笔试-钢结构简答题

《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）。

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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。

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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

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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

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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要求分为一级、二级和三级。三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且