2版第一章绪论选择题1、结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率叫（A ）。
A、可靠度B、可靠性C、可靠概率D、失效概率2、《建筑结构可靠度设计统一标注》中规定，在一般情况下永久荷载分项系数γG取（ D ）（当永久荷载效应对结构构件的承载能力不利时），可变荷载分项系数γQ取（ E ）当楼面活荷载大于4.0 kN/m2时）。
A、0.9B、1.0C、1.2D、1.3E、1.53、下列（ B ）情况属于正常使用极限状态的验算。
A、受压构件的稳定计算B、梁的挠度验算C、受弯构件的弯曲强度验算D、焊接连接的强度验算填空题1、根据《建筑结构可靠性设计统一标准》GB50068-2018，当永久荷载效应对结构构件的承载能力不利时取值为 1.3 。
问答题1、钢结构有哪些特点？答：（1）材料的强度高，塑性和韧性好；（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合；（3）制作简便，施工周期短；（4）质量轻；（5）钢结构密闭性较好；（6）钢材耐腐蚀性差；（7）钢材耐热，但不耐火；（8）钢结构在低温和其他条件下，可能发生脆性断裂。
第二章钢结构的材料填空题1.钢材的硬化，提高了钢材的强度，降低了钢材的塑性和韧性。
2.钢材的两种破坏形式为塑性破坏和脆性破坏。
3.钢材在复杂应力状态下，由弹性转入塑性状态的条件是折算应力等于或大于钢材单向拉伸的屈服极限。
4.时效硬化是指轧制钢材放置一段时间后，其力学性能发生变化的现象。
经过时效硬化，其强度提高，其塑性和韧性则降低。
5.冷拉、冷弯、冲孔等冷加工使钢材产生很大塑性变形，从而提高钢的屈服点，同时降低了钢塑性和韧性，这种现象称为冷作硬化（或应变硬化）。
6.韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，亦即钢材抵抗冲击荷载的能力。
7.对于焊接结构，除应限制钢材中硫、磷的极限含量外，还应限制碳的含量不超过规定值0.2%。
判断题1.钢材性能总体上是随温度升高，钢材强度降低，塑性和韧性也会降低。
钢结构结构设计期末复习知识点
影响柱网布置因素：生产工艺流程要求：结构上的要求；经济要求；模数要求托架与屋架的连接；叠接；平接横向框架梁与柱的连接形式；刚接框架；铰接框架；柱脚刚接；铰接框架；刚接框架柱间支撑的布置：1）每列柱都要设柱间支撑2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少纵向温度应力的影响。
4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。
5）每列柱顶均要布置刚性系杆柱间支撑的作用：1）承受并传递纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。
2）减少柱在平面外的计算长度。
3) 保证厂房的纵向刚度。
确定桁架形式的原则；1.满足使用要求：受力合理；3 .制造简单及运输与安装方便；综合技术经济效果好尺寸确定；跨度L—工艺及使用要求；高度H—经济、刚度、运输、坡度等；三角形屋架：中部高度H≈(1/6～1/4)L屋盖支撑的作用；1.保证屋盖结构的几何稳定性；2.保证屋盖的刚度和空间整体性；为弦杆提供适当的侧向支承点；4.承担并传递水平荷载；保证结构安装时的稳定与方便.永久荷载；屋面恒载；檩条自重；屋架、其它构件自重和围护结构自重；可变荷载；屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载及吊车荷载。
内力组合原则；并取最不利组合进行设计。
常用的内力分析方法有图解法、解析法、电算法3.节点刚性影响；节点刚性引起杆件次应力，次应力一般较小，不予考虑。
4.杆件的内力变号；屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半跨荷载时可能受压。
因此需分别计算全跨与半跨两种荷载工况。
半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、单侧施工影响钢屋架杆端约束大小的因素：1杆件轴力性质；拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆件弯曲，约束作用微不足道。
2）杆件线刚度大小；线刚度越大，约束作用越大，反之，约束作用越小。
3）与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大，较远的杆件作用小。
钢结构复习要点整理
1、钢结构的主要特点和合理应用范围特点：1、强度高、自重轻；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、密闭性好；5、钢材的可重复适用性；6、钢材耐热但不耐火；7、耐腐蚀性差；8、钢结构的低温冷脆倾向；合理应用范围：大跨结构、工业厂房、受动力荷载影响的结构、多层和高层结构、高耸结构、可拆卸的结构、容器和其他构筑物、轻型钢结构、钢和混凝土的组合结构；2、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，结构丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆；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；3、塑性破坏：试件拉断时有比较大的伸长和变细，断口呈纤维状，色发暗，有时还能看到滑移的痕迹，断口与作用力的方向约呈45°，塑性变形后出现内力重分布，会使结构中原先应力不均匀的部分趋于均匀，同时提高结构的承载能力；脆性破坏：在拉断前塑性变形小，且几乎无任何迹象而突然断裂，其断口平齐，呈有光泽的晶粒状或人字纹，塑性降低，破坏没有任何预兆，破坏速度极快，无法察觉和补救；4、四个阶段：弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、强化阶段；比例极限fp、屈服强度fy、抗拉强度fu、伸长率、断面收缩率、冲击韧性、冷弯性能；四个机械力学性能：强度、塑性、冷弯性能、韧性（冲击韧性）；5、C%增加，屈服点抗拉强度提高，塑性冲击韧性下降，冷弯性能、可焊性、抗锈蚀性恶化，易脆断；P的存在降低钢的塑性、韧性、冷弯性能、焊接性能，冷脆；S的存在降低塑性、疲劳强度、抗锈蚀性能、焊接性能，热脆；6、钢材疲劳破坏特征：1、疲劳破坏具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属脆性断裂；2、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；3、疲劳对缺陷十分敏感；7、Q235-E43;Q345-E50;Q390&Q420-E55；8、侧面角焊缝主要承受剪应力，塑性好、弹性模量低、强度较低，应力沿焊缝长度方向分布不均匀，呈两端大中间小，焊缝越长，分布越不均匀，但进入塑性工作阶段时产生应力重分布；正面角焊缝受正应力和剪应力，应力沿焊缝分布均匀，焊根处有很大的应力集中，刚度大、塑性差、破坏时变形小、强度较高，平均破坏强度为侧面角焊缝的1.35倍以上；9、焊接残余应力和焊接残余变形的原因：由于不均匀温度场，导致罕见不均匀的膨胀和收缩，从而使焊件内部残存应力并引起变形；分为纵向、横向、厚度方向残余三种应力，对静力强度无影响，降低结构刚度、压杆稳定承载力、（低温冷脆的影响）在低温下，更易形成冷脆断裂、（对疲劳强度的影响）产生阻碍塑性变形的残余应力，材料变脆，裂纹容易产生和开展；10、当螺栓直径较小而钢板相对较厚—栓杆剪断；受剪连接计算保证当螺栓直径较大而钢板相对较薄—孔壁挤压坏；受剪连接计算保证当钢板因螺孔削弱过多—钢板拉断；构件强度验算当端距过小时—端部钢板剪断；螺栓端距l1大于或等于2d保证当螺杆过长—栓杆受弯破坏；使螺栓的夹紧长度为4至6倍（普通螺栓）和5到7倍（高强度螺栓）螺栓直径的条件下不会发生11、梁丧失整体稳定的现象、原因和实质梁在偶然的很小侧向干扰力的作用下，会突然想刚度较小的侧向弯曲，并伴随扭转，此时若除去侧向干扰力，侧向弯扭变形也不再消失，若弯矩再略增加，则弯扭变形将迅速增大，梁随之失去承载能力，这种现象称为梁丧失整体稳定；原因：梁的失稳是从稳定平衡状态转变为不稳定平衡状态，并产生侧向弯扭屈曲，并相应产生临界弯矩Mcr和临界压力σcr；12、影响梁整体稳定的因素侧向抗弯刚度EIy、抗扭刚度GIt、翘曲刚度EIw越大，Mcr越高；梁两端的支承条件的约束程度越高，Mcr越高；侧向支承点间的距离l1越小，Mcr越高；受压翼缘宽大的截面，Mcr也相应提高；荷载的种类和作用位置的影响；13、增强梁的稳定性的措施1、增大梁的截面尺寸，增大受压翼缘高度最为有效；2、增加侧向支承系统，减小构件侧向支承点间的距离；3、当梁跨内无法增设侧向支撑时，应采用箱形截面；4、增加梁两端的约束提高其稳定承载能力；14、不需要验算整体稳定性的情况：1、当有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁的受压翼缘侧向位移；2、l1/b1满足相应表格的规定，此时整体稳定系数已大于1；3、重型吊车梁和锅炉构架大板梁采用箱形截面，须满足h/b。
钢结构期末复习资料整理
钢结构期末复习资料整理第一章绪论1．钢结构和其他材料的结构相比，钢结构具有哪些特点答：钢材的强度高，塑性和韧性好；钢结构的质量轻；钢材材质均匀，接近各向同性；钢结构制作简便，施工工期短；钢结构的密闭性好；钢结构的耐腐蚀性差，耐火性差；在低温和其他条件下可能发生脆性断裂。
2.钢结构在工程中的应用：工业厂房；大跨度结构；高耸结构；多层和高层建筑；承受荷载影响及地震作用的结构；板壳结构；其他特种结构；可拆卸或移动的结构；轻型钢结构；和混凝土组合成的组合结构。
3.结构的极限状态：当结构或其组成超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态就称为该功能的极限状态。
4.承载能力极限状态：指结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形时的极限状态；正常使用极限状态：指结构或构架达到正常使用或耐久性能的某项规定限值时的极限状态）。
5.结构可靠度Ps：结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的概率。
第二章钢结构的材料1.钢结构中所用钢材应具有哪些性能①钢材应具有较高的屈服强度?y和抗拉强度?u：?y是衡量结构承载能力的指标，?y高则可减轻结构自重，节约钢材和降低造价。
?u是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力，它直接反映钢材内部组织的优劣，同时?u高可以增加结构的安全储备。
②较高的塑性和韧性：塑性和韧性好，结构在静载和动载作用下有足够的应变能力，既可减轻结构脆性破坏的倾向，又能通过较大的塑性变形调整局部应力，同时又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。
③良好的工艺性能（包括冷加工、热加工和焊接性）：良好的工艺性能不但要易于加工成各种形式的结构，而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不利影响。
此外，根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
2.塑性破坏：钢材在超过屈服点即有明显的塑性变形产生，超过抗拉强度时将在很大变形的情况下断裂。
后果：塑性变形的断口平直，并因晶体在剪切之下相互滑移的结果而呈纤维状，塑性破坏之前，结构有明显的塑性变形产生，且有较长的持续时间，可便于发现和补救。
钢结构重点复习期末试题1
西南科技大学应用技术学院成教（2009/2010）学年第一学期试题单（A卷）闭卷课程名称：专业班级：命题教师：刘兵学生姓名：学号：成绩：考试时间：月日闭卷一、选择题（每题2分，共,20分）1.钢结构用钢的含碳量一般不大于（）。
A 0.6%B 0.25%C 0.22%D 0.2%2.在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是（）的典型特征。
A脆性破坏 B塑性破坏 C强度破坏 D失稳破坏3.验算组合梁刚度时，荷载通常取（）。
A标准值 B设计值 C组合值 D最大值4.摩擦型高强度螺栓抗拉连接，其承载力（）。
A比承压型高强螺栓连接小 B 比承压型高强螺栓连接大C与承压型高强螺栓连接相同 D 比普通螺栓连接小5.对直接承受动荷载的钢梁，其工作阶段为（）。
A弹性阶段 B弹塑性阶段 C塑性阶段 D强化阶段6.产生焊接残余应力的主要因素之一是（）。
A钢材的塑性太低 B钢材的弹性模量太高C焊接时热量分布不均 D焊缝的厚度太小7.梁整体失稳的方式是（）。
A弯曲失稳 B扭转失稳 C剪切失稳 D弯扭失稳8.下列螺栓破坏属于构造破坏的是（）。
A钢板被拉坏 B钢板被剪坏 C螺栓被剪坏 D螺栓被拉坏9.钢材中硫的含量超过限值时，钢材可能会出现（）。
A冷脆 B热脆 C蓝脆 D徐变10.钢结构具有良好的抗震性能是因为（）。
A钢材的强度高 B钢结构的质量轻C钢材良好的吸能能力和延性 D钢结构的材质均二、填空题(每空1分，共20分)1.用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时，得到的平均应力-应变关系曲线(σ-ε关系曲线)可分为_______、_______、________、_______和颈缩阶段。
2.计算直角角焊缝承载能力时是以_______方向的最小截面为危险截面，此危险截面称为角焊缝的计算截面或有效截面。
侧面角焊缝的强度要比正面角焊缝的强度_______。
3.侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大，侧面角焊缝的应力沿其长度的分布____。
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钢结构的材料1．为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？1．答：从钢材拉伸时的应力－应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。
2．塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？2．答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。
冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。
钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。
3．为什么承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分？3．答：钢结构冷加工时会引起钢材的局部冷作硬化，从而使材料强度提高，塑性、韧性下降，使钢材变脆。
因此，对承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分，从而防止脆性破坏。
钢结构的连接1、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因? 1．答：焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿；焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。
焊脚尺寸太小，焊接时产生的热量较小，焊缝冷却快，容易产生裂纹；同时也不易焊透。
焊缝长度过短，焊件局部加热严重，会使材质变脆；同时起、落弧造成的缺陷相距太近，严重影响焊缝的工作性能。
焊缝长度过长，应力沿长度分布不均匀，两端应力可能达到极限值而先破坏，中部则未能充分发挥其承载能力。
2、试述焊接残余应力对结构工作的影响?2．答：残余应力对结构静力强度一般没有影响，因为它是自相平衡力系，只要材料能发生塑性变形，其静力强度是不变的。
但当材料不能发展塑性时，则可能发生脆性破坏，即各点的外加应力和其残余应力相加达到材料的抗拉强度fy ，该点即破坏，从而降低构件的承载力。
残余应力将减少构件的刚度，因残余应力与外加应力相加，将使某些部分提前进入塑性而不再承担以后增加的荷载。
残余应力使构件刚度减小，因而对稳定承载力有不利影响，特别是对工字形截面的弱轴影响更大。
双向或三向残余拉应力场，将增加材料的脆性倾向，也将降低疲劳强度。
3、正面角焊缝和侧面角焊缝在受力上有什么不同？当作用力方向改变时，又将如何？3．答：正面角焊缝受力较复杂，但沿焊缝长度方向应力分布比较均匀，且正面角焊缝承载力较高；侧面角焊缝受力相对简单，主要承受沿着焊缝长度方向的剪应力，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两边大、中间小，侧缝的承载力较低，但侧缝塑性较好，两端出现塑性变形后，应力重分布，所以当焊缝长度在规定的范围内时，剪应力应仍按均布计算。
当作用力方向改变时，将它分解成分别垂直于焊缝长度方向和沿焊缝长度方向的应力，分别按正面角焊缝和侧面角焊缝算出 f σ 和 f τ ，且要求()f≤+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛τβσ 。
4、对接焊和角焊缝有何区别？4． 答： 对接焊缝为，即由相连两板件接触面间填充焊条施焊形成，为保证质量，对接焊缝常需坡口；角焊缝如即在焊件侧边施焊形成。
从受力上讲，对接焊缝受力无偏心，但对接焊缝常需坡口，施工麻烦，且对焊件的长度精确度要求较高；而角焊缝则相反，受力偏心，但焊接无需坡口，施工较方便。
5、如何减小焊接应力和焊接变形？5． 答：减小焊接应力和焊接变形的方法有：采取合理的施焊次序；尽可能采用对称焊缝；施焊前给构件一个和焊接变形相反的预变形；可能情况下焊前预热，焊后保温慢慢冷却；焊后采用人工或机械方法消除焊接变形。
6．高强度螺栓的预拉力起什么作用？预拉力的大小与承载力之间有什么关系？6． 答：通过高强螺栓的预拉力，使连接构件受压，从而在连接面上产生摩擦力来抗剪。
在传力摩擦面的抗滑移系数一定的情况下，预拉力越大，高强螺栓的抗剪承载力就越大，每个摩擦型高强螺栓的抗剪承载力为： μP n N f b V9.0= 。
高强度螺栓的抗拉承载力也随预拉力的增大而增大，即 P N b t 8.0= 。
7．摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有什么区别？7． 答：摩擦型高强度螺栓连接的板件间无滑移，靠板件接触面间的摩擦力来传递剪力，而承压型高强螺栓容许被连接板件间产生滑移，其抗剪连接通过螺栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，所以承压型高强度螺栓比摩擦型高强度螺栓抗剪承载力大，但变形也大。
8．为什么要控制高强度螺栓的预拉力，其设计值是怎样确定的？8． 答：高强螺栓的应用，不论是受剪力连接、受拉力连接还是拉剪连接中，其受力性能主要是基于螺栓对板件产生的压力，即紧固的预拉力，即使是承压型的连接，也是部分利用这一性能，因此，控制预拉力是保证高强螺栓连接质量的一个关键性因素。
高强螺栓预拉力设计值是这样确定的：基于钢材的屈服强度，考虑材料的不均匀性，为防止预拉力的松弛而需要的超张拉以及拧紧螺栓扭矩产生的剪力等因素进行综合确定，即：P=0.675fy.Ae 。
9．普通螺栓和高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？单个螺栓的抗剪承载力设计值是如何确定的？9． 答：高强螺栓分摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓，摩擦型高强螺栓是靠接触面间的摩擦力来传递剪力的，而承压型高强螺栓的抗剪性能同普通螺栓，高强度螺栓抗拉承载力由预拉力决定，为预拉力的80％。
普通螺栓是通过栓杆受剪和板件孔壁受压来传递剪力的，通过螺栓杆抗拉来承受拉力。
单个螺栓的抗剪承载力设计值对于普通螺栓为螺栓抗剪承载力和承压承载力的较小值；对于高强螺栓为μP n f 9.0 ，其中f n 、μ 分别为摩擦面数和抗滑移系数，P为预拉力。
10．螺栓群在扭矩作用下，在弹性受力阶段受力最大的螺栓其内力值是在什么假定条件下求得的？10．答：螺栓群在扭矩作用下，其内力计算基于下列假定：⑴被连接板件为绝对刚性体；⑵螺栓是弹性体；⑶各螺栓绕螺栓群的形心旋转，使螺栓沿垂直于旋转半径r的方向受剪，各螺栓所受的剪力大小与r成正比。
受弯构件1.若设计一钢梁与混凝土组合而成的简支组合梁,应如何才为合理截面?其中钢与混凝土连接面受力如何?1．答：应使梁截面中钢材部分受拉，混凝土部分受压。
钢与混凝土连接面受剪力作用。
2.什么是梁的整体失稳？影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？2．答：梁在荷载作用下，虽然其截面的正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然离开原来的弯曲平面，同时发生侧向弯曲和扭转，这就称为梁的整体失稳。
主要因素：梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度，抗翘曲刚度，梁侧向支撑点之间的距离，梁的截面形式，横向荷载的形式、在截面上的作用位置等。
3.如何提高梁的整体稳定性？其最有效而经济的方法是什么？3．答：加大梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度和抗翘曲刚度，设侧向支撑，加强受压翼缘其中设侧向支撑最经济。
4何谓截面的剪力中心？它与材料、受力情况有关吗？4．答：荷载作用于截面平面内一点，而不会使截面发生扭转，这一点称为截面的剪力中心。
它与材料和受力无关，它是截面的一个几何特性。
5.判别梁是否需要验算其整体稳定，用l1/b1 来衡量，其意义是什么？l1 ，b1 分别代表什么？5．答：当l1 / b1小到一定程度可以保证阻止受压翼缘的侧向变形，从而保证不会发生整体失稳。
l1 表示受压翼缘的自由长度，b1 表示受压翼缘宽度。
6.其他条件都相同的两根梁，3号钢的hmin 较16Mn钢的是大还是小？为什么？6．答：16Mn 钢的最小高度较大，因为f与H成正比，所以f 越大则hmin 越大。
7.梁翼缘和腹板常采用连续的角焊缝连接，其长度为何不受最大长度60 hf 或40hf限制？7．答：因为梁翼缘和腹板连接处，内力沿焊缝全长分布。
8.在工字型截面梁中，翼缘与腹板的交界处对翼缘和腹板来说分别是怎样的支承？为什么？8．答：对翼缘是简支，对腹板是具有弹性约束的半刚性约束。
因为，腹板比较高，对翼缘的转动约束比较小，而翼缘比较厚窄，对腹板可以有一定的转动约束。
9设置加劲肋来提高腹板的局部稳定性，其作用是如何发挥的？横向加劲肋宽度，厚度的确定原则是什么？9答：设置加劲肋可以细分腹板区格，从而减小每一区格的宽厚比，进而提高局部稳定性。
横向加劲肋宽度bs ，厚度ts 的确定原则是：有足够的刚度，使其成为腹板的不动支承。
10.梁的拼接焊缝位置如何合理确定？10答：梁的翼缘板和腹板的拼接位置最好错开，并避免与加劲肋以及与次梁连接处重合，以防止焊缝密集交叉。
腹板的拼接焊缝与平行它的加劲肋间至少应相距10 tw 。
11工字型梁的受压翼缘与轴压杆件的翼缘受力状态相近，其局部稳定的宽厚比要求有何不同？11答：梁翼缘的局部稳定是根据板件的屈曲应力达到材料的屈服点的95%，来计算板的宽厚比；而柱子中是以翼缘局部稳定与柱子整体稳定的临界应力相等的等稳定条件求板的宽厚比。
12.请通过梁的临界弯矩表达式：l GI EI k M ty cr .= ，说明影响钢梁整体稳定的主要因素。
12答： EIy ：梁的侧向抗弯刚度。
EIy 越大，梁的整体稳定性越好。
GIt ：梁的抗扭刚度。
GIt 越大，梁的整体稳定性越好。
k ：与荷载种类、荷载作用位置、支承条件、截面形式等有关。
l ：梁受压翼缘的自由长度（受压翼缘侧向支撑点之间的距离）。
13 焊接工字形等截面简支梁的整体稳定系数为 y b y x y b b f h t w Ah 2354.4.1.4320212⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ηλλβϕ 解释：1. b ϕ 的物理意义。
2. 式b β 、y λ 、 b η 、 fy235 各代表什么含义。
13答：1. 为梁的整体稳定系数， 。
2. 为梁整体稳定的等效弯矩系数，与荷载种类、作用位置、梁的截面尺寸有关； 为梁在受压翼缘侧向支承点间对弱轴y －y 的长细比； 为截面不对称影响系数； 为采用不同钢号的系数。
14. 梁的弯曲正应力强度计算公式中，x γ 代表何含义？确定此值时，为何限定塑性发展区高度 的范围14． 答： 为截面的塑性发展系数。
以截面边缘屈服为标准的弹性设计，过于保守；以截面成塑性铰为标准的塑性设计，梁的变形可能过大。
因而规定采用截面部分发展塑性，限制截面上塑性发展深度为 (1/8~1/4)h 。
轴心受力构件1． 拉杆为何要控制刚度？如何验算？拉杆允许长细比与什么有关？1． 答：拉杆要控制刚度是为了保证构件在使用过程中不产生过大的横向振动而使杆件连接受到损害及改变杆件轴心受拉的性质。
验算：构件长细比小于或等于容许长细比 。
拉杆允许长细比 与拉杆所受荷载的性质有关。
2． 计算轴心受压缀条柱时，如何考虑柱的剪切变形的影响？此时柱的整体等稳定条件是什么？2．答：轴心受压柱的临界力 。