河海大学钢结构知识点

1、1承受动力荷载作用的钢结构，应选用塑性，冲击韧性好的钢材。2冷作硬化会改变钢材的性能，将使钢材的屈服点提高,塑性和韧性降低。3钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、冷弯性、伸长率、冲击韧性。4钢材中氧的含量过多，将使钢材出现热脆现象。5钢材含硫量过多，高温下会发生热脆，含磷量过多，低温下会发生冷脆。6时效硬化（老化）会改变钢材的性能，将使钢材的强度提高,塑性韧性降低。7影响钢材性能的因素：化学成分，成材过程，钢材硬化，温度，集中应力，反复荷载作用8钢材在2500c度附近有抗拉强度、硬度提高伸长率降低现象,称之为蓝脆现象。9钢材硬化的三种情况；冷作硬化，时效硬化，应变时效硬化10钢材的主要性

2、能：抗拉强度，屈服强度，伸长率12钢材牌号Q235-BF,其中235表示屈服强度，B表示质量等级B级,F表示沸腾钢。13钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。14焊接结构选用焊条的原则是，计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应。15钢材中含有CP、N、S、QCu、Si、MnV等元素，其中SPON为有害的杂质元素。16衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。17结构的可靠指标3越大，其失效概率越小。18承重结构的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性、硫磷极限含量的合格保证，对焊接结构尚应具有含碳量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50t中级工作制焊接吊车梁类似结构的钢材，应具有常温冲击韧性的

3、保证。19冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性变形能力和钢材质量的综合指标20结构有哪两种极限状态：承载能力极限状态，正常使用极限状态21工程结构必须具备哪些功能：安全性，使用性，耐久性，总称为结构的可靠性22疲劳破坏的三个阶段：裂纹的形成，裂纹的缓慢扩展，迅速断裂23钢材的选择：结构的重要性，荷载的性质，连接方法，工作环境,钢材厚度24焊缝连接形式：目竣邂医T形连接角部连接25钢结构的连接方法通常有焊缝连接，钏钉连接和螺栓连接三种。26焊缝残余应力：纵向焊接残余应力，横向,厚度方向。产生原因：焊接加热和冷却过27梁的刚度用梁在标准荷载作用下的挠度来衡量28抗剪螺栓破坏形式：螺栓杆剪断，孔壁

4、压坏，板被拉断，板端剪断，螺杆弯曲30采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用E50焊条。31焊接残余应力不影响构件的强度。32角焊缝的最小计算长度不得小于1.5兀1和焊件厚度。33承受静力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是60hf。34手工焊焊接Q235钢，一般采用E43型焊条。焊接结构在焊缝附近形成热影响区，该区材质存在缺陷。35侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜>60hf。36高强度螺栓连接按施加预应力方式分：大六角头型，扭剪型。按传力方式分：摩擦型连接，承压型连接。37钢结构常用的焊接方法有手工电弧焊，埋弧焊，气体保护焊和电阻焊。38焊缝连接的形式按被连接钢材的相互位置可分为对

5、接，搭接，T形连接和角部连接。这些连接所采用的焊缝主要有对接焊缝和角焊缝。对接焊缝有正对接焊缝和斜对接焊缝。角焊缝有正面角焊缝，侧面角焊缝，斜焊缝。直角角焊缝，斜角角焊缝。39焊缝的缺陷有：裂纹，气孔，烧穿，夹渣，未焊透，未融合，咬边，焊瘤。40设引弧板与不设引弧板的差别：不设置引弧板时可令焊缝计算长度等于实际长度减2t。41高强度螺栓的预应力是通过拧紧螺帽实现的。42在螺栓连接中，最小端距是2do在螺栓连接中，最小栓距是3do43普通螺栓连接，当板叠厚度汇t>5d时（d螺栓直径），连接可能产生栓杆受弯。44钢材的抗剪强度与屈服点的关系式是fv=0.58fy45单个普通螺栓承压承载力设计

6、值N：=d父£tXfcb,式中工t表示受力方向承压构件总厚度的最小值46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。47承压型高强度螺栓仅用于承受非动力荷载结构的连接中。48承受动力荷载的侧面角焊缝的最大计算长度是40hf。49轴心受压构件的承载能力极限状态有强度和稳定性。50格构式轴心受压构件的等稳定性的条件绕虚轴和绕实轴的长细比相同。51双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是弯曲屈曲。52单轴对称截面的轴心受压构件，当构件绕对称轴失稳时发生弯扭屈曲。53轴心受压构件的缺陷有残余应力、初始偏心、初始曲率。54轴心受压构件的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲

7、、弯扭屈曲。55对于缀板式格构柱，单肢不失稳的条件是单支稳定承载力不小于整体稳定承载力，且不大于容许长细比。56缀条式格构柱的缀条设计时按轴心受力构件计算。57对于缀条式格构柱，单肢不失稳的条件是单支稳定承载力不小于整体稳定承载力。58为做到轴心受压构件对两主轴的等稳定，应使两主轴方向长细比相同。59轴压柱的柱脚中锚栓直径应根据构造确定。60在轴心压力一定的前提下，轴压柱脚底板的面积是由基础硅的局压强度决定的。61工字形轴压构件翼缘局部稳定保证条件是根据三边简支一边自由的均匀受压板导出62承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件，其强度计算公式中，塑性发展系数丫x取_1.05Q63工字

8、形受Si丽翼缘板的局部稳定保证条件是根据单向均匀受压板的临界力导出的。64组合梁腹板与翼缘间的连接焊缝受9_;当该焊缝为角焊缝时，最大计算长度60hf。65轴心受力构件的截面形式有：热轧型刚1面,冷弯薄壁型刚截面,组合截面66为保证组合梁腹板的局部稳定性，当满足80<h0/tw©70时,应一设置横向加劲肋。67焊接工字形梁腹板高厚比170-.235y时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置横向加劲肋和纵向加劲肋。68梁的最小高度是由强度控制的。69组合梁的局稳公式是按限制受压翼缘板的宽厚比和腹板的高厚比原则确定。70支承加劲肋应验算的内容是在腹板平面外的稳定性、承压强度计算、与腹板

9、的连接焊缝计算。71钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是设置支撑加劲肋。72按正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制挠度，拉、压构件要限制长细比。荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力高。73伸长率：试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比74应力集中系数：高峰区的最大应力与净截面的平均应力之比，系数越大越易变脆75冷作硬化：冷加工使钢材产生很大的塑性变形，从而提高了钢的屈服点，降低了钢的塑性和韧性的现象76时效硬化（老化）：在高温时融化于铁中的碳和氮，逐渐析出形成自由碳化物和氮化物,使钢材的强度提高，塑性韧性降低的现象77应力幅准则：应力幅表示应力变化的

10、幅度，对于焊接结构，只要应力幅相同，对构件疲劳的实际效果就相同，与应力循环特征或平均应力无关。78形状系数：梁的塑性弯矩与弹性弯矩的比值，只与截面的几何形状有关，与材料无关1简述哪些因素对钢材性能有影响？化学成分；冶金缺陷；钢材硬化；温度影响；应力集中；反复荷载作用。2钢结构用钢材机械性能指标有哪些？承重结构的钢材至少应保证哪些指标满足要求？钢材机械性能指标有：抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性；承重结构的钢材应保证下列三项指标合格：抗拉强度、伸长率、屈服点3钢材两种破坏现象和后果是什么？钢材有脆性破坏和塑性破坏。塑性破坏前，结构有明显的变形，并有较长的变形持续时间，可便于发现和补救

11、。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。4为什么薄钢板的强度比厚钢板的强度高（或钢材的强度按其厚度或直径分组）？钢材的轧制能使金属的晶粒弯细，并消除显微组织的缺陷，也可使浇注时形成的气孔，裂纹和疏松，在高温和压力作用下焊合。因而经过热轧后，钢材组织密实，改善了钢材的力学性能。薄板因辐轧次数多，其强度比厚板略高。5钢结构的特点1.轻质高强2.钢材的塑性和韧性好3.材质均匀、各向同性，接近理想的弹塑性体，与力学假定符合较好；4.制作、安装简便，工期短，符合工业化要求；5、密闭性好，不渗漏;6、钢材耐热性好，耐火性差；7、钢材耐腐蚀性差，低温冷脆。6钢结构对材料的要求1.较高的抗拉强度fu

12、和屈服点fy;2.较好的塑性、韧性；3.良好的工艺性能（冷、热加工，可焊性）；4.对环境的良好适应性（低温、高温和腐蚀）。7钢材的疲劳在循环荷载（连续反复荷载）作用下，经过有限次循环，钢材发生破坏的现象，称之为疲劳。疲劳破坏是积累损伤的结果。（缺陷-微观裂纹-宏观裂纹）疲劳属于脆性破坏，截面平均应力小于屈服点（材料的内部缺陷构造缺陷一应力集中残余应力）8选择钢材的原则1.结构或构件的重要性2.荷载情况（静力荷载，动力荷载）；静力荷载作用下可选择经济性较好的Q235q钢材。动力荷载作用下应选择综合性能较好钢材。3.连接方法（焊接连接、螺栓连接）；焊接结构对材质的要求严格，应严格控制C、S、P的极

13、限含量；非焊接结构对C的要求可降低些。4.结构所处的工作条件（环境温度，腐蚀等）；低温下工作的结构应选择低温脆断性能好的镇定钢；5钢材的厚度。厚度大的焊接结构应采用材质较好的钢材。9钢结构的缺点：（1）失稳和变形过大造成破坏。（2）钢结构耐腐蚀性差。（3）钢材耐热但不耐火。（4）钢结构可能发生脆性断裂。10钢结构对材料的要求：1、强度要求2、变形能力3、加工性能11钢材的种类：1、用途分：结构钢，工具钢，特殊用途钢2、化学成分分：碳素钢，合金钢3、冶炼方法分：平炉钢，转炉钢，电炉钢4、脱氧方法分：沸腾钢，半镇静钢，镇静钢，特殊镇静钢5、成型方法分：轧制钢，锻钢，铸钢6、硫磷含量和质量控制分：高

14、级优质钢，优质钢，普通钢。建筑用钢有：碳素结构钢和合金高强度结构钢。12冷弯性能含义：指金属材料在常温下能承受弯曲而不破裂性能。弯曲程度一般用弯曲角度“（外角）或弯心直径d对材料厚度a的比值表示，“愈大或d/a愈小，则材料的冷弯性愈好。13、钢材质量应满足的要求：1、承重结构采用的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫磷含量的合格保证，对焊接结构尚应具有碳含量的合格保证。2、焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材还应具有冷弯试验的合格保证。3、对于需要验算疲劳的焊接结构钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。14结构极限状态：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

15、时，此特定状态就称为该功能的极限状态。15,为什么说钢材的屈服点，抗拉强度和伸长率是建筑工程用刚的重要技术性能指标？答：刚结构对材料性能的要求是多方面的，所用钢材不仅要求钢材强度高、弹性好、而且还要有一定的塑性、韧性、可焊性、冷弯性等。钢材的屈服强度是衡量结构的承载能力和确定强度设计值的重要指标，抗拉强度是衡量钢材抵抗拉断的性能指标，且其不仅是一般强度指标，而且直接反应钢材内部组织的优劣，伸长率是衡量钢材塑性性能指标，钢材的塑性是在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力，伸长率愈大，塑性性能愈好。16简述钢材的化学成分对钢材性能的影响。1.碳：碳是普通碳素钢除铁以外最主要的元素，它对钢材的各种

16、性能的影响很大。随着碳含量的提高，钢材的强度逐渐升高，但塑性何韧性，特别是低温冲击韧性下降，同时，可焊性，抗锈蚀性能耐疲劳性能和冷弯性能也都下降，增加了低温脆断的可能性。3镒：镒也是一种有益的元素，它属于弱脱氧剂。它可以提高钢材强度，消除硫、氧对钢材的热脆影响，改善钢材的热加工性能和钢材的冷脆倾向，同时不显著降低钢材的塑性和韧性。4硫：硫是有害的杂质元素，可以使钢材产生裂纹，此外硫还能形成夹杂物，不仅是钢材起层，还会引起应力集中，降低钢材的塑性和冲击韧性。5磷：磷是以固溶体的形式溶解于铁素体中，降低钢材的塑性、韧性和可焊性，固他是有害杂质元素。6氧和氮：氧和氮都属于有害杂质元素。在金属溶化后，

17、它们极易从钢水中逸出，其含量较小，氧使钢热脆，其作用比硫更剧烈；氮使钢冷脆，其作用于磷类似。17、温度对刚才性能的影响？0-200度，性能基本不变；250度左右，塑性和韧性下降，蓝脆现象；260-320,徐变现象；300度，伸缩比显著增大，其他都下降；600度，屈服强度和弹性模量通常不到常温的三分之1,刚结构常用的链接方式有哪几种？各自有什么特点？常用哪些范围？答：1,焊缝连接：优点：不削弱构建截面，节省钢材；可直接焊接，构造简单，加工简便；链接的密封性好，刚度大；易于采用自动化加工。缺点：焊缝的热影响区内钢材的力学性能发生变化，材质变脆；焊接结构中不可避免地产生残余应力和残余变形、对结构的工

18、作不利，焊接结构对裂纹很敏感，一旦局部发生裂纹，便有可能迅速扩展到整个截面，尤其在低温下更易发生脆裂。2:挪钉连接：费刚、费工，但挪钉连接传力可靠，韧性和塑性较好，质量易于检查，对经常受动力荷载作用、荷载较大和跨度较大的结构有时可采用挪钉连接。3:螺栓链接：分普通螺栓连接和高度螺栓连接，优点：施工工艺简、安装方便，特别适用于工地连接，且工程进度和质量易得到保证。缺点：因开孔对构件截面有一定的削弱，有时在构造上还须增设辅助构件，故用料增加构造叫繁。此外，螺栓链接要制孔、安装和拼接时需对孔，工作量增加，且对制造的精度要求较高，但仍是钢结构连接的重要方式之一。3,焊接应力和焊接变形对结构性能有哪些影

19、响？答：在常温和静载下焊接应力对构件的强度没有什么影响，但对其刚度有影响。由于焊缝中存在三向应力，阻碍了塑性变形，是裂缝易发生和发展，因此焊接应力是疲劳强度降低。此外，焊接应力还会降低压杆的稳定性和使构件提前进入塑性工作阶段。4,受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式，如何防止？答：有五种情况：螺栓杆被剪断、孔壁挤压、板被拉断、钢板剪断、螺栓杆弯曲破坏。防止方法：对于螺栓杆被剪断、孔壁挤压、板被拉断三种情况要进行计算；对于钢板剪断、螺栓杆弯曲破坏可以通过限制端距e2>2d0,以避免板因受螺栓杆挤压而被剪断，限制板叠厚不超过5d一避免螺杆弯曲过大而破坏。5,影响高强度螺栓承载力的因素有哪些？答

20、：从受力特征分为摩擦型高强度螺栓连接、承压型高强度螺栓连接和承受拉力的高强度螺栓链接。摩擦型高强度链接单纯依靠被连接构件的摩擦阻力传递剪力，以剪力等于摩擦力伟承载能力的极限状态；承压型高强度螺栓以螺栓或钢板破坏为承载能力的极限状态。这种螺栓还应以不出现滑移作为正常使用的极限状态。22、侧面角焊缝的特点：两端大，中间小，应力分布不均，塑性较好，强度较低。正面角焊缝的特点：静力强度高于侧面角焊缝，塑性变形能力差。25、焊接残余应力的分类：1、纵向焊接应力，2、横向焊接应力，3、厚度方向的焊接应力。26、焊接残余应力对结构工作性能的影响：1、对结构静力强度的影响2、对结构刚度的影响27、对受压构件稳

21、定承载力的影响4、对低温冷脆的影响5、对疲劳强度的影响28、减小焊接残余应力和焊接残余变形的措施：1、涉及措施：1）合理的选择焊缝的尺寸和形式，在保证结构的承载能力的条件下，设计时应尽量采用较小的焊缝尺寸。2）尽可能减少不必要的焊缝。3）合理的安排焊缝的位置。4）尽量避免焊缝的过分集中和交叉。5）尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。6）避免仰焊。2、工艺措施：1）采用合理的焊接顺序和方向。2）采用反变形法减小焊接变形或焊接应力。3）锤击或碾压焊缝，使焊缝得到延伸，从而降低焊接应力。4）对于小尺寸焊件，焊前预热，或焊后回火加热至600摄氏度左右，然后缓慢冷却，可以消除焊接应力和焊缝变形。32、构件

22、接触面摩擦力的大小取决于螺栓的预应力和摩擦面的抗滑移系数以及连接的传力摩擦面数。33、为什么要规定角焊缝的最小计算长度和侧面角焊缝的最大计算长度？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34、抗剪螺栓受力过程：当连接处于弹性阶段时，各螺栓受力不等，两端大中间小。随着外力增加进入塑性阶段后，内力重分布使受力均匀。5摩擦型高强度螺栓的偏心受拉连接计算时，是否

23、考虑大小偏心情况？不用，因为高强度螺栓连接作用下，接触面上始终受到压力作用，不会由压变拉，所以不用考虑力的重分布，故不考虑打小偏心。1,轴心受力构件常用什么样的截面形式；他们各有何特点？答：实腹式和格构式；特点：实腹式：构件制作简单，与其他构件的连接也比较方便。格构式：容易使压杆实现两主轴方向的等稳性，刚度大，抗扭性好，用料较省2,简述轴心受力构件对强、刚、稳得计算要求。答：强度：轴心受力构件的强度承载能力是以截面的平均应力达到刚材的屈服应力作为极限状态；刚度：轴心受力构件不应做的过分柔细，而应该具有一定的刚度以保证构件不会产生过度的变形稳定性：轴心受拉构件没有整体稳定性和局部稳定性的问题，极

24、限承载能以一般由强度控制，所以设计时只需考虑强度和刚度。3,轴心受压实腹式构件局部失稳的原因是什么？如何防止局部失稳的发生？答：一般轴心受压构件的厚度和宽度相比都比较小，对于实腹式在轴心压力作用下板件都承受压力，如果这些板件平面尺寸很大而厚度相对很薄时，就有可能在构件丧失稳定或者强度破坏之前发生屈曲，构件偏离原来的平面位置而发生波状鼓曲，格构式轴心受压构件由两个或两个以上的分肢组成，每个分肢又由一些板件组成。这些板件在轴心压力作用下也有可能在构件丧失整体稳定之前发生各自的屈曲，丧失局部稳定。实际上就是薄板载轴心压力作用下的屈曲问题相连板件互为支承。防止方法：根据板件临界应力和构件临界应力相等的

25、原则确定板件的宽厚比。4、当构件的长细比太大时，会产生下列不利影响；在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形；使用期间因其自重而明显下挠，在动力荷载作用下发生较大的振动；压杆的长细比过大时，除具有前述各种不利因索外和自重产生的挠度也将对构件的整体稳定带来不利影响。5,轴心受压构件整体失稳时有哪几种屈曲？弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲。双轴对称一般为弯曲屈曲，当截面扭转刚度较小时，有可能发生扭转屈曲，单轴对称绕非对称轴，为弯曲屈曲。绕对称轴由于截面形心和扭转中心不重合，为弯扭屈曲，对无对称轴，都属于弯扭屈曲。6大型柱从受力更合理的角度出发应尽可能用何种形式的格构柱？缀条式格构式单肢为轴心受力构件，缀

26、板式格构式的单肢为压弯构件。从受力更合理的角度出发。应尽可能的选用缀条式格构柱。7钢结构设计考虑承载应力极限状态，正常使用极限状态8对轴心受压构件整体问题性影响的缺陷。初弯曲，残余应力，荷载初偏心。9、实腹式柱截面的选取原则（1）截面积的分布尽量展开，以增加截面的惯性矩和回转半径，从而提高柱的整体稳定性和刚度；（2）尽量满足两主轴方向的等稳定要求，即：以达到经济要求；（3）便于其他构件的连接；（4）尽可能构造简单，易加工制作，易取材。1,钢梁的强度计算包括哪些内容？答：强度、刚度、整体稳定和据不稳定四个方面。2,影响钢梁整体稳定的主要因素有哪些？答：（1）梁的侧向抗弯刚度Ely、抗扭刚度GIt

27、越大，临界弯矩Mcr越大。故在保证局部稳定条件下宜增大受压翼缘的宽度。（2）梁受压翼缘的自由长度l越大，临界矩Mcr越小。所以应在受压翼缘部位适当设置侧向支撑，减小梁受压翼缘侧向计算长度。（3）荷载作用类型及其作用位置对临界弯矩有影响。3,钢梁腹板配置加劲肋的种类有哪些；其各自的主要作用是什么？答：有三种（1）横向加劲肋：防止由剪力和局部压应力可能引起的腹板失稳；（2）纵向加劲肋：主要是防止由弯曲压应力可能引起的腹板失稳；（3）短加劲肋：主要防止局部压应力可能引起的腹板失稳。梁腹板的主要左永生抗剪，相比下，剪应力是最容易引起腹板失稳，因此，三种加劲肋中横向加劲肋是最常采用的。4,什么情况下才能考虑利用腹板屈曲后强度？答：承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁宜考虑腹板屈曲后强度。5,组合梁的截面高度由哪些条件确定？答：考虑建筑高度、刚度条件和经济条件。6,钢梁的拼接、主梁与次梁的连接各有哪些方式？答：梁的连接分工厂拼接和工地拼接，主梁与次梁的连接分校接和钢接两种。7,钢梁的设计主要包括哪几项内容？答：（1）确定结构方案，（2）确定梁的高度，（3）梁的截面选择，（4