高等钢结构复习整理题答案

《高等钢结构》复习题

（1） 按承载力极限状态和正常极限状态设计钢结构时，应考虑荷载效应的哪种组合？

承载力极限状态：基本组合；正常使用状态：标准组合。

（2）钢材的设计强度是根据钢材的什么确定的？

钢材的屈服强度y f 除以抗力分项系数R r 。

钢结构的塑性好、韧性好指的是什么？各用什么指标表示？

塑性好，结构在静载和动载作用下具有足够的应变能力，可减轻结构脆性破坏的倾向，同时

可通过较大的塑性变形调整局部压力。韧性好，结构具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。塑性：伸长率。韧性：材料断裂时所吸收的总能量（包括弹性和非弹性）来度量。

钢结构的两种主要破坏形式是什么？各有什么特点？

塑性破坏：破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的端口呈纤维状，色泽发暗。

脆性破坏：破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，端口平直并呈有光泽的晶粒状。

（1） 钢材牌号是根据材料的什么命名的？同一牌号钢材为什么设计强度不同？

钢的牌号由代表屈服点的的字母Q 、屈服点数值、质量等级符号（A 、B 、C 、D ）、脱氧方法符

号四部分按顺序组成。

钢的牌号仍有质量等级符号，分为A 、B 、C 、D 、E 五个等级。E 级主要是要求-40 C 的冲

击韧性。

（2） 沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法的主要不同之处是什么？

镇静钢脱氧充分，沸腾钢脱氧较差。

（3） Q235钢材A 、B 、C 、D 四个等级主要什么指标不同？

A 级钢只保证抗拉强度、屈服点和伸长率，

B 、

C 、

D 级钢均保证抗拉强度、屈服点、伸长率、抗弯性和冲击韧性。

（4） 工字钢的翼缘和腹板性能是否相同？

（9）如果钢材具有 较好的塑性和韧性 性能，那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或局部超载而发生突然断裂。

（10）对于焊接结构，除应限制钢材中的硫、磷的极限含量外，还应限制

碳 的含量不超过规定值。

（11）钢材的硬化，提高了钢材的 屈服点 ，降低了钢材的 塑性和韧性 。

（12）随着时间的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为 时效硬化，俗称老化 。

（13）应力集中易导致钢材脆性破坏的原因在于应力集中处 截面横向变形（塑性变形） 受到约束。

（14）试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关，而与钢材的_静力强度____并无明显关系。

（1） 焊缝的主要形式？主要区别是什么？强度如何？

焊缝主要包括角焊缝、对接焊缝两种形式。

采用角焊缝连接的板件不必坡口，焊缝金属直接填充在由被连接板件形成的直角或斜角区域

内。对接焊缝的焊件边缘常需要加工坡口，故又称为坡口焊缝。

（2） 斜角焊缝主要用于哪种状况？

斜角角焊缝常用于钢漏斗和钢管结构中，对于夹角大于135 ︒或小于60 ︒的斜角角焊缝，

不宜用作受力焊缝（钢管结构除外）。

（3） 部分焊透的对接焊缝强度应按哪种形式焊缝计算？（P79）

部分焊透的对接焊缝实际上可视为在坡口内焊接的角焊缝，故其强度计算方法与直角角焊缝

相同，在垂直于焊缝长度方向的压力作用下，取f β=1.22，其他受力情况取f β=1.0.

（4） 对接焊缝强度与母材设计强度的关系？（P60）

一级、二级检验的焊缝的抗拉强度可认为与母材强度相等。

三级检验的焊缝允许存在的缺陷较多，故取其抗拉强度为母材强度的85%。

（5） 什么方向的焊接残余应力对构件承载力影响较大？焊接残余应力的影响如何？（P80-83）

对结构静力强度无影响；降低结构的刚度；降低受压构件稳定承载力；增加了钢材在低温下

的脆断倾向；降低结构的疲劳强度。

（6） 一个承受剪力的普通螺栓的破坏形式？ (P87)

当栓杆直径较小而板件较厚时，栓杆可能被剪断；当栓杆直径较大、板件较薄时，板件可能

被挤坏；板件截面可能因螺栓孔削弱太多而被拉断；端距太小，端距范围内的板件可能被栓

杆冲剪破坏。

（7） 普通螺栓连接的应用范围？(P56)

（8） 一个普通螺栓的抗剪、抗拉和承压设计强度是如何确定的?（P88,91） 受剪承载力设计值：24b b v v

v d N n f π=；

承压承载力设计值：b b

c c N

d tf =∑；

一个螺栓抗剪的承载力设计值取b v N 和b c N 的较小值min b N 抗拉：24b

b e t t d N f π=

（9） 高强度螺栓摩擦型连接和承压型连接在传力(P95)、使用范围（P57）的主要区别？

高强度螺栓摩擦型连接只依靠被连接板件间的摩擦力传递剪力，以剪力等于摩擦力作为承载

能力的极限状态。高强度螺栓承压型连接的传力特征是剪力超过摩擦力时，板件间发生相互

滑移，螺栓杆身与孔壁接触，开始受剪并孔壁承压。另外，摩擦力随外力继续增大而逐渐减

弱，连接接近破坏时，剪力全由杆身承担。高强度螺栓承压型连接以螺栓或钢板破坏作为承

载能力的极限状态，可能的破坏形式和普通螺栓相同。

摩擦型连接的剪切变形小，弹性性能好，特别适用于承受动荷载的结构；承压型连接的承载

力高于摩擦型，连接紧凑，但剪切变形大，不得用于承受动荷载的结构中。

（10）螺栓连接中，为何规定螺栓最小容许距离和最大容许距离？(P86)

最小容许距离：保证施工要求,要保证有一定空间，便于打铆和采用扳手拧紧螺帽。

最大容许距离：保证受力要求和构造要求。

（11）普通螺栓群和高强度螺栓群承受弯矩作用时，中和轴在何处？为什么？(P92,101)

普通螺栓群：实际计算时可近似地取中和轴位于最下排螺栓处。因为：受拉螺栓截面只是孤立的几个螺栓点，而端板受压区则是宽度较大的实体矩形单元。当以其形心位置作为中和轴时，所求得的端板受压区高度总是很小，中和轴通常在弯矩指向一侧最外排螺栓附近的某个位置。

高强度螺栓群：中和轴在螺栓群的形心轴上。因为：高强度螺栓的外拉力总是小于预拉力P ，在连接受弯矩作用而使螺栓沿栓杆方向受力时，被连接构件的接触面一直保持紧密结合，因此可认为中和轴在螺栓群的形心上。

（1） 实腹式轴心受拉构件的设计计算内容包括哪几项？

需分别进行强度和刚度的计算。

（2） 实腹式轴心受压构件的设计计算内容包括哪几项？

需分别进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度的计算。

（3） 为什么要限制轴心受力构件的长细比？