南京工业大学钢结构简答题

2.1简述钢结构有哪些主要特点。

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）钢材耐腐蚀性差；（6）钢材耐热，但不耐火；2.2钢材选用原则（1）结构或构件的重要性；（2）荷载性质（动载或静载）；（3）连接方法（焊接铆接或螺栓连接）；（4）工作条件（温度及腐蚀介质）（5）钢材厚度2.3碳素结构钢按质量分为几级？并是怎样划分的？Q235B·b代表的意义是什么？答：碳素结构钢按质量分为A、B、C、D四级。

Q235B·b代表屈服强度为235N/mm2，B级，半镇静钢。

2.4建筑钢材的伸长率是通过什么实验确定的？实验时如何取值？伸长率反映了钢材的什么性质？建筑钢材的伸长率是通过单向拉伸实验确定的。

取试件拉断后的伸长量与原标距的比值的百分率，即，伸长率反映了钢材的塑性变形能力。

3.1简述钢结构连接的类型和特点？答：钢结构最主要的连接类型：（1）焊缝连接：构造简单、不削弱构件截面、节约钢材、加工方便，易于采用自动化操作、连接密封性好、刚度大。

焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响，低温冷脆问题比较突出。

（2）铆钉连接：塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，适用于直接承受动载结构的连接。

构造复杂，用钢量多。

（3）螺栓连接：施工简单、拆装方便。

用钢量多。

3.2受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？答：五种破坏形式：（1）螺栓杆剪断（2）孔壁挤压破坏（3）钢板被拉断（4）钢板剪断（5）螺栓弯曲。

针对前三种破坏，通过强度验算避免出现破坏。

通过限制端距e3≥2d0避免钢板剪断，限制板叠厚度不超过5d以避免螺栓弯曲。

3.3简述焊接残余应力对结构性能的影响。

（1）不影响结构的静力强度；（2）残余应力使构件的变形增大，刚度降低；（3）焊接残余应力使压杆的挠曲刚度减小，从而降低其稳定承载能力；（4）在低温下使裂纹容易发生和发展，加速构件的脆性破坏；（5）降低了结构构件和连接的疲劳强度3、应力集中：钢结构的构件中有时存在着孔洞，槽口，凹角，缺陷以及截面突然改变时，构件的应力分布将不再保持均匀，而是在缺陷以及截面突然改变处附近，出现应力线曲折，密集，产生高峰应力的现象。

应力集中对钢材的影响：（1）使构件处于同号的双向或者三向应力场的复杂应力状态(2)在应力集中处塑性变形受到约束，发生脆性断裂或者产生疲劳裂纹。

3、影响梁整体稳定性的因素有哪些？答：主要影响因素：（1）梁的侧向抗弯刚度yEI、抗扭刚度tGI和抗翘曲刚度wEI9.（2）受压翼缘自由长度.（3）梁所受荷载类型（4）梁端支座对截面的约束（5）横向荷载沿梁截面高度方向的作用点位置（6）By值（7）残余应力钢梁腹板失稳形式，如何避免形式：（1）剪应力作用下失稳（2）局部压应力作用下失稳（3）弯曲正应力作用下失稳（4）复杂应力作用下失稳。

措施：（1）减小板件宽厚比（2）设置加劲肋截面积，计算长度，惯性矩都相同的实腹式和格构柱，哪种承载力大，为什么？实腹式承载力大因为格构柱的换算长细比大于实腹柱，从而格构柱的整体稳定性系数小于实腹柱，导致格构柱稳定承载力小1.什么是疲劳断裂？它的特点如何？简述其破坏过程。

概念:疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏特点：（1）出现疲劳断裂时，截面上的应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度（2）同时，疲劳破坏属于脆性破坏，塑形变形很小，是一种无明显变形的突然破坏，危险性较大。

（3）疲劳破坏的构件断口上面一部分呈现半椭圆形光滑区，其余部分则为粗糙区（4）过程分为三个阶段裂纹的形成裂纹缓慢扩展最后迅速断裂4、钢材的疲劳：在循环荷载的作用下，经过有限次循环，钢材发生破坏的现象。

影响因素：1、构件的构造细节（包括形状，尺寸，表面情况以及冶金缺陷）2、应力种类与幅值3、应力循环次数，循环特征4、残余应力5.工作环境6、材料的种类第二章1.简述建筑钢结构对钢材的要求、指标，规范推荐使用的钢材有哪些？答：1.较高的强度。

2.足够的变形能力。

3.良好的加工性能。

此外，根据结构的具体工作条件，在必须是还应该具有适合低温、有害介质侵蚀（包括大气锈蚀）以及重复荷载作用等的性能。

《钢结构设计规范》（GB 50017-2003)推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。

2.衡量材料力学性能的好坏，常用那些指标？它们的作用如何？1.强度性能2.塑性性能3.冷弯性能4.冲击韧性3.哪些因素可使钢材变脆，从设计角度防止构件脆断的措施有哪些？答：（1）硫磷氧氮等化学成分的影响（2）成材过程的影响（3）冷加工硬化及温度等其他因素的影响。

从设计角度防止构件脆断课不考虑硬化所提高的强度及规定结构表面所受辐射温度等。

4.碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？答：碳(C)：碳含量提高，则钢材强度提高，但同时塑形、韧性、冷弯性能、可焊性、抗锈蚀能力下降。

对于焊接结构，为了有良好的可焊性，以不大于0.2%为好。

磷(P)：磷即是有害元素也是能利用的合金元素。

在低温下使钢变脆，称为冷脆；高温时使钢减少塑性。

但磷能提高钢的强度和抗锈蚀能力。

硫(S)：硫有害元素。

使钢产生热脆性，降低钢的冲击韧性，同时影响疲劳性能和抗锈蚀性能。

5.什么是钢材的可焊性？影响钢材可焊性的化学元素有哪些？钢材的可焊性是指一般焊接工艺就可以完成合格的（无裂纹的）焊缝的性能。

影响钢材可焊性的主要因素是碳含量和合金元素的含量。

6.钢材的力学性能为何要按厚度（直径）进行划分？钢材屈服点的高低和钢材晶粒的粗细有关，材质好，轧制次数多，晶粒细，屈服点就高，因而不同厚度的钢材，屈服点不一样。

7.钢材中常见的冶金缺陷有哪些?偏析，非金属杂质，气孔，裂纹及分层8.随着温度的变化，钢材的力学性能有何变化？总的趋势是：温度升高，钢材的强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆9.什么情况下会产生应力集中，应力集中对材性有何影响？当截面完整性遭到破坏，如有裂纹空洞刻槽，凹角时以及截面的厚度或宽度突然改变时，构件中的应力分布将变得很不均匀，在缺陷或洁面变化处附近，会出现应力线曲折密集，出现高峰应力的现象即应力集中影响：在应力高峰出会产生双向或三向的应力，此应力状态会使材料沿力作用方向塑性变形的发展受到很大的约束，材料容易脆性变形。

10.什么是疲劳断裂？它的特点如何？简述其破坏过程。

概念:疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏特点：（1）出现疲劳断裂时，截面上的应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度（2）同时，疲劳破坏属于脆性破坏，塑形变形很小，是一种无明显变形的突然破坏，危险性较大。

（3）疲劳破坏的构件断口上面一部分呈现半椭圆形光滑区，其余部分则为粗糙区（4）过程分为三个阶段裂纹的形成裂纹缓慢扩展最后迅速断裂11.快速加荷对钢材的力学性能有何影响？快速加载使钢材的屈服点和抗拉强度提高，冲击韧性降低12.选择钢材虑的因素有哪些？结构或构件的重要性；荷载性质（动载或静载）；连接方法（焊接铆接或螺栓连接）；工作条件（温度及腐蚀介质）13.什么是冷工硬化（应变硬化）、时效硬化？冷工硬化：经冷拉冷弯冲孔机械剪切等冷加工使钢材产生很大塑性变形，产生塑性变形后的钢材再重新加荷时会提高屈服强度，同时降低塑性和韧性时效硬化：指钢材仅随时间的增长而变脆第三章1.简述构件截面的分类，型钢及组合截面应优先选用哪一种，为什么？答：构件截面可分为热轧型钢截面、冷弯薄壁型钢截面、组合截面。

应优先选用型钢截面，它具有加工方便和成本较低的优点。

2.梁的强度计算有哪些内容？如何计算？答：正应力、剪应力、局部压应力和组合应力的计算。

3.什么叫梁的内力重分布，如何进行塑性设计？答：随着荷载的增大，塑性铰发生塑性转动，结构内力产生重分布，使其它截面相继出现塑性铰，直至形成机构。

塑性设计就是利用内力塑性重分布，以充分发挥材料的潜力。

4.拉弯和压弯构件强度计算公式与其强度极限状态是否一致？答：不一致，拉弯和压弯构件强度计算公式采用了不同的屈服准则。

5.为什么直接承受动力荷载的实腹式拉弯和压弯构件不考虑塑性开展，承受静力荷载的同一类构件却考虑塑性开展？格构式构件考虑塑性开展吗？答：和强度设计准则有关，比如格构式构件，格构式截面一般才用边缘屈服理论，认为构件只要一点发生屈服,就可认为整个构件屈服，因此不能考虑塑性开展，并且塑性开展都是利用腹板的部分屈服，格构式构件没有腹板，就没有塑性发展了。

而这种考虑塑性发展的塑性设计只用于不直接承受动力荷载的固端梁和连续梁，并且比不考虑节约钢材，充分发挥材料的潜力。

6.截面塑性发展系数的意义是什么？试举例说明其应用条件？答：对不需要计算疲劳的受弯构件，允许考虑截面有一定程度的塑性发展第四章单个构件的承载能力——稳定1、有哪些因素影响轴心受压构件的稳定系数？答：初弯曲、初偏心、残余应力、杆端约束。

2、轴心受压构件与压弯构件的腹板局部稳定设计原则是什么？轴心受压构件的稳定设计原则是选择适当高的截面或减小计算长度，以减小长细比获得较大的φ值。

压弯构件的腹板局部稳定，经计算在腹板受压区加设加劲肋。

3、影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性的措施有哪些？答：主要影响因素：①梁的侧向抗弯刚度yEI、抗扭刚度tGI和抗翘曲刚度wEI愈大，梁越稳定；②梁的跨度l愈小，梁的整体稳定越好；③对工字形截面，当荷载作用在上翼缘是易失稳，作用在下翼缘是不易失稳；④梁支撑对位移约束程度越大，越不易失稳；采取措施：①增大梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度和抗翘曲刚度；②增加梁的侧向支撑点，以减小跨度；③放宽梁的受压上翼缘，或者使上翼缘与其他构件相互连接。

4、试分析表4-7给出的最大的l1/b1值是如何得出的？5、简述压弯构件失稳的形式及计算的方法。

6、简述压弯构件中等效弯矩系数βmx的意义。

答：在平面内稳定的计算中，等效弯矩系数可以把各种荷载作用的弯矩分布形式转换为均匀受弯来看待。

第七章1、简述钢结构连接的类型和特点？答：钢结构最主要的连接类型：（1）焊缝连接（2）铆钉连接（3）普通螺栓连接和高强螺栓连接（1）焊缝连接：构造简单、不削弱构件截面、节约钢材、加工方便，易于采用自动化操作、连接密封性好、刚度大。

焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响，低温冷脆问题比较突出。

（2）铆钉连接：塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，适用于直接承受动载结构的连接。

构造复杂，用钢量多。

（3）螺栓连接：施工简单、拆装方便。

用钢量多。

2、受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？答：五种破坏形式：（1 ）螺栓杆剪断（2）孔壁挤压（3）钢板被拉断（4）钢板剪断（5）螺栓弯曲。