钢结构考试知识点

上1.钢结构的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态。2.钢材的三个重要力学性能指标为屈服点，抗拉强度，伸长率。3.钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。4.钢结构是用钢板，热轧型钢或冷加工成型的薄壁型钢制造而成的。建筑常用的热轧型钢包括角钢，槽钢，工字钢，H型钢和部分T型钢钢结构特点：材料的强度高，塑性韧性好；材质均匀，和力学计算的假定比较符合；设计钢结构需处理两方面因素：结构和构件抗力；荷载施加于结构的效应5.结构用钢为何要选用塑性、韧性好的钢材？塑性好则结构破坏前变形比较明显从而可减少脆性破坏的危险性，并且塑性变形还能调整局部高峰应力，使之趋于平缓。韧性好表示在动荷载作用下破坏时要吸收较多的能量，同样也降低脆性破坏的危险程度6.用于钢结构的钢材必须具有哪些性能？（12（3）良好的加工性能。普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度钢Q345，Q390，Q4207.钢材的主要强度指标和变形性能都是依据标准试件一次拉伸试验确定的。弹性阶段，弹塑性阶段，塑性阶段，应变硬化阶段材料的比例极限与焊接构件整体试验所得的比例极限有差别：残余应力的影响屈服点意义：作为结构计算中材料强度标准或材料抗力标准；形成理想弹塑性体的模型，为发展钢结构计算理论提供基础低碳钢和低合金钢有明显的屈服点和屈服平台，而热处理钢材没有，规定永久变形0.2%时的应力作为屈服点伸长率代表材料断裂前具有的塑性变形的能力8.冷弯性能：按规定弯心直径将试样弯曲180°,其表面及侧面无裂纹或分层则为冷弯试验合冷弯性能是判断钢材塑性变形能力及冶金质量的综合指标。冲击韧性：韧性是钢材断裂时吸收机械能能力的量度9.钢是含碳量小于2%的铁碳合金，碳大于2%则为铸铁碳素结构钢由纯铁，碳及杂质元素组成，纯铁约占99%，碳及杂质元素1%碳含量提高，钢材强度提高，塑性，韧性，冷弯性能，可焊性及抗锈蚀能力下降硫，氧元素使钢材发生热脆，而磷，氮元素使钢材发生冷脆10.冷加工硬化：在常温下加工叫冷加工。冷拉，冷弯，冲孔，机械剪切等加工使钢材产生很大塑性变形，塑性变形后的钢材在重新加荷时将提高屈服点，同时降低塑性和韧性时效硬化：钢材紧随时间的增长而转脆；应变时效指应变硬化又加时效硬化。钢材对温度相当敏感，相比之下，低温性能更重要。随温度升高，普通钢强度下降较快温度达1/3模量在500℃急剧下降，600℃为40%，250℃附近有兰脆现象疲劳破坏属于脆性破坏；疲劳断裂三阶段：裂纹的形成，裂纹缓慢发展，最后迅速断裂12.选择钢材时应考虑哪些因素？结构或构件的重要性；荷载性质（静载铆接结构及焊接结构，应选用质量较高的钢材。理结构安全可靠，用材经济合13.规范对轴心受力构件的强度计算，规定净截面的平均应力不应超过钢材的强度设计值。14.钢结构承载能力三个层次：截面承载能力（强度问题：材料强度，应力性质及其在15.轴心受力构件截面形式：热轧型钢截面，冷弯薄壁型钢截面，型钢和钢板连接成的组合截面对截面形式要求：能提供承载力所需的截面积，制作简便，便于和相邻构件连接，截面开展而壁厚较薄于承受均部荷载或多个集中荷载的简支梁，约在距两端支座L/6处改变截面经济17．按强度条件选择梁截面：初选截面，满足抗弯条件选出经济合理的，梁跨度不大时是否有轧制型钢，截面较大时，选用由两块翼缘板和一腹板组成的焊接截面（容许和折算应力。设计梁截面时还需刚度验算，组合梁需板件局部稳定或屈曲后强度验算，整体失稳。缺陷实质上是以附加应力的形式促使刚度提前消失而降低稳定承载能力。稳定问题具有多样性，整体性，相关性影响轴心受压构件的整体稳定性主要因素：截面的纵向残余应力，构件初弯曲，荷载作用点的初偏心，构件的端部约束条件。焊接残余应力对结构的静力强度无影响，会降低结构的刚度。20.当缀条采用单角钢时，按轴心压杆验算其承载能力，但必须将设计强度按《钢结构规范》规定乘以折减系数，原因是偏心受压构件。截面无对称轴构件总是弯扭屈曲，不宜用作轴心压杆。21.格构式：由型钢、钢管或组合截面杆件连接而成的杆系结构，多作成桁架和格构柱。22.在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为两头大中间小235235h23.当实腹梁腹板高厚比满足801700ftfywy横向加劲肋和纵向加劲肋，必要时配置短加劲肋。对于/80235/的梁，一htf0wy般应配置横向加劲肋并计算局部稳定。在梁的支座处和上翼缘有较大固定荷载设置支承加劲肋。h/t80235/f时，无局部压应力不设加劲肋，有局部压应力按构0wy造在腹板上配横向加劲肋。腹板加劲肋构造要求：在腹板两侧成对配置对仅受静荷载或较小动载可单侧配置。梁受固定集中荷载作用，当局部压应力不能满足要求时，采用在集中荷载作用处设加劲肋是较合理的措施。24.承受静力荷载或间接承受动力荷载的工字形截面压弯构件的强度计算公式中，截面塑性发展系数γ=γ=γγ=γ=1。xyxy25.一宽度为b、厚度为t的钢板上有一直径为d的孔，则钢板的净截面面积为bt—dtxy026.国家标准规定Q235钢的屈服点不低于235N/mm。27.普通螺栓连接抗剪时是依靠孔壁承压和栓杆抗剪来传力。28.有侧移的单层钢框架，采用等截面柱，柱与基础固接，与横梁铰接，框架平面内柱的计算长度系数μ是2。摇摆柱的计算长度取几何长度即μ是1。轴心受压柱两端固定0.5；一端固定一端铰支0.7；两端铰支1；一端固定一端无转动自由侧移1；一端固定一端自由2；一端铰支一端无转动侧移229.除了钢材的性能和各种力学指标，在钢结构的制造和使用中，还可能受到的影响的因素有：冷加工硬化，温度影响，应力集中。30.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，而与钢材的强度并无明显关系。31.钢结构是由钢板，型钢通过必要的连接组成构件，各构件再通过一定的安装连接而形成整体结构。连接部位具足够的强度，刚度，延性。32.钢结构连接方法：焊接，铆接，普通螺栓连接，高强度螺栓连接。高强度螺栓抗剪连接分为摩擦型连接和承压型连接33.焊接优缺点：既省工又不减损钢材截面，构造简单，焊缝连接密封性好结构刚度大，残余应力残余变形矫正费工，局部裂缝一经发生易扩展到整体，冷脆问题突出焊缝缺陷：裂纹，气孔，烧穿，未焊透34.施焊条件差的高空安装焊缝，强度设计值应乘以折减系数0.9。35.焊缝连接形式按被连接构件间的相对位置分为平接，撘接，T形连接，角接。焊缝形式：对接焊缝（对接正焊缝，对接斜焊缝）和角焊缝（正面角焊缝，侧面角焊缝）焊缝按施焊位置：俯焊，立焊，横焊，仰焊断续焊缝间断距离L在受压构件不大于15t，受拉30t，t为较薄的。36.焊缝符号由指引线和表示焊缝截面形状的基本符号组成。37.撘接连接不能只用一条正面角焊缝传力，并且搭接长度不得小于焊件较小厚度的5倍，同时不得小于25mm38.螺栓连接的破坏情况：螺栓杆剪断，孔壁挤压，钢板被拉断，钢板剪断，螺栓弯曲。39.焊缝群在扭矩作用下抗剪计算基本假定：被连接构件在扭矩作用下绕焊缝有效截面形心旋转，焊缝有效截面任一点的应力方向垂直于该点与形心的连线，其受力大小与其至焊缝群形心的距离成正比，力的方向与其和焊缝群形心的连线相垂直。40.什么是结构的一阶分析和二阶分析？结构在荷载作用下必然有变形。当变形和构件的几何尺寸相比微不足道时，内力分析按结构的原始位形进行，即忽略变形的影响。称为一阶分析；当结构的变形影响不再能够被忽略，考虑变形影响的内力分析称为二阶分析，属于几何非线性分析。41.延性破坏和脆性破坏的含义？超过屈服点即有明显塑性变形产生的构件，当达到抗拉强度时将在很大变形的情况断裂，称为延性破坏。由于破坏前有很明显的变形，并有较长的变形持续时间，便于发现和补救。与此相反，当没有塑性变形或只有很小塑性变形时即发生的破坏，是材料的脆性破坏。42.等稳定的原则是什么？含义一：构件绕两个主轴的稳定性力求一致，没有强轴和弱轴之分；含义二：构件的整体屈曲应力与组成板件的局部屈曲应力力求一致，即局部和整体的稳定性一致。43.实际工程中，梁满足哪些要求可以不必计算梁的整体稳定性。（1）有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时；（2）H型钢或工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度与其宽度之比不超过规范规定限3）箱形截面简支梁，其截面尺寸满足特定要求时。44.格构式压弯构件为何不计算平面外的稳定性？分格构式压弯构件平面外的稳定性在分肢验算时已得到保证。45.交叉腹杆平面外的计算长度的确定与哪些因素有关？46.减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法？（12）施焊前给构件以一个和焊接变形相反的预变形，使构3）对于小尺寸焊件，在施焊前预热，或施焊后回火，可消除焊接残余应力。47.应力集中:在缺陷或截面变化处附近，应力线曲折、密集、出现高峰应力的现象48.梁丧失整体稳定性？在梁的两端作用有弯矩MM为绕梁惯性矩较大主轴即xM较小时，xxx梁仅在弯矩作用平面内弯曲，但当M逐渐增加，达到某一数值时，梁将突然发生侧向弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力。这种现象称为梁丧失整体稳定。x49.螺栓群在扭矩作用下抗剪计算时的假定？被连接构件是刚性的，而螺栓则是弹性的；各螺栓绕螺栓群形心旋转，其受力大小与其直。50.回答梁截面的强度和整体稳定验算，写出计算公式。MF1.弯曲正压力≤f;2.剪应力≤f3.局部压应力≤fxWxtlwzvcnxwM4.折算应力≤1.1f≤f;5整体稳定性≤f22222x1Wccbx51.简述支承加劲肋的稳定性计算？.支承加劲肋按承受固定集中荷载或梁支座反力的轴心受压构件,计算其在腹板平面外的稳定性。此受压构件的截面面积A包括加劲肋和加劲肋每侧15t范围内的腹板面w积,计算长度近似地取为h。052.回答实腹式轴心压杆的计算步骤。1.先假定杆的长细比，查出相应的稳定系数，并算出对应于假定长细比的回转半径il/。2.按照整体稳定的要求算出所需要的截面面积AN/f，确定截面的高度h0和宽度b。3.先算出截面特性，按式N/f≤f验算杆的整体稳定。4.当截面有较大削弱时，还应验算净截面强度，应使N/A≤f。n5.验算长细比。53.第一类稳定和第二类稳定的区别？传统上，将失稳粗略地分为两类：分支点失稳和极值点失稳。分支点失稳的特征是：在临界状态时，结构从初始的平衡位形突变到与其临近的另一平衡位形，表现出平衡位形的分岔现象。在轴心压力作用下的完善直杆以及在中面受压的完善平板的失稳都属于这一类型。没有平衡位形分岔，临界状态表现为结构不能再承受荷载增量是极值点失稳的特征，由建筑钢材做成的偏心受压构件，在经历足够的塑性发展过程后常呈极值点失稳。弹性结构的极限失稳能力可依屈曲后性能分为：稳定分岔屈曲，不稳定分岔屈曲，跃越屈曲。下1.单层门式钢架结构特点：质量轻；工业化程度高，施工周期短；综合经济效益高；柱网布置比较灵活。2.门式钢架结构形式：按跨度：单跨，双跨，多跨；按屋面坡脊数：单脊单坡，单脊双坡，多脊多坡。3.钢架建筑尺寸和结构布置：门式钢架的跨度取横向钢架柱之间的距离，跨度宜为9~36m，宜以34.5~9m合考虑刚架跨度、荷载条件及使用因素等因素，一般宜取6m、、9m。挑檐长度可根据使用要求确定，宜取件0.5~1.2m，其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。门式钢架轻型房屋的构件温度分区，纵向温度分区＜300m，横向温度分区＜150m，门式钢架轻型房屋的构件和维护结构通常刚度不大，温度应力相对较小，因此其温度分区与传统结构形式相比可以适当放宽。伸缩缝做法：设置双柱或在搭接檩条的螺栓处用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许涨缩。4.墙梁在其自重、墙体材料和水平风荷载作用下也是双向受弯构件。墙梁布置要求：考虑设置门窗，挑檐，遮雨篷等构件和维护材料的要求。墙梁应尽量等间距设置，在墙梁的上下沿及窗框的上下沿应设置一道墙梁。为减少竖向荷载产生的效应，减少墙梁的竖向挠度，可在墙梁上设置拉条，并在最上层墙梁处设置拉条将拉力传至钢架柱，设置原则和檩条相同。5.永久荷载：结构构件的自重和悬挂在结构上的非结构构件的重力荷载。包括屋面、檩条、支撑、吊顶、墙面构件和钢架自身。6.可变荷载：屋面活荷载、屋面雪荷载与积灰荷载、吊车荷载、地震作用、风荷载。7.荷载效应组合规则：屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者中较大值；积灰荷载与雪以外的其他荷载同时考虑；多台吊车组合符合规定；需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。9.蒙皮效应：将屋面板视为沿屋面全长伸展的深梁，可用来承受平面内的荷载。面板可视为承受平面内横向剪力的腹板，其边缘构件可视为翼缘，受轴向拉力和压力。10.控制截面：柱底，柱顶，柱牛腿连接处及梁端，梁跨中等截面。内力组合：N和同时出max现的M及V的较大值；M和同时出现的V及N的较大值；N和相应的M及。出maxmin现在永久荷载和风荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0。变截面门式钢架的柱顶侧移采用弹性分析方法确定内力。计算时荷载取标准值，不考虑荷架瞬间形成机动体系，因此塑性设计不适用。12.《规程》给出柱顶侧移的简化公式，可以在初选构件截面时估算侧移刚度，以免因刚度不足而需要重新调整构件截面。如果验算时钢架侧移不满足要求，需要放大柱或（和）梁的截面尺，铰接柱脚改为刚接柱脚；或者把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。13.引进放大系数原因：框架趋于侧移或有初始侧倾时，不仅框架上的荷载对框架起倾覆作用，摇摆柱上的荷载也同样起倾覆作用。14.梁腹板加劲肋的配置：梁腹板应在中柱连接处、较大固定集中荷载作用处和翼缘转折处设置横向加劲肋。其他部位是否设置中间加劲肋，根据计算需要确定。当利用腹板屈曲后抗剪强度时，横向加劲肋间距h~2h。ww15.变截面柱在钢架平面内的计算长度：截面高度呈线性变化的柱，在刚架平面内的计算长度应取hμh（h柱几何高度、μ确定方法：①查表法，主要用于柱脚0rrr要求有二阶分析的计算程序。16.1:5不计算平面内稳定；实腹式钢架斜梁的平面外计算长度取侧向支撑点的间距；当斜梁两侧翼缘侧向支撑点间的距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离。17.门式钢架中节点有：梁与柱连接节点、梁与梁拼接节点及柱脚。当有桥式吊车时，钢架柱放，端板斜放，端板平放。18.压型钢板的截面几何特性可用单槽口的特性来表示。压型钢板的原板按表面处理方法分：镀锌、彩色镀锌、彩色镀铝锌。19.1.2×永久荷载+1.4×max②1.2×永久荷载+1.4时，还应进行：1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载20.在进行钢架内力分析时，所需考虑的荷载效应组合：①1.2×永久荷载+0.9×1.4×【积灰荷载+max(屋面均布活荷载、雪荷载】+0.9×1.4×（风荷载吊车竖向及水平荷载）②1.0×永久荷载+1.4×风荷载。①用于截面强度和构件稳定性计算；②用于锚栓抗拉计算（承担抗拔力）21.压型钢板版型表示方法：YX波高波距-有效覆盖宽度。22.屋面压型钢板侧向连接方式：搭接式，扣合式，咬合式。23.檩条截面形式：实腹式和格构式。屋面檩条一般等间距布置。沿屋脊两侧各布置一道檩条，天沟附近布置一道。当采用压型钢板作围护面时，墙梁宜布置在钢架柱的外侧，其间距墙板板型和规格确定，且不大于由计算确定的数值。24.檩条截面选择验算内容：强度验算、整体稳定性验算、变形计算。25.檩条的截面选择：强度计算：M/W+M/W≤；整体稳定计算：变形验算：檩条构造要xenxyeny求：檩条跨度大于4m，应在檩条中间跨中位置设拉条；大于6m，三分点处各设一道拉条；实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，檩托可用角钢和钢板做成，檩条与檩托的连接螺栓不小于2Z形檩条上翼缘的肢尖朝向屋脊方向减少荷载偏心引起的扭矩；计算檩条时不能把隅撑作为檩条支撑点。26.拉条作用：防止檩条侧向变形和扭转，并提供X方向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚度较大的构件。为此，需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚性支撑。当在风吸力作用下檩条下翼缘受压时，屋面宜用自攻螺钉直接与檩条相连，拉条宜设在下翼缘附近。27.檩托由角钢和钢板做成，目的防止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。1.吊车按其使用的频繁程度分为8个等级。2.柱网布置：工艺，结构，经济，标准化模数，柱距和跨度类别尽量少。3.柱间支撑：包括上层柱间支撑和下层柱间支撑。每列柱都必须设柱间支撑；多跨厂房的中列中部，以减少纵向温度应力的影响；上层柱间支撑除了在下层柱间支撑布置的柱间设置外，还应在每个温度区段的两端布置；每列柱顶均要布置刚性系杆。4.桁架形式的确定原则：满足使用要求；受力合理；制造简单及运输与安装方便；综合技术经济效果好。5.桁架的外形一般分为三角形、梯形、平行弦。桁架的常用腹杆形式：人字式、芬克式豪、式、再分式、交叉式。6.桁架主要尺寸的确定：是指跨度L和高度。跨度L由使用和工艺方面要求决定；高度H由经济条件、刚度条件、运输界限及屋面坡度来决定。7.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；③为弦杆提供适当的侧向支撑点；承担并传递水平荷载；④保证结构安装时的稳定与方便。8.屋盖支撑杆。垂直支撑的平面内设上下弦系杆，屋盖节点及主要支撑节点设刚性系杆，天窗侧柱及下9.桁架中拉杆的计算长度取其节点之间的几何长度。10.屋架中部某些斜杆，在全跨荷载时受拉而在半跨荷载时可能变成受压，所以内力计算时除可先把节间荷载分配在相邻的节点上桁架截面形式：截面扩展，壁厚较薄，外表平整。保证较大的承载能力，较大的抗弯刚度，便于相互连接且用料经济。12.梯形屋架和平行弦屋架的节点板把腹杆的内力传给弦杆，节点板的厚度由腹杆最大内力来决定。在一榀屋架中，除支座处节点板厚度可增大2mm外，全屋架节点板厚度取相同。13.桁架施工图的绘制要点：①通常在图纸上部绘一桁架简图作为索引图。对于对称桁架，图中一半注明杆件几何长度mm，另一半注明杆件内力N或。②施工详图中，主要图面用以绘制屋架的正截面、上下弦的平面图、必要的侧面图，以及某些安装点或特殊零件的大详图，施工图还应有其材料表