《钢结构设计原理》复习提纲
第一章
1、钢结构的特点，应用范围。（P1—P2）
特点：应用：
（1）材料的强度高，塑性和韧性好；（1）大跨度结构；（2）重型厂房结构；（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合；（3）受动力荷载影响的结构；
（3）钢结构制造简便，施工周期短；（4）可拆卸的结构；
（4）钢材耐腐蚀性差；（5）高耸结构和高层建筑；
（5）钢材耐热但不耐火；（6）容器和其他构筑物；（7）轻型钢结构；特点（1）对应应用（1）、（2）、（3）、（5）；
特点（3）对应应用（4）；
特点（4）对应应用（1）（2）（4）（5）（7）
2、结构的极限状态：
①两类极限状态的概念或两类极限状态所对应的准则。（P11）
1、承载能力极限状态（第一类极限状态）对应于：结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形；
2、正常使用极限状态（第二类极限状态）对应于：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值；
②钢结构中第一极限状态的两个准则各包括那些情况？（P11）
承载能力极限状态包括倾覆、强度破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形；
③钢结构中第二极限状态的两个准则各包括那些情况？（P11）
正常使用极限状态包括出现影响正常使用（或）外观的变形、振动和局部破坏等；
3、影响结构抗力的三个因素？（P15）
1）材料性能的不定性，主要是指材质的变异性以及加工，受荷，环境和尺寸等因素引起的材料性能变异性,K M。
2）构件几何参数的不定性，主要指制作尺寸偏差和安装误差等引起的构件几何参数的变异性,K A。
3）构件计算模式的不定性，主要指抗力计算所采用的基本假设和计算公式不精确等引起的变异性,K P。
第二章
1、钢结构对材料性能的基本要求是什么？（P23）
用作钢结构的钢材必须具有下列性能：
①、强度高：即屈服点fy、抗拉强度fu比较高。
②、足够的变形能力：即塑性和韧性性能好。
③、良好的加工性能：即适合冷、热加工，同时具有良好的可焊性，不因这些加工而对强度，塑性及韧性带来较大的有害影响。
此外，根据结构的具体工作条件，在必要时还应该具有适应低温、有害介质侵蚀(包括大气锈蚀)以及疲劳荷载作用等的性能。
2、G B50017—2003推荐承重结构宜采用哪四种钢材（或哪四种钢材符合钢结构对材料性能的基本要求）？
（P23）
普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390、Q420
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？（P34—P35）
①塑性破坏（延性破坏）：特点：超过屈服点fy即有明显塑性变形产生，超过抗拉强度fu时构件将在很大变形的情况下断裂。塑性破坏的断口常为杯形，并因晶体在剪切之下相互滑移的结果而呈纤维状。
②非延性破坏（脆性破坏）：在没有塑性变形或只有很小塑性变形即发生的破坏，其断口平直并因各晶粒往往在一个面断裂而呈光泽的晶粒状。
4、简述钢材的主要机械性能（物理力学性能）指标。（P24—P27）
屈服点f y、抗拉强度f u、伸长率δ是钢材的三个重要机械性能（物理力学性能）指标。
其次是：材料的弹性模量E和硬化开始时应变硬化模量E s t
重要结构中需要有良好的冷热加工的工艺指标时，应有良好的冷弯性能
处于不同环境温度的重要结构，尤其是受动荷载作用的结构，需要有良好的冲击韧性
5、钢结构中以钢材的屈服强度作为材料静力强度标准的主要依据是什么？（P25）
（1）它是钢材弹塑性变形的分界点。εy =％εp =％，y可以认为是弹性变形的终点。（2）εy=％－％，变形范围大，应力不增加，变形大量增加，表征钢材屈服，结构一时丧失继续承担更大荷载的能力，这时晶格重排列。
（3）塑性变形大，易察觉，可处理，且y u，有一定的强度储备。对Q235，u/y=～。
6、简述假设钢材为理想弹塑性体的依据。（P25）
σy之前，钢材接近于理想弹性体，σy之后塑性应变范围很大而应力保持不增长，所以接近理想塑性体。
7、什么是钢材的塑性、韧性？钢材的冲击韧性与塑性有何区别？（课件）
（1）冲击韧性是塑性和强度的综合表现
（2）塑性指标——静力荷载作用
韧性指标——冲击荷载作用
（3）塑性指标：表征构件经受变形的能力
韧性指标：表征材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
8、影响钢材力学性能的主要因素有哪些？（P29—P40）
“先天”因素（成因）：化学成分，熔炼和浇注、轧制，以及热处理等，而以化学成分为主（最重要）。“后天”条件即影响因素：工作温度，荷载条件，制作等。
9、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？（P34、
课件）
应力集中定义：当截面完整性遭到破坏（如有裂纹、孔洞、刻槽、凹角）时，以及截面的厚度或宽度突然改变时，构件中应力分布将变得很不均匀，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称为应力集中
产生的原因：a.构造缺陷：外部缺陷（如有裂纹、孔洞、刻槽、凹角等）内部缺陷（内裂纹、气泡、非金属夹杂）
b.内结应力:如焊接残余应力。（内结应力在截面上是自相平衡。）
应力集中的后果：应力高峰处产生双向或三向同号应力场，使材料塑性发展受到约束，容易产生脆性破坏。
10、疲劳断裂如何产生？其基本特点是什么？（P35）
产生原因：钢材中恒存在缺陷，如微观裂纹等，而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疲劳破坏属于脆性破坏，塑性变形极小；
③端口可能贯穿于母材，可能贯穿于连接焊缝，也可能贯穿于母材及焊缝，断口部分呈半椭圆形光滑区，其余部分为粗糙区。
11、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。（课件）（这条好像是直接背的）12、钢结构产生脆性断裂的主要原因有哪些？其中又以哪些因素影响较大？（P33）
主要原因：材质缺陷、应力集中、使用环境温度以及钢板厚度是影响脆性断裂的主要因素。（其中应力集中有位重要）。
13、我国常用建筑钢材的钢种、钢号是什么？（P40—P42）
钢种：碳素结构钢和低合金高强度结构钢。
碳素结构钢的牌号（钢号）：Q195、Q215（A、B）、Q235（A、B、C、D）、Q255（A、B）、Q275
低合金高强度结构钢：Q295、Q345、Q390、Q420、Q460
钢材牌号表示法：QXXX+质量等级+脱氧方法
14、选择钢材时应考虑的主要因素是什么。（P43）
答：在选择钢材应考虑下列各因素：
结构或构件的重要性
荷载性质（静载或动载）
连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）
工作条件（温度及腐蚀介质）
对于重要结构、直接承受动载的结构、处于低温条件下的结构及焊接结构，
应选择质量较高的钢材。
15、了解各钢号的合格保证项目是什么？焊接承重结构呢？（P43）
答：
Q235-A, Q235-B 钢优先选用镇定钢，还需选择钢材的脱氧方法。
Q235-A 钢不应用于焊接承受钢结构；
Q235-A, Q235-B 的沸腾钢不应用于直接承受动力荷载,并需要验算疲劳的焊接钢结构。
Q235和Q345应选用具有0°C 冲击韧性的C 级钢，Q390和Q420则应选用-20°C 冲击韧性合格的D 级刚。适用于工作温度在0°C-20°C 之间。
用于焊接结构钢材含碳量不宜超过%；
连接使用钢材，如焊条、焊丝及螺拴的钢材应与主体金属强度相应。
16、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？（P31）
答： 轧制使金属晶粒变细，使气孔、裂纹等焊合，从而改善材性。由于薄板辊轧次数多，其强度比厚板略高，所以规范规定：按板厚分组，以区别其设计强度。
17、用塑性良好的Q235钢材制成的材料一定发生塑性破坏吗？为什么？(P30－40)
答：不一定 因为一种钢材具有塑性变形的能力的大小，不仅取决于钢材原始的化学成分，熔炼与轧制条件，也取决于后来所处的工作条件。即使原来塑性表现极好的钢材，改变了工作条件，如在很低的温度之下受冲击作用，也完全可能呈现脆性破坏。
18、在某些情况下钢结构计算不考虑应力集中和残余应力，为什么？（P25） 答：有屈服平台并且屈服平台末端的应变比较大，这就有足够的塑性变形来保证截面上的应力最终都达到y
第三章
1、 静载作用下轴心受力构件强度计算的极限状态设计准则及计算公式。（P48－49）
拉杆毛截面上的平均应力应以不超过屈服强度fy 为准则
净截面的平均应力不应超过钢材的屈服强度作为极限状态，设计公式：
f A N n ≤=σ
2、 写出GB50017—2003规定的梁正应力、剪应力计算公式。（P54、P56）（例题）
3、 梁正应力验算，考虑梁截面有一定程度的塑性变形的计算有哪些条件？（P54－55）
当固端梁和连续梁采用塑性设计时，塑性铰截面弯矩应满足：
Wpnx －对x 轴塑性净截面模量；
f －钢材的抗弯强度设计值。 4、 梁正应力验算，考虑梁截面有一定程度的塑性变形的计算与塑性设计有何区别？
1、考虑一定程度的塑性变形采用塑性发展系数
x ，截面部分进入塑性；考虑塑性设计时全截面进入塑性，截面形成塑性铰，此时塑性发展系数
x 等于截面形状系数F 。2、梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之
比不同，见课件
5、 梁的局部压应力验算条件、验算部位、假定、计算公式及其各符号的含义。若бc >f ，你如何处理？（P61
—P62）
计算过程见例题
验算结果不满足怎么办？
①对于移动集中荷载－加大腹板厚度tw ；
②对于固定集中荷载－在集中荷载处设支承加劲肋
6、 折算应力бzs 的验算部位（验算截面及验算点）、验算公式及各符号的意义，为什么要取系数β1>？ 验算的位置：腹板计算高度边缘
验算截面及验算点图示如下：
（2）公式：
式中 1、c 、1为同一截面上同一点的应力（这点注意），
1、c 受拉取正，受压取负；
1－计算折算应力的强度设计值增大系数， 当1与c 异号时，1＝,
当1与c 同号或c ＝0时， 1＝。 P62－63,需要验算折算应力部位只是局部区域，而且几种应力在同一处都以较大值出现几率较小，故将强度设计值乘以增大系数1β
7、 焊接梁的截面高度依据什么条件来考虑？实际采用的梁高应满足什么要求？（课件，P64）
1.容许最大高度hmax ：建筑净空要求
2.容许最大高度hmin ：刚度要求
3.经济高度he ：经济要求
8、 梁截面沿长度的变化有哪两种方式？（P70－71）
（1）变化梁的高度，（2）变化翼缘板面积
9、 压弯构件可能有哪几种整体破坏形式？（课件）
①边缘出现塑性铰 ②边缘屈服（格构式或冷弯薄壁型钢） ③如同受弯构件出现弯扭失稳（N 小M 大时）④局部屈曲——受压板件。 )
323(312112
21-≤+-+=f c c zs βτσσσσσ）
－（83f
W M pnx x ≤
10、 写出实腹式压弯构件单向受弯的强度验算公式，画出对于实腹式压弯构件，此公式所对应的截面应力
分布图形，说明此公式是否适用于单轴对称截面，是否适用于直接承受动荷作用的实腹式压弯构件？
此式适用于单轴对称截面、直接承受动荷载作用的实腹式压弯构件和拉弯构件。
第四章
1、 残余应力对轴压杆整体稳定性的影响取决于哪些因素？（P89—P91）
残余应力对轴压杆整体稳定性的影响与残余压应力的分布位置和大小有关，若残余压应力区位于远离截面主轴的边缘，杆件抗弯刚度降低较多，屈曲临界力也降低较大；此外，残余压应力对同一轴压柱整体稳定性的影响与屈曲方向有关。
2、 轴压构件可能有哪几种屈曲形式？轴压杆的屈曲形式主要取决于哪些因素？（P101）
3、 什么是柱子曲线？主要影响因素有哪些？较之理想轴压杆，实际轴压杆的受力性能主要受哪些因素影
响？（课件）
4、 GB50017—2003按哪一种理论确定柱子曲线？按哪些因素将构件截面分几种考虑？为什么要采用多柱
子曲线。（P96—P99，课件）
5、 为了提高轴压构件的整体稳定承载力，可以有哪些构造措施？（课件）
6、 简述实腹式轴压构件的截面选择和验算的方法、步骤。（P104－105，课件）
7、对于給定的截面，计算轴压柱所能承受的压力。（课件，注意截面有削弱，要验算净截面强度）
8、在整体稳定计算中，为什么剪力对格构式轴压构件绕虚轴稳定的影响不能忽略？在设计中如何考虑？写出双肢格构式轴压构件对虚轴的换算长细比公式。（课件，P108）
9、简述格构式双肢轴压构件的截面选择和验算方法。（课件）(见例题)
10、在格构式轴压构件的截面设计中，如何应用等稳定条件？（课件）
等稳定条件为ox=y
缀条式：
缀条式：
11、格构式受压构件（轴压或压弯）缀材的计算体系及其假定？
（缀条柱－平行弦桁架腹杆，缀板柱－多层刚架横梁）
12、格构式轴压构件，如何保证其分肢的稳定性？（P109）
单肢稳定－单肢屈曲不先于整体屈曲
2
21127(430)27432ox x x y x x A A A A λλλλ=+-→=-（－）222211433x
ox y λλλλλ=-=-（－）11max max max max max 1
0.7,(,)(5050)ox y l i λλλλλλλ=≤=<当时，取)513(:)(-≤±f W M A N nx
x x n γ构件拉弯单向压弯）－（＋双向弯曲时：73f W M W M ny y y nx x x ≤=γγσ
13、斜缀条常用单角钢，为什么均按轴压杆设计？而计算其稳定时，为什么要折减其设计强度？（P110） 由于剪力的方向取决于杆的初弯曲，可以向左也可以向右，缀条可能承受拉力，也可以承受拉力。
由于角钢只有一个边和构件的肢件连接，考虑到受力时的偏心作用，计算时可以将材料强度设计值乘以折减系数。
14、缀板设计（内力计算、缀板强度、刚度）。（P111）(例题)
15、轴压实腹柱对两主轴X ，Y 轴的等稳定条件是什么？格构柱呢？为什么？
（实腹式轴压柱y x λλ≈，因为绕两个方向可能是属于不同截面类别；格构柱y x λλ=0，因为均属于b 类截面）
16、简述横隔的作用。（P111）
为了保证杆件截面形状不变和增加杆件的刚度，应设置横隔
17、简述梁整体稳定的概念（现象及原因），并分析影响梁整体稳定性的主要因素，提高梁整体稳定性的途径和不要验算梁整体稳定的条件。（课件，P119）
(一)现象
梁在荷载作用下，当荷载逐渐增加到某一数值时，将突然产生侧向弯曲(绕弱轴)和扭转，使梁在未达到强度破坏前即丧失继续承载能力－梁丧失整体稳定。使梁丧失整体稳定的弯矩或荷载称为临界弯矩或临界荷载。
(二)原因
外荷载达到一定值时，梁受压翼缘将导致类似压杆失稳而产生侧向变形。受拉翼缘在拉应力作用下不产生侧向变形，截面产生扭转，而导致侧扭屈曲，即丧失整体稳定。
梁的整体稳定性与荷载的类型及作用位置有关
(三)影响钢梁整体稳定的因素有哪些？
①截面的形状和尺寸比值：
②荷载类型及作用位置
③侧面支承和梁端支承，减小受压翼缘的侧面自由长度可提高临界力。
④初始缺陷（初弯曲，初偏心，残余应力）降低梁的临界力。
⑤截面各部分弹塑性发展：截面部分进入塑性明显降低临界力。
⑥材性：Et/E
（四）提高梁整体稳定性的手段：
①受压翼缘与其它构件作侧向连接
②提高b/t 比值,尽可能使抗侧刚度 Iy
③其它
（五）不要验算整体的条件：
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
②H 型钢或工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过p118表
③箱型截面简支梁，其截面尺寸满足h/b<=6,且l/b 不超过95（235/fy ）时，不必计算
18为什么当钢梁整体稳定系数Ψb >时，要用Ψb ’来代替Ψb ？（P117－118）
由于公式（4-59）~（4-61）都是按照弹性工作阶段导出的。对于钢梁，当考虑残余应力影响时，可取比例极限fp=。 因此当>或 b>，梁进入了弹塑性工作阶段，其临界弯矩有明显的降低，应用b’代替b 。
19、 简述压弯构件在弯矩作用平面内稳定承载力的主要影响因素。
截面的形状和尺寸、构件的长度、残余应力的大小和分布，弹性模量
20、 写出实腹式压弯构件在弯矩作用平面内稳定的实用计算公式，说明公式中各符号的含义，为什么对于
较大翼缘受压的单轴对称截面尚要计算较小翼缘。（P126—P127）（例题）
21、 写出实腹式压弯构件在弯矩作用平面外稳定的实用计算公式，说明公式中各符号的含义。（P132）（例
题）
22、 当弯矩作用在和构件的缀材面相垂直的主平面内时（弯矩绕实轴作用），如何验算格构式压弯构件弯
矩作用平面内、外的整体稳定性？（P134、课件）（例题）
23、 当弯矩作用在和构件的缀材面相平行的主平面内时（弯矩绕虚轴作用）：
①、写出格构式压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定的实用计算公式，说明公式中各符号的含义以及该公式对应的设计准则；画图说明对于不同的肢件，计算W x 时y 0的取值；为什么y 0要有此不用？（P134—P135）
取值W x =I x /y 0（当距x 轴最远的纤维属于肢件的腹板时，y 0为由x 轴到压力较大分肢腹板边缘的距离；当距x 轴最远的纤维属于肢件翼缘的外伸部分时，y 0为由x 轴到压力较大分肢轴线的距离。）
②、为什么此时要计算其单肢稳定、而不必验算弯矩作用平面外的整体稳定？并说明验算的内容、公式和步骤（P135－136、课件）
对于弯矩绕虚轴作用的压弯构件，由于组成压弯构件的两个肢件在弯矩作用平面外的稳定都已经在计算单肢时取得保证，不必再计算整个构件在平面外的稳定性。
24、轴压杆局部稳定的确定原则？（课件）翼缘宽厚比、腹板高厚比限值各多少？公式中为什么λ要用x λ或λy 中的大值？（P141）
（1）轴压杆局部稳定的确定原则：直接受到重复荷载作用的构件，如吊车梁、桥梁、输送栈桥和某些工
)
1134(235)1.010(1-+≤y f t b λ)
624(0.1282.007.1'-≤-=b b ??
作平台等以及它们的连接，当应力循环次数n>105时应进行疲劳验算。在应力循环中，不出现拉应力的部位不必验算疲劳。
（2）板件屈曲先于构件屈曲(用有效宽厚比)
设计冷弯薄壁型钢结构，截面宽大钢结构部分板件时采用，利用了板件屈曲后强度。
腹板高厚比：
25、组合梁的翼缘宽厚比限值均按板件局部屈曲不先于钢材屈服的原则确定。
26、为什么组合梁翼缘采用限制宽厚比的办法来保证其板件的局部稳定？写出对于截面不同的强度计算方法，翼缘宽厚比的限值。（P142—P143）
（1）梁的翼缘板远离截面形心，强度一般能得到比较充分的利用。同时，翼缘板发生局部屈曲，会很快导致梁丧失继续承载的能力。因此，从采用限制翼缘宽厚比的方法，亦即保证必要的厚度的办法，来防止其局部失稳。
（2）
27、为什么组合梁腹板要设置加劲肋来加强？简支梁腹板设置加劲肋后沿长度方向各主要区格承受什么应力作用？（P143）
1）保证腹板局部稳定的构造措施：
设置加劲肋来提高腹板局部屈曲荷载，加劲肋分：横向加劲肋、纵向加劲肋、短加劲肋和支承加劲肋四种。
2）腹板各区段所受的应力：
对于简支梁腹板，端部区段：主要是剪应力作用；跨中区段：主要是正应力作用；其它区段：正应力和剪应力联合作用；受集中荷载作用区段：局部压应力作用。
28、验算组合梁腹板局部稳定时，有几个界限值？（P147—P148）
29、组合梁中常采用的腹板加劲肋有几种？简述它们各自的作用。б、бc 、τ各应力作用下，应采取什么措施来提高组合梁腹板的临界应力？（横向加劲肋－τ，纵向加劲肋－σ，短加劲肋－σ、c σ，支承加劲肋c σ）
30、什么是组合梁的支承加劲肋？计算内容和计算方法？（P131）
)()1184(235151弹性设计-≤y f t b )()1184(235131弹塑性设计-≤y f t b )
()1184(23591塑性设计-≤y f t b )1154(235)5.025(0-+≤y w f t h λ100100,3030,),(max ＝取时，取时，λλλλλλλ>=<=y x
支承加劲肋是指受固定集中荷载或梁支座反力的横向加劲肋，这种加劲肋在腹板两侧成对配置，截面较一般横向加劲肋的截面为大，并需要计算。
支承加劲肋的稳定性计算----按轴心受压构件计算
31、对于宽度很大的工字形或箱形实腹柱（轴压或压弯），当其腹板高厚比超过规定限值时，可以有哪几
种处理办法？你认为哪一种办法较好？说明理由。（P155）
①采用纵向加劲肋
②采用“有效高厚比”
采用有效截面进行构件的强度和整体稳定验算，但计算长细比时，仍用全截面
构造：设置横隔，每个运算单元不少于两个横隔，且横隔间距不大于8m。
32、板件曲后强度以及板件的有效宽厚比的概念(P157-162)
当板件的屈曲先于构件整体屈曲时，板件虽屈曲但是仍能继续承担更大的力，此即为屈曲后强度。（宽厚比大的板屈曲后强度的潜力较大）
2、板件在达到极限承载力Nu时压力完全由侧边部位的有效宽度范围内的板来负担。这部分的应力全部达到屈服强度Fy.该宽度与板厚度之比为有效宽厚比。
第六章
1、正常使用极限包含哪些状态（P183）
1、正常使用或外观的变形
2、正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝）
3、正常使用或耐久性能的振动
4、正常使用或耐久性能的其他状态
2、轴拉构件有没有整体稳定问题？(没有) 为什么要限制长细比λ？（P183－184）
按照结构的使用要求，钢结构的轴拉构件不应过分柔弱而应该具有必要的刚度，保证构件不产生过度的变形。这种变形可能因其自重产生，也可能因其在运输或安装过程中产生。承受轴线拉力的构件其刚度由其长细比控制，因此要控制长细比。
4、了解钢结构的变形限制和振动限制。(P184-187)
变形限制：框架的变形限制必须考虑两个方面的内容，一是限制结构定点位置的侧位移量，二是限制层间位移量。
振动限制：地震引起的振动以及风振对结构强度和稳定的影响在承载能力极限状态的有关计算中予以考虑。在正常使用状态下，需要避免风振加速度引起的人员不舒适感。楼板的振动可以由人群的活动产生，也可以由坐落在楼板上的机械设备产生。后者应该在设计或选用时采用适当的隔振措施加以解决。
第七章
1、目前我国常用的连接方法有哪些？各有什么特点？（P188—P189）
方法：焊接、铆接、普通螺栓连接和高强螺栓连接
特点：（一）焊接连接
优点：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、连接的密封性好，刚度大。
缺点：焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响，焊接结构的低温冷脆问题突出。
（二）铆钉连接
优点：塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查，适用于直接动力荷载的连接。
缺点：构造复杂，用钢量多。
（三）螺栓连接
1、普通螺栓连接
优点：施工简单，拆装方便；缺点：用钢量多。
2、高强螺栓
栓杆分, 级两种
分摩擦型和承压型两种
2、摩擦型：接触面间摩擦力来传力，变形小，疲劳性能好。孔径d0＝d＋承压型：前期靠摩擦力来传力，
后期靠栓杆抗剪和承压传力。孔径d0＝d＋手工电弧焊焊条与焊件金属品种相适应。
Q235号钢焊件用E43系列型焊条、Q345钢焊件用E50系列型焊条，Q390钢焊件用E55系列型焊条。（P190—P191）
3、焊缝缺陷有哪些？焊缝三级质量检验标准（P192-193）
缺陷：1、裂纹、气孔、烧穿、未焊透
2、夹渣、咬边、焊瘤
检验标准：外观检查
4、按施焊位置，焊缝可分为几种？（P195）
俯焊，立焊，横焊，仰焊
5、焊透的对接焊缝的焊缝质量检验标准？（P199）质量检验标准与其设计强度的关系？（P334附表12）
当符合什么条件时、焊透的对接焊缝与构件等强？（P199）什么情况下需验算对接焊缝强度？对接焊缝传递各种内力的计算（P199—P200）
①焊透的对接焊缝的焊缝质量检验标准？（P199）：三级焊缝：外观检验；二级焊缝：外观检验+20%长度超声波检验；一级焊缝：外观检验+全部超声波检验；必要时：+射线探伤。高空施焊质量不可靠，强度×。
②当符合什么条件时、焊透的对接焊缝与构件等强？（P199）：对于重要的构件，按一级、二级标准检验焊缝质量，并采用引弧板，焊缝与构件等强，不必计算。
③什么情况下需验算对接焊缝强度？对接焊缝传递各种内力的计算（P199—P200）：工字型、箱型、T形等
构件在翼腹交界处，应验算折算应力
)4
7(
1.1
32
1
2
1
-
≤
+w
t
f
τ
σ
6、角焊缝的尺寸限制：写出h fmin，h fmax，L wmin，L wmax的值，为什么要有这些限制？（P204—P205）
对于角焊缝的焊角尺寸hf不得小于根号t，t为较厚焊件厚度；对于自动焊，可减小1mm；对于T形连接的单面角焊缝，应增加1mm；当焊件厚度小于4mm时，则取与焊件厚度相同。hf（max）不宜大于较薄焊件厚度的倍。
l w超过60h f的部分不计算。
限值可以参照例题，这个需要记忆的，原因如下：
焊脚h f：不能太小以保证焊缝的最小承载能力，并防止焊缝因冷却过快而产生裂纹。
如果太大，则焊缝收缩将产生较大的变形，而且热影响区扩大，容易脆裂，较薄焊件容易烧穿。焊缝长度l w（min）:焊缝的厚度大而长度小，会使焊件局部加热严重，且起落弧坑相距太近，加上一些可能产生的缺陷，使焊缝不够可靠。
l w(max):侧面角焊缝的应力沿其长度分布不均匀，两端大，中间小，长度与厚度比越大，差别越大，当比值过大时，焊缝端部应力达到其强度而破坏，而中部焊缝还未充分发挥其承载能力。
7、何为正面角焊缝、侧面角焊缝？承受静力载荷或间接动载时，端焊缝的承载能力为侧焊缝的倍。（P203，
P207）
正面角焊缝：力作用方向垂直于焊缝长度方向
侧面角焊缝：力作用方向平行于焊缝长度方向
8、直角角焊缝传递各种内力的计算（基本假定、计算方法）；静载与动载作用下的计算有何区别？（角钢
角焊缝连接的计算；计算公式、K1和K2的取值；扭矩T作用的角焊缝连接的计算假定、计算公式、计算步骤；弯矩、轴心力、剪力共同作用下角焊缝的计算。（P208－213）（例题）
9、简述残余应力的影响。（P224—P225）
①对静力强度的影响残余应力是自相平衡的，考虑到塑性内力重分布，残余应力对结构静力强度没有影响。
②对结构刚度的影响残余应力使截面提前进入弹塑性状态，降低结构刚度。
③对压杆稳定的影响残余应力使压杆的绕曲刚度减小，从而降低压杆稳定承载力。
④对低温冷脆的影响形成三向残余应力场，加剧低温冷脆倾向。
⑤对疲劳强度的影响焊缝附近存在高额残余拉应力，降低结构疲劳强度。
10、产生焊接残余应力的原因以及焊接残余变形的类型。（P222—P224、225－226）
①纵向残余应力（焊接过程是一个不均匀加热和冷却的过程。在施焊时，焊件上产生不均匀的温度场，焊缝及附近温度最高，达1600度以上，其邻近区域则温度急剧下降。不均匀的温度场要求产生不均匀的膨胀。高温处钢材膨胀最大，由于受到两侧温度较低，膨胀较小的钢材的限制，产生了热状态塑性压缩。焊缝冷却时，被塑性压缩的韩芬区趋向于缩的毕原始长度稍短，这种压缩变形受到两侧钢材的限制，使焊缝区产生纵向拉应力。
②横向残余应力A、由于焊缝纵向收缩，两块板趋于形成反向的弯曲变形，但实际上焊缝将两块钢板连成整体，不能分开，于是在焊缝中部产生横向拉应力，二在两端产生横向压应力。B、焊缝在施焊的过程中，先后冷却的时间不同，先焊的焊缝已经凝固，具有一定的强度，会阻止后焊焊缝在横向的自由膨胀，使其发生横向的塑性压缩变形。当焊缝冷却时，后焊焊缝的收缩收到已凝固的韩芬限制而产生横向拉应力，同时在先焊部分的焊缝内产生横向压应力。
③沿焊缝厚度方向的残余应力在厚钢板的连接中，焊缝需要多层施焊二产生Z方向的残余应力。
④约束状态下的焊接残余应力实际焊接接头中，有的焊件不能自由伸缩，在施焊时，焊缝及其附近高温钢板的横向膨胀受到阻碍而产生横向塑性压缩。焊缝冷却后，由于收缩收到约束，便产生了约束应力。
应变的类型：纵向和横向缩短，角变形，弯曲变形，扭曲变形，波浪变形。
11、减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法。（P225—P227）、
（一）采用合理的施焊次序：例如钢板对接时采用分段退焊，厚焊缝采用分层焊，工字型截面按对角跳焊等
（二）施焊前给构件以一个和焊接变形相反的预变形，使构件在焊接后产生的焊接变形与之正好抵消（三）对小尺寸焊件，在焊前预热，或焊后回火，可消除焊接残余应力。可局部加热消除焊接变形
12、螺栓排列时应考虑哪些要求？（P228—229）
（1）受力要求：为避免钢板端部不被剪断，螺栓的端距不应小于2d。, d。为螺栓孔径。对于受拉构件，各排螺栓的栓距和线距不应过小，否则螺栓周围应力集中相互影响较大，且对钢板的截面削弱过多，从而降低其承载能力。对于受压构件，沿作用力方向的栓距不宜过大，否则在被连接的板件间容易发生凸曲现象。对铆钉排列的要求与螺栓类同。
（2）构造要求：若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而发生锈蚀。
（3）施工要求：要保证有一定的空间，便于转动螺栓扳手。
13、绘图说明抗剪螺栓连接的三各工作阶段，并说明普通螺栓连接、承压型高强螺栓连接、摩擦型高强螺栓连接的承载能力极限状态（设计准则）。承压型高强螺栓连接的正常使用极限状态。（课件）
图见课本P190，摩擦型高强螺栓连接以滑移作为承载能力极限状态，承压型高强螺栓连接与普通螺栓连接的极限状态一样。高强承压型螺栓连接，起初由摩擦传力，后期则依靠栓杆抗剪和承压传力，它的承载力比摩擦型高，可以节约钢材。但这种连接在摩擦力被克服后的剪切变形较大，规范规定高强度螺栓承压型连接不得用于直接承受动力荷载的结构。
14、普通螺栓抗剪连接可能的破坏形式、设计中如何考虑？（P230－231、课件）
普通螺栓抗剪连接有5种可能破坏状况。分别是螺栓杆剪断、孔壁挤压、钢板被拉断、钢板剪断、螺栓弯
曲。其中对螺栓杆被剪断、孔壁挤压以及板被拉断，要进行计算。而对于钢板剪断和螺栓杆弯曲破坏两种形式，可以通过限制端距e3≥2d,以避免板因受螺栓杆挤压而被剪断；限制板叠厚度不超过5d，以避免螺杆弯曲过大而影响承载能力。
15、对于抗剪螺栓连接，何谓“解钮扣相象”？计算中如何考虑？（P230－231）
连接长度l1过长时，端部螺栓因受力过大而首先破坏，随后依次向内发展逐个破坏。
规范规定：
当l1>15d0时，螺栓承载力乘以折减系数＝(150d0)，
当l1>60d0时，＝
d0—螺栓孔径
16、螺栓连接（普通螺栓、承压型高强螺栓、摩擦型高强螺栓）传递各种内力的计算（计算假定、计算方法等）（P230—248）（例题）
17、抗剪螺栓连接构件的净截面计算（普通、高强螺栓）。（P233—234、P244）（例题）
18、连接的疲劳破坏位置及计算方法？（P35—P39、P306—P311）
位置：直接受到重复荷载作用的构件，如吊车梁、桥梁、输送栈桥和某些工作平台等以及它们的连接，当应力循环次数n>105时应进行疲劳验算。在应力循环中，不出现拉应力的部位不必验算疲劳。方法见例题
19、合理的焊缝设计
①焊接位置合理，焊缝布置堆成于构件重心
②焊缝尺寸适当，在构造要求范围内，采用较小的焊脚尺寸，并加大焊缝长度。
③焊缝不要过于集中
④尽量避免三向焊缝相交
⑤要考虑钢板的分层问题
⑥施焊时焊条易于到达
⑦构造尽可能避免仰焊
max [](61)λλ≤
-(423)N f A σ?=≤-max [](61)λλ≤
-
基本构件计算总结
一、轴心受拉构件
1、强度计算：
2、刚度计算：
二、轴心受压构件
（一）实腹式截面
1、强度计算（截面有削弱时）：
2、整体稳定计算：
3、刚度计算：
4、局部稳定计算
（1）翼缘：
（2）腹板：
（二）格构式轴压构件
1、强度计算（截面有削弱时）：
2、刚度验算
缀条式构件：
缀板式构件：
3、整体稳定计算
1(100.1(4113)b t λ≤+
-0(250.5(4115)w h t λ≤+-max 0max (,)[]x y λλλλ=
≤(430)
ox λ≤
-(431)ox λ≤-max min
λ?由查表得min (423)
N f A σ?=≤-
(437)85235y f Af V =-V /(441)b T l a =-V /2(442)b M l =-4、单肢稳定计算－单肢屈曲不先于整体屈曲
（1）缀条式：
（2）缀条式：
5、缀材计算
（1）格构式压杆的计算剪力： 缀材承担计算剪力
（2）缀条柱－缀条看作平行弦桁架腹杆：
按轴压杆设计，考虑偏心影响：f
rf r 取值按下式取。
（3）缀板柱－缀板看作多层刚架横梁，用反弯法计算内力
剪力：
弯矩：
弯曲强度、剪切强度计算
6、缀材连接焊缝计算
三、 受弯构件－梁的计算
（一）强度计算
1、弯曲强度计算
单向弯曲时：
单向弯曲时：
2、剪切强度计算： 11max max max max max 10.7,(,)(5050)ox y l i λλλλλλλ=≤=<当时，取11max max max max max 400.5,(,),5050ox y λλλλλλλλ≤???≤=<=??当时，取(cos )438t b N V n α=（－）
123513()y b t f ≤弹塑性设计x 3x nx M f W σγ=≤（－6）)
103(-≤=v w f It VS τx 3y x nx y ny
M M f W W σγγ=+≤（－7）
3、局部压应力验算：c w z F t l ψσ=
4、折算应力验算
2
22
1113zs c c f σσσσστβ=+-+≤
（二）梁的整体稳定验算
检查不需要验算整体稳定条件：如
（1） 单向弯曲--最大刚度主平面内弯曲
(458)x
b x
M f W ?≤-
（2）双向弯曲工字形截面构件
(468)y
x
b x y y
M M f W W ?λ+≤-
当b>，梁进入了弹塑性工作阶段，Mcr 明显降低，应用
b ’代替b
（三）刚度验算－采用荷载标准值计算
[](62)νν≤-
（四）局部稳定计算
1、翼缘板稳定验算
1
235
15(4118)()y
b t f ≤-弹性设计
1
235
13(4119)()y
b t f ≤-弹塑性设计
1
235
9(4120)()y
b t f ≤-塑性设计
2、腹板稳定验算
加劲肋设计计算（详见课本）
四、拉弯构件计算
（一）强度计算
单向拉弯构件： N (351)A x
x nx M f W λ±≤-
双向拉弯构件：
N (352)A y x x nx y ny M M f W W λλ±±≤-
（二）刚度验算
承受轴力为主：[]max (61)λλ≤-
承受弯矩为主：[](62)νν≤-
五、压弯构件计算
（一）强度计算
单向压弯构件： N (351)A x x nx M f W λ±≤- 双向压弯构件：N (352)A y x x nx y ny M M f W W λλ±±≤-
注意：对单轴对称截面，可能要验算两个翼缘
（二）弯矩作用平面内稳定验算
'x 1N (485)A (10.8/)
m x x x Ex M f W N N β?γ+≤--
对单轴对称截面较小翼缘 '2N (486)A (1 1.25/)
mx x x x Ex M f W N N βγ-≤--
（三）弯矩作用平面外稳定验算 y 1N (496)A tx x b x
M f W βη??+≤-
（四）刚度验算 []max (61)λλ≤-
必要时，验算：[](62)νν≤-
（五）局部稳定验算
1、翼缘板，
弯矩作用平面内稳定控制100λ≤应力用得较足123513y b t f ≤ 规范规定，构件稳定和强度设计 1.0x γ≤时
123515y b t f ≤ 2、腹板
六、格构式压弯构件
（一）强度计算
单向压弯构件： N (351)A x x nx M f W λ±≤-
双向压弯构件：N (352)A y x x nx y ny
M M f W W λλ±±≤-
（二）弯矩绕实轴作用－同实腹式x y
1、弯矩作用平面内稳定验算 'x 1N (485)A (10.8/)
m x x x Ex M f W N N β?γ+≤--
2、弯矩作用平面外稳定验算 x 1N (496)A ty y b y
M f W βη??+≤-
3、分肢稳定验算 分配N 和M ，按压弯构件验算
(三) 当弯矩绕虚轴作用时
1、弯矩作用平面内稳定验算
'x 1N (485)A (1/)
mx x x x Ex M f W N N β??+≤--
2、 弯矩作用平面外的稳定计算 －受压最大分肢的稳定计算
a. 单肢轴压力
单肢1：21(498)x A Nz N a a =+-
单肢2：21
(499)N N N =--
b. 单肢稳定计算
缀条柱－按轴心受压构件计算
缀板柱－考虑剪力影响引起的局部弯矩，单肢按压弯杆件计算。
（四）缀材计算
同格构式轴压构件，但剪力应取实际剪力与（4－37）的计算剪力之较大者。
V=-
(437)
1.刚结构的特点：材料的强度高，塑性和韧性好；材质均匀，和力学计算的假定比较符合；钢结构制造简便，施工周期短；钢结构的质量轻；钢材耐腐蚀性差；钢材耐热但不耐火（钢结构对缺陷较为敏感；钢结构的变形有时会控制设计；钢结构对生态环境的影响小） 2. 钢结构应用范围：（技术角度）大跨度结构；重型厂房结构；受动力荷载影响的结构；可拆卸的结构；高耸结构和高层建筑；容器和其他构筑物；轻型钢结构 3.钢结构的极限状态：承载能力极限状态，正常使用极限状态 4.压应力是使构件失稳的原因 5.超静定梁或跨框架可以允出现许在受力最大的截面全面塑性，形成所谓塑性铰 6.索和拱配合使用，常称为杂交结构 7. 钢材的基本的性能：①较高的强度：屈服点fy抗拉强度fu 级较高②足够的变形能力：塑性和韧性性能好③良好的加工性能：具有良好的可焊性 8. 钢材三个重要的力学性能指标（1）屈服点（2）抗拉强度（3）伸长率 9.冷弯性能是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标 10.与抵抗冲击作用有关的钢材的性能是韧性 11.碳含量在0.12%~0.20%范围内的碳素钢，可焊性最好（钢：C<2%；铸铁：C>2%） 12.反映钢材质量的主要力学指标是屈服强度、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能 13.有益元素：Mn、Si；有害元素：S、P、O、P 14.250?C附近有兰脆现象，260~320?C时有徐变现象 15.钢材的主要破坏形式：塑性破坏（延性破坏）脆性破坏（脆性断裂）损伤累积破坏疲劳破坏 16.A级钢不提供冲击韧性保证，B、C、D、E分别提供20?/0?、-20?、-40?的冲击韧性 17.选材考虑因素：荷载性质、应力状态、连接方法、工作环境、供货价格 18.热轧H型钢：宽翼缘H型钢（HW）、中翼缘H型钢（HM）窄翼缘H型钢（HN） 19.钢梁：型钢梁、组合梁 20.荷载较大高度受限的梁，可考虑采用双腹板的箱型梁，有较大的抗扭刚度 21.承载能力极限状态计算内容：截面强度、构件的整体稳定、局部稳定 22.吊车梁应力循环次数n>50000时要进行疲劳验算 23.单跨简支梁中截面出现塑性铰，即发生强度破坏；超静定梁出现塑性铰后，仍能继续承载 24.单轴对称截面有实腹式和格构式 25.塑形设计只用于不直接承受动力荷载的固端梁和连续梁 26.计算拉弯（压弯）时3种强度计算准则：边缘纤维屈服准则、全截面屈服准则、部分发展塑性准则 27.横梁对柱的约束作用取决于横梁的线刚度I0/L和柱的线刚度I/H的比值K0,即K0=I0H/IL 28.超出正常使用极限状态：影响正常使用或外观的变形、影响正常使用或耐久性能的局部破坏、影响正常使用或耐久性能的震动、影响正常使用或耐久性能的其他特定状态 29.连接的要求：足够的强度、刚度和延性 30.连接方法：焊接、铆接和普通螺栓连接、高强度螺栓连接 31. 常用焊接方法：电弧焊、电渣焊、气体保护焊和电阻焊等 32. 焊缝连接的优缺点：优点：省工省材、任何形状的构件均可直接连接、密封性好，刚度大缺点：材质劣化、残余应力、残余变形、一裂即坏、低温冷脆 33. 焊缝等级分三级：三级焊缝：外观检查；二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，；一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部长度，以便揭示焊缝内部缺陷 34. 焊缝型式：对接焊缝和角焊缝 35. 施焊分类（位置）：俯焊（最好）、立焊、横焊和仰焊（最差） 36.角焊缝的焊脚尺寸h f应不小于1.5t^0.5,t为较厚焊件的厚度（mm）；hf应不大于较薄焊件厚度的1.2倍 37. 残余应力对结构性能的影响：对结构静力强度的影响、对结构刚度的影响、对压杆稳定的影响4、对低温冷脆的影响、对疲劳强度的影响 38.高强度螺栓连接的性能等级：10.9级、8.8级
钢结构基本原理复习总结 一．填空题 1、影响结构疲劳寿命的最主要因素是构造状态、循环荷载和循环次数。 2、钢材的机械性能指标为屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、 Z向收缩率和冲击韧性。 3、荷载作用点的位置对梁的整体稳定有影响，相对于荷载作用于工字形截面简支梁受拉翼缘，当荷载作用于梁的受压翼缘时，其梁的整体稳定性将降低。 4、某工字形组合截面简支梁，若腹板的高厚比为100，应设置横向加劲肋，若腹板高厚比为210，应设置纵向加劲肋。 5．钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中 N、O 为有害的杂质元素。 6、在轴心受压构件中，确定箱形截面板件满足局部稳定的宽（高）厚比限值的原则是构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不 低于屈服应力，或不先于屈服），确定工字形截面确定板件宽（高）厚比限 值的原则是构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲（或局部屈曲临界应力不 低于整体屈曲临界应力或等稳定或不先于整体失稳）。 7．衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。 9.钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲击韧性。
．角焊缝的最小计算长度不得小于和 单个普通螺栓承压承载力设计值，式中表示侧面角焊缝连接或正面角焊缝的计算长度不宜。
33．钢材在250oC度附近有强度提高塑性、韧性降低现象，称之为蓝脆现象。 二．简答题 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几些？承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求？ 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。钢材的脆性破坏，由于变形小并突然破坏，危险性大。 4．选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么？ 选择屈服强度fy作为钢材静力强度的标准值的依据是：①他是钢材弹性及塑性工作的分界点，且钢材屈服后，塑性变开很大（2%~3%），极易为人们察觉，可以及时处理，避免突然破坏；②从屈服开始到断裂，塑性工作区域很大，比弹性工作区域约大200倍，是钢材极大的后备强度，且抗拉强度和屈服强度的比例又较大（Q235的fu/fy≈1.6~1.9）,这二点一起赋予构件以fy作为强度极限的可靠安全储备。 将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是：①对于没有缺陷和残余应力影响的试件，比较极限和屈服强度是比较接近（fp=(0.7~0.8)fy），又因为钢材开始屈服时应变小（εy≈0.15%）因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的，即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线；②因为钢材流幅相当长（即ε从0.15%到2%~3%），而强化阶段的强度在计算中又不用，从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。 5．什么叫做冲击韧性？什么情况下需要保证该项指标？
钢结构设计原理重点 1、什么是柱子曲线？现行规范采用几条？为什么采用此数目？（1）根据设计中经常采用的住的不同截面形式并考虑初弯矩和残余应力影响的稳定系数9 -正则化-广义长细比曲线 （2）4条 （3）初弯矩和残余应力不同 2、轴心构件的屈曲形式，什么截面发生此种屈曲？ 弯曲屈曲单轴对称截面绕非对称轴失稳扭转屈曲双轴对称屈曲（十字形）弯扭屈曲单轴对称截面绕对称轴失稳 3、影响轴压构件初始缺陷的因素有哪些？残余应力、初弯曲、初弯矩、初偏心 4、构件翼缘腹板局部稳定各简化为什么条件上的板？其计算原则是什么？ （1）构件翼缘-三边简支，腹板-四边简支（2）局部不失于整体失稳5、格构式受压构件需要对那些进行验算？（1）构件在弯矩作用平面内失稳（2）构件在弯矩作用平面外失稳（3）单肢验算（4）缀材验算 6、格构式受压构件对虚轴为何采用换算长细比？它的缀件有什么作用？计算模型？ （1）两分肢向缀材抗剪强度比实腹式构件弱得多，绕虚轴稳定承载力有所降低，故采用加大的长细比（2）缀材承受剪力，而且能接受分肢计算长度（3）缀条为腹板，缀板为梁
7、轴压设计原则（1）等稳定性：使构件两个主轴方向的稳定承载力相同，以达到经济的效果，长细比应尽量接近，入x=入y（等稳定性原则）。（2）宽肢薄壁（3）连接方便，便于施工（4）制造省工 8.轴心受压正常使用极限状态如何保证？控制长细比 9.梁强度需验算哪些方面？弯曲正应力，剪应力，局部压应力，折算 应力。 10.抗弯强度验算塑性发展系数的要求？陈绍蕃、顾强钢结构设计原 理第二版p79 页，对直接承受动力荷载的梁，不考虑塑性发展，11?梁翼缘局部设计稳定的保证措施：限制宽厚比a弹性设计v根号 下235/fy; b塑性设计v 9倍的；c部分塑性v 13倍的。 12.梁腹板加劲肋作用 横向:承受剪力&局部压应力纵向:承受弯矩。 短加劲肋:承受局部压应力。 13.支撑加劲肋作用及如何计算? 承受集中力和支座反力 14.影响梁整体稳定性的因素有哪些？ a抗弯刚度，抗扭刚度，翘曲刚度，提高M cr,稳定性增加，b受压区侧向支撑长度增加，临界弯矩M cr增加，C荷载性质（纯弯曲时最低，其次是均布荷载，再次是集中力） d 荷载作用位置，作用于翼缘M cr 降低，作用于下翼缘M cr增加f支座多余约束条件越强；M cr增加e 加强受压翼缘比加强受拉翼缘有效，M ”增加。 15.何时无需进行梁整体稳定？ a有铺板密铺在梁受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止受压翼缘侧向位
钢结构基本原理简答题思考题答案 2、钢结构的特点是什么？ ①强度高、重量轻；②材质均匀、可靠性高；③塑性、韧性好；④工业化程度高；⑤安装方便、 施工期短；⑥密闭性好、耐火性差；⑦耐腐蚀性差。 第二章钢结构的材料 6、什么是钢材的主要力学性能（机械性能）？ 钢材的主要力学性能（机械性能）通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件（205℃）下均匀拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性能（静力、动力强度和塑性、韧性等）。 7、为什么钢材的单向均匀拉伸试验是钢材机械性能的常用试验方法？ 钢材的单向均匀拉伸比压缩、剪切等试验简单易行，试件受力明确，对钢材缺陷的反应比较敏感，试验所得各项机械性能指标对于其它受力状态的性能也具有代表性。因此，它是钢材机械性能的常用试验方法。 8、净力拉伸试验的条件有哪些？ ①规定形状和尺寸的标准试件；②常温（205℃）；③加载速度缓慢（以规定的应力或应变速 度逐渐施加荷载）。 9、在钢材静力拉伸试验测定其机械性能时，常用应力-应变曲线来表示。其中纵坐标为名义应力，试解 释何谓名义应力？ 所谓名义应力即为试件横截面上的名义应力=F/A0（F、A0为试件的受拉荷载和原横截面面积）。 10、钢材的弹性？ 对钢材进行拉伸试验，当应力不超过某一定值时，试件应力的增或减相应引起应变的增或减； 卸除荷载后（=0）试件变形也完全恢复（ε=0），没有残余变形。钢材的这种性质叫弹性。 11、解释名词：比例极限。 比例极限：它是对钢材静力拉伸试验时，应力-应变曲线中直线段的最大值，当应力不超过比例极限时，应力应变成正比关系。 12、解释名词：屈服点 屈服点：当钢材的应力不增加而应变继续发展时所对应的应力值为钢材的屈服点。 13、解释名词：弹性变形 弹性变形：卸除荷载后，可以完全恢复的变形为弹性变形。 14、解释名词：塑性变形 塑性变形：卸除荷载后，不能恢复的变形。 15、解释名词：抗拉强度 抗拉强度：钢构件受拉断裂时所对应的强度值。 16、解释名词：伸长率 伸长率是钢结构试件断裂时相对原试件标定长度的伸长量与原试件标定长度的比值，用δ5；或δ10表示。δ5 表示试件标距l0与横截面直径d0之比为5；δ10表示试件标距l0与横截面直径d0之比 为10。对于板状试件取等效直径d0=2π0A A0为板件的横截面面积。 17、钢材承载力极限状态的标志是什么、并做必要的解释。 钢材在弹性阶段工作即σ﹤f y时，应力与应变间大体呈线性正比关系，其应变或变形值很小，钢材具有持续承受荷载的能力；但当在非弹性阶段工作即σ﹥f y时，钢材屈服并暂时失去了继续承受荷载的能力，伴随产生很大的不适于继续受力或使用的变形。因此钢结构设计中常把屈服强度f y定为构件应力可以达到的限值，亦即把钢材应力达到屈服强度f y作为强度承载力极限状态的标志。 18、解释屈强比的概念及意义。 钢材屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比。屈强比表明设计强度的一种储备，屈强比愈大，强度储备愈小，不够安全；屈强比愈小，强度储备愈大，结构愈安全，但当钢材屈强比过小时，其强
一、 填空题（每空1分，共10分） 1、钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和 。 2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 、搭接、角接和T 形连 接。 3、钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛，其中轴心受拉构件需进行钢结构强度和 的验算。 4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 、和 。 5、梁整体稳定判别式11l b 中，1l 是 1b 。 6、静力荷载作用下，若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布，那么侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。 7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 时，对一般梁可不配置加劲肋。 二、 单项选择题（每题2分，共40分） 1、有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊， 采用E43焊条。 (A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须 2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为y f t b 235) 1.010(1λ+≤，其中λ的含义为 。 (A)构件最大长细比，且不小于30、不大于100 (B)构件最小长细比 (C)最大长细比与最小长细比的平均值 (D)30或100 3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式
x 1(10.8') mx x x x Ex M f A W N N βN ?γ+≤-中，其中，1x W 代表 。 (A)受压较大纤维的净截面抵抗矩 (B)受压较小纤维的净截面抵抗矩 (C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩 (D)受压较小纤维的毛截面抵抗矩 4、承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是 。 (A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 (C)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (D)屈服强度、伸长率、冷弯性能 5、随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是 。 (A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降 (B)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高 (C)钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高，而抗剪强度下降 (D)视钢号而定 6、在低温工作(-20oC)的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需要 的指标是 。 (A)低温屈服强度 (B)低温抗拉强度 (C)低温冲击韧性 (D)疲劳强度 7、直角角焊缝的有效厚度e h 的取值为 。 (A)0.7f h (B)4mm (C)1.2f h (D) 1.5f h 8、对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时 。 (A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响 (C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取f β＝1．22 9、单个螺栓的承压承载力中,[b b c c N d t f =?∑]，其中∑t 为 。 (A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e ，b+d} (D)min{ a+c+e ， b+d} 10、承压型高强度螺栓可用于 。
第一章绪论 钢结构的特点 1、钢结构自重较轻 2、钢结构工作的可靠性较高 3、钢材的抗振(震)性、抗冲击性好 4、钢结构制造的工业化程度较高，施工周期短 5、钢材的塑性，韧性好 6、钢材的密闭性好 7、钢材的强度高 8、普通钢材耐锈蚀性差 9、普通钢材耐热不耐火10、钢材低温时脆性增大。钢结构的应用范围： 大跨度结构：用钢结构重量轻。 高层建筑：用钢结构重量轻和抗震性能好。强度高，截面尺寸小，提高有效使用面积。 工业建筑：用钢结构施工周期短，能承受动力荷载。 轻质结构：冷弯薄壁型钢，轻型钢。 高耸结构：轻，截面尺寸小。抗震抗风。 活动式结构：轻。 可拆卸或移动的结构：轻，运输方便，拆卸方便。 容器和大直径管道：密闭性好。 抗震要求高的结构，急需早日交付的结构工程，特种结构。 结构设计的目的：安全性，耐久性，适用性。 影响结构可靠性的因素：荷载效应S和结构抗力R Z=R-S Z表示结构完成预定功能状态的函数，简称功能函数。Z=0极限状态。 概论极限状态设计方法： 承载能力极限状态： 1.整个结构或结构的一部分失去平衡，如倾覆等. 2.结构构件或链接因超过材料的强度而破坏，包括疲劳破坏，或过度变形不适于继续承载。 3.结构转变为机动体系 4.结构或结构构件丧失整体稳定性。 5.低级丧失承载能力而破坏。 正常使用极限状态： 1.影响正常使用或外观的变形 2.影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝） 影响正常使用的振动。影响正常使用的其他特定状态。 可靠度：结构在规定的设计使用年限内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 钢结构连接是以破坏强度而不是屈服作为承载能力的极限状态。 第二章钢结构的材料 钢材按照脱氧方法，分为沸腾钢，半镇静钢，镇静钢，脱氧剂硅和锰。 热轧型钢：钢锭加热至1200-1300度，通过轧钢机将其轧制成所需形状和尺寸。 热处理：淬火，正火，回火。 钢材疲劳：在反复荷载下在应力低于钢材抗拉强度甚至低于屈服点时突然断裂，属脆性破坏原因：焊接结构：应力幅 非焊接结构：应力幅+应力比 1.钢材的强度设计值为什么要按厚度进行划分？ 同种类钢材，随着厚度或者直径的减小，钢材的轧制力和轧制次数的增加，钢材的致密性较好，存在大缺陷的几率较小，故强素会提高，而且钢材的塑性也会提高。 2.碳，硫，磷对钢材的性能有哪些影响？ 碳含量增加，强度提高，塑性，韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。 硫使钢热脆，即高温时钢材变脆。降低钢的塑性韧性，可焊性耐疲劳性能，有害成分。<0.045%
钢结构的特点： 1.钢材强度高、塑性和韧性好 2.钢结构的重量轻 3.材质均匀，和力学计算的假定比较符合 4.钢结构制作简便，施工工期短 5.钢结构密闭性好 6.钢结构耐腐蚀性差 7.钢材耐热但不耐火 8.钢结构可能发生脆性断裂 钢结构的破坏形式 钢材有两种性质完全不同的破坏形式，即塑性破坏和脆性破坏。钢结构所用材料虽然有较高的塑性和韧性，但一般也存在发生塑性破坏的可能，在一定条件下，也具有脆性破坏的可能。 塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度fu 后才发生。破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。在塑性破坏前，构件发生较大的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。另外，塑性变形后出现内里重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能力。 构件应力超过屈服点，并且达到抗拉极限强度后，构件产生明显的变形并断裂。常温及静态荷载作用下，一般为塑性破坏。破坏时构件有明显的颈缩现象。常为杯形，呈纤维状，色泽发暗。在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。 脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点fy ，断裂从应力集中处开始。冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂缝，常是断裂的发源地。破坏前没有任 何预兆，破坏时突然发生的，断口平直并呈有光泽的晶粒状。由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失较大，因此，在设计，施工和使用过程中，应特别注意防止钢结构的脆性破坏。 在破坏前无明显变形，平均应力也小（一般都小于屈服点），没有任何预兆。局部高峰值应力可能使材料局部拉断形成裂纹；冲击振动荷载；低温状态等可导致脆性破坏。平直和呈有光泽的晶粒。突然发生的，危险性大，应尽量避免。 低碳钢的应力应变曲线： 1.弹性阶段：OA 段：纯弹性阶段εσE = A 点对应应力：p σ（比例极限） AB 段：有一定的塑性变形，但整个OB 段卸载时0=ε B 点对应应力：e σ（弹性极限） 2.屈服阶段：应力与应变不在呈正比关系，应变增加很快，应力应变曲线呈锯齿波动，出现应力不增加而应变仍在继续发展。其最高点和最低点分别称为上屈服点和下屈服点；下屈服点稳定，设计中以下屈服点为依据。 3.强化阶段：随荷载的增大，应力缓慢增大，但应变增加较快。当超过屈服台阶，材料出现应变硬化，曲线上升，至曲线最高处，这点应力fu 称为抗拉强度或极限强度。 4.颈缩阶段：截面出现了横向收缩，截面面积开始显著缩小，塑像变形迅速增大，应力不断降低，变形却延续发展，直至F 点试件断裂。 疲劳破坏：钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。 钢材的疲劳强度取决于构造状况（应力集中程度和残余应力）、作用的应力幅、反复荷载的虚幻次数，而和钢材的静力强度无明显关系。 钢结构的连接方法：焊接连接：不削弱构件截面，构造简单，节约钢材，焊缝处薄。弱铆钉连接：塑性和韧性极好，质量容易检查和保证，费材又费工。螺栓连接：操作简单便于拆卸。 焊接连接的优点：1.焊件间可以直接相连，构造简单，制作加工方便2.不削弱截面，节省材料3.连接的密闭性好，结构的刚度大4.可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。 缺点：1.焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆2.焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低3.焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，容易扩展至整个截面，低温冷脆问题也比较突出。 焊接连接通常采用的方法为电弧焊（包括手工电弧焊）自动（半自动）埋弧焊和气体保护焊。 侧面角焊缝主要承受剪力，塑性较好，应力沿焊缝长度方向的分布不均匀，呈两端打而中间小的状态。焊缝越长，应力分布不均匀性越显著，但临界塑性工作阶段时，产生应力重分布，可使应力分布的不均与现象渐趋缓和。 焊脚不能过小：否则焊接时产生的热量较小，而焊件厚度较大，致使施焊是冷却速度过快，产生淬硬组织，导致母材开裂。 焊脚不能过大：1.较薄焊件容易烧穿或过烧2.冷却时的收缩变形加大，增大焊接应力，焊件容易出现翘曲变形 计算长度不能过小：1.焊件的局部加热严重，焊缝起灭狐所引起的缺陷相距较近，及可能的其他缺陷使焊缝不够可
《钢结构基本原理》作业 判断题 2、钢结构在扎制时使金属晶粒变细，也能使气泡、裂纹压合。薄板辊扎次数多，其 性能优于厚板。 正确错误 答案：正确 、目前钢结构设计所采用的设计方法，只考虑结构的一个部件，一个截面或者一个1 .局部区域的可靠度，还没有考虑整个结构体系的可靠度 正确答案： 、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与砼基础间的20 摩擦力或设置抗剪键承受。 答案：正确 计算的剪力两者中的较、计算格构式压弯构件的缀件时，应取构件的剪力和按式19 大值进行计算。 答案：正确 、加大梁受压翼缘宽度，且减少侧向计算长度，不能有效的增加梁的整体稳定性。18 答案：错误 、当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且该处又未设置支承加劲肋时，则17 应验算腹板计算高度上边缘的局部承压强度。 答案：正确 、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，所以缀条应按拉杆来进行设计。16 答案：错误 .愈大，连接的承载力就愈高15、在焊接连接中，角焊缝的焊脚尺寸 答案：错误 、具有中等和较大侧向无支承长度的钢结构组合梁，截面选用是由抗弯强度控制设14 计，而不是整体稳定控制设计。 答案：错误 、在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，13 出现塑性铰时来建立的计算公式。
答案：错误 1． 12、格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界力比长细比相同的实腹式轴心受压构件低。 原因是剪切变形大，剪力造成的附加绕曲影响不能忽略。 答案：正确 11、轴心受力构件的柱子曲线是指轴心受压杆失稳时的临界应力与压杆长细比之间 的关系曲线。 答案：正确 10、由于稳定问题是构件整体的问题，截面局部削弱对它的影响较小，所以稳定计算 中均采用净截面几何特征。 答案：错误 9、无对称轴截面的轴心受压构件，失稳形式是弯扭失稳。 答案：正确 8、高强度螺栓在潮湿或淋雨状态下进行拼装，不会影响连接的承载力，故不必采取 防潮和避雨措施。 答案：错误 7、在焊接结构中，对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明，1 级可以不在结构设计图纸中注明。 答案：错误 6、冷加工硬化，使钢材强度提高，塑性和韧性下降，所以普通钢结构中常用冷加工 硬化来提高钢材强度。（） 答案：错误 5、合理的结构设计应使可靠和经济获得最优平衡，使失效概率小到人们可以接受程 度。（） 答案：正确 4、钢结构设计除疲劳计算外，采用以概率理论为基础的极限状态设计方法，用分项 系数设计表达式进行计算。（） 答案：正确 3、钢材缺口韧性值受温度影响，当温度低于某值时缺口韧性值将急剧升高。（）答案：错误 一、名词解释
合肥工业大学出版社出版 （肖亚明主编） 第三章 1. 解：Q235钢、2/160mm N f w f =、kN N 600= （1）采用侧面角焊缝 最小焊脚尺寸：mm t h f 6.5145.15.1max =?=≥ 角钢肢背处最大焊脚尺寸：mm t h f 12102.12.1min =?=≤ 角钢肢尖处最大焊脚尺寸：mm t h f 8~9)2~1(10)2~1(=-=-≤ 角钢肢尖和肢背都取 mm h f 8= 查表3-2得：65.01=K 、35.02=K kN N K N 39060065.011=?==，kN N K N 21060035.022=?== 所需焊缝计算长度： mm f h N l w f f w 63.217160 87.02103907.023 11 =????=?= mm f h N l w f f w 19.11716087.02102107.023 22 =????=?= 焊缝的实际长度为： mm h l l f w 63.2338263.217211=?+=+=，取240mm 。 mm h l l f w 19.1338219.117222=?+=+=，取140mm 。 （2）采用三面围焊缝，取mm h f 6= 正面角焊缝承担的内力为： kN f l h N w f f w f 97.16316022.1100267.07.033=?????==∑β 侧面角焊缝承担的内力为： kN N N K N 01.3082/97.16360065.02/311=-?=-= kN N N K N 02.1282/97.16360035.02/322=-?=-= 所需焊缝计算长度：
钢结构的八大基础知识！ 一、钢结构的特点 1 钢结构自重较轻 2 钢结构工作的可靠性较高 3 钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4 钢结构制造的工业化程度较高 5 钢结构可以准确快速地装配 6 容易做成密封结构 7 钢结构易腐蚀 8 钢结构耐火性差 二、常用钢结构用钢的牌号与性能
1 炭素结构钢：Q195、Q215、Q235等 2 低合金高强度结构钢 3 优质碳素结构钢与合金结构钢 4 专门用途钢 三、钢结构的材料选用原则 钢结构的材料选用原则是保证承重结构的承载能力和防止在一定条件下出现脆性破坏，根据结构的重要性、荷载特征、结构形式、应力状态、连接方法、钢材厚度和工作环境等因素综合考虑的。
《钢结构设计规范》GB50017-2003提出的四种钢材型号是“宜”使用的型号，是在条件许可时的首先选择，并不禁止其它型号的使用，只要使用的钢材满足规范的要求即可。 四、主要钢结构技术内容 高层钢结构技术 根据建筑高度和设计要求分别采用框架、框架支撑、筒体和巨型框架结构，其构件可采用钢、劲性钢筋混凝土或钢管混凝土。钢构件质轻延性好，可采用焊接型钢或轧制型钢，适用于超高建层建筑；劲性钢筋混凝土构件刚
度大，防火性能好，适用于中高层建筑或底部结构；钢管混凝土施工简便，仅用于柱结构。 空间钢结构技术 空间钢结构自重轻、刚度大、造型美观，施工速度快。以钢管为杆件的球节点平板网架、多层变截面网架与网壳等是我国空间钢结构用量最大的结构型式。具有空间刚度大，用钢量低的优点，在设计、施工和检验规程，并可提供完备的CAD。除网架结构外，空间结构尚有大跨悬索结构、索膜结构等。 轻钢结构技术 伴随着轻型彩色钢板制成墙体和屋面围护结构组成的新结构形式。由5mm 以上钢板焊接或轧制的大断面薄壁H型钢墙梁和屋面檩条，圆钢制成柔性支持系统和高强螺栓连接构成的轻钢结构体系，柱距可从6m到9m，跨度可达30m或更大，高度可达十几米，并可设轻型吊四。用钢量20～30kg/ m2。现已有标准化的设计程序和专业化生产企业，产品质量好，安装速度快，重量轻，投资少，施工不受季节限制，适用于各种轻型工业厂房。 钢混凝土组合结构技术 以型钢或钢管理与混凝土构件组成的梁、柱承重结构为钢混组合结构，近年来应用范围日益扩大。组合结构兼有钢与混凝土两者的优点，整体强度大、刚性好、抗震性能良好，当采用外包混凝土构造时，更具有良好的耐火和耐腐蚀性能。组合结构构件一般可降低用钢量15～20％。组合楼盖与
填空 1.极限状态的分类：承载能力极限状态，正常使用极限状态。 2.普通碳素钢的等级：A,B,C,D 3.钢材是根据什么命名的：质量等级，脱氧方法，屈服点数值，代表屈服点的字母Q。 4.有害元素有哪些：O,S,N,P,H 5.焊缝按连接计算分哪几类：对接焊缝，角焊缝。或者承受轴心力作用时角焊缝连接计算，复杂受力时角焊缝连接计算。 6.角焊缝的分类：正面角焊缝，斜焊缝，侧面角焊缝，直角角焊缝，斜角角焊缝。 7.角钢肢背和肢尖的内力分配：等肢K1=0.7 K2=0.3不等肢（长肢水平）K1=0.75 K2=0.25不等肢（长肢垂直）K1=0.65 K2=0.35 8.螺栓的排列分类：并列，错列。 9.高强度螺栓8.8级10.9级的含义:螺栓性能等级。 10.轴心受力构件常用的截面形式：按其截面组成形式（实腹式构件，格构式构件）按常见的有（热轧型钢截面，冷弯型钢截面，轻型刚或钢板连接而成的组合截面）。 11.轴心受力构件校核的内容：刚度验算，整体稳定验算，局部稳定验算，强度验算。 12.压弯构件整体破坏形式有哪些：弯曲屈曲，弯扭屈曲，弯扭失稳。 13.节点厚度根据什么确定：梯形（最大腹杆内力），三角形（弦杆最大内力）。 14.上弦横向水平支撑间距：不大于60m。 15.拉杆压杆按什么设计：拉：强度，压：稳定性。 16.刚性杆能受什么：受拉，受压。 17.平面外的计算长度怎么取：有支撑就取支撑间距，没有就取实长。 选择 1.标准值和设计值的转换分项系数不一致 标准值X分项系数=设计值 2.低温下的钢材强度塑性会怎样？ 强度提高，塑性韧性降低 3.钢材符号含义Q235AF 代表屈服点为235的A级沸腾钢 4.塑性韧性好的钢材要用到什么结构上？ 多用于焊接结构 5.衡量冲击荷载能力的指标是什么？ 韧性（也叫冲击韧性） 6.焊脚尺寸用什么表示？ 指焊缝根角至焊缝外边的尺寸，表示为hf 7.单个普通螺栓受剪承载力的取值 140fv 8.残余应力对静力强度刚度疲劳强度的影响 9.组合梁翼缘部稳定通过什么控制？ 通过宽厚比控制 10.弹性受压杆件的界性，临界力 临界力随抗弯刚度的增加和构件长度的减小而增大 11.绕虚轴受弯时设计准则是什么？ 以截面边缘纤维屈服为设计准则
第二章 2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。 图2-34 σε-图 （a ）理想弹性－塑性 （b ）理想弹性强化 解： （1）弹性阶段：tan E σεαε==? 非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεα ε==? 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f E σεαεα =+- =+- 2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？ 2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =?2'1000/E N mm = 图2-35 理想化的σε-图 解： （1）A 点： 卸载前应变：5 2350.001142.0610 y f E ε= = =? 卸载后残余应变：0c ε= 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= tgα'=E' f y 0f y 0 tgα=E σf y C σF
卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f E εε=- = 可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-= （3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06' c y F f E σεε-=- =+= 卸载后残余应变：0.05869c c E σεε=- = 可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-= 2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。 答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。钢材σε-曲线会相对更高而更短。另外，载一定作用力下，作用时间越快，钢材强度会提高、而变形能力减弱，钢材σε-曲线也会更高而更短。 钢材疲劳强度与反复力大小和作用时间关系：反复应力大小对钢材疲劳强度的影响以应力比或应力幅（焊接结构）来量度。一般来说，应力比或应力幅越大，疲劳强度越低；而作用时间越长（指次数多），疲劳强度也越低。 2.4试述导致钢材发生脆性破坏的各种原因。 答：（1）钢材的化学成分，如碳、硫、磷等有害元素成分过多；（2）钢材生成过程中造成的缺陷，如夹层、偏析等；（3）钢材在加工、使用过程中的各种影响，如时效、冷作硬化以及焊接应力等影响；（4）钢材工作温度影响，可能会引起蓝脆或冷脆；（5）不合理的结构细部设计影响，如应力集中等；（6）结构或构件受力性质，如双向或三向同号应力场；（7）结构或构件所受荷载性质，如受反复动力荷载作用。 2.5 解释下列名词： （1）延性破坏 延性破坏，也叫塑性破坏，破坏前有明显变形，并有较长持续时间，应力超过屈服点fy 、并达到抗拉极限强度fu 的破坏。 （2）损伤累积破坏 指随时间增长，由荷载与温度变化，化学和环境作用以及灾害因素等使结构或构件产生损伤并不断积累而导致的破坏。
2013级土木工程专业 《钢结构》课程设计任务书 钢结构课程是土木工程专业重要的实践性教学环节，是对学生知识和能力的总结。通过钢结构课程设计，使学生进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行基本的钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 设计题目： 钢结构平台梁板柱的设计 设计资料： (a) (b) (a) 梁格布置(b) 次梁布置简图 钢结构平台的梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载（包括铺板重力）为5kN/m2，荷载分项系数为，可变荷载分项系数为m2，荷载分项系数为；活荷载F=,钢材采用Q235，E43型焊条，焊条电弧焊。试对此钢结构平台的次梁、主梁和柱子（包括柱脚）进行设计。 要求： 1.每位同学自己独立完成，不能有任何雷同的课程设计计算书，否则都记为不及格； 2.课程设计计算书可以手写也可以打印，打印使用A4纸张； 3.完成并提交期限时间为第15周周五（12月9日）。 提示：可以参考教材P131例题4-2，P135例题4-4，P149习题4-10，P186习题5-2。
《课程设计说明书》格式规范 一、封面要求 学生提交的正稿封面样式附后。评定成绩必须有教师签名并写出评语。 二、正文规范 1、字体字号要求 ①设计标题用小三号黑体、居中，英文标题对应用小三号Times New Roman、居中，“摘要”用5号黑体，中文摘要内容用5号宋体，“Abstract”用5号黑体，英文摘要内容用5号Times New Roman。 ②课程设计正文内容 第一级标题用四号黑体、靠左；第二级标题用小四号黑体、靠左；正文全文用小四号宋体、英文用Times New Roman 12。 ③页码用小五号居中，页码两边不加修饰符，页码编号从正文开始。 ④图表标题用小五号黑体，居图表幅宽中间位置。 2、内容要求 ①正文必须按照《湖南农业大学学报（自然科学版）》要求，即包括完整的标题、作者、指导教师、中英文摘要、前言、方案比较分析、设计计算、讨论、小结、参考文献、致谢、附录含计算数据、参考手册相关计算表格等。 ②文理通顺、说理有据。 ③图表中文标题下必须有英文对照。
第一章绪论钢结构的特点 1、钢结构自重较轻 2、钢结构工作的可靠性较高 3、钢材的抗振（震）性、抗冲击性好 4、 钢结构制造的工业化程度较高，施工周期短5、钢材的塑性，韧性好6、钢材的密闭性好7、钢材的强度高8、普通钢材耐锈蚀性差9、普通钢材耐热不耐火10、钢材低温时脆性增大。钢结构的应用范围： 大跨度结构：用钢结构重量轻。高层建筑：用钢结构重量轻和抗震性能好。强度高，截面尺寸小，提高有效使用面积。工业建筑：用钢结构施工周期短，能承受动力荷载。 轻质结构：冷弯薄壁型钢，轻型钢。高耸结构：轻，截面尺寸小。抗震抗风。 活动式结构：轻。可拆卸或移动的结构：轻，运输方便，拆卸方便。 容器和大直径管道：密闭性好。抗震要求高的结构，急需早日交付的结构工程，特种结构。结构设计的目的：安全性，耐久性，适用性。 影响结构可靠性的因素：荷载效应S 和结构抗力R Z=R-S Z 表示结构完成预定功能状态的函数，简称功能函数。Z=0 极限状态。概论极限状态设计方法： 承载能力极限状态： 1.整个结构或结构的一部分失去平衡，如倾覆等. 2.结构构件或链接因超过材料的强度而破坏，包括疲劳破坏，或过度变形不适于继续承载。 3.结构转变为机动体系 4.结构或结构构件丧失整体稳定性。 5.低级丧失承载能力而破坏。正常使用极限状态： 1.影响正常使用或外观的变形 2.影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝）影响正常使用的振动。影响正常使用的其他特定状态。 可靠度：结构在规定的设计使用年限内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。钢结构连接是以破坏强度而不是屈服作为承载能力的极限状态。 第二章钢结构的材料钢材按照脱氧方法，分为沸腾钢，半镇静钢，镇静钢，脱氧剂硅和锰。 热轧型钢：钢锭加热至1200-1300 度，通过轧钢机将其轧制成所需形状和尺寸。热处理：淬火，正火，回火。 钢材疲劳：在反复荷载下在应力低于钢材抗拉强度甚至低于屈服点时突然断裂，属脆性破坏原因：焊接结构：应力幅 非焊接结构：应力幅+ 应力比 1.钢材的强度设计值为什么要按厚度进行划分？同种类钢材，随着厚度或者直径的减小，钢材的轧制力和轧制次数的增加，钢材的致密性较好，存在大缺陷的几率较小，故强素会提高，而且钢材的塑性也会提高。 2.碳，硫，磷对钢材的性能有哪些影响？碳含量增加，强度提高，塑性，韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。 硫使钢热脆，即高温时钢材变脆。降低钢的塑性韧性，可焊性耐疲劳性能，有害成分。<0.045% 磷使钢冷脆。即低温时使钢变脆。含量应<0.05% 但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。<0.12% 氧使钢热脆。 3.促使钢材转脆的主要因素有哪些？ （1）钢材质量差、厚度大：钢材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量过高,晶粒较粗,夹杂物等 冶金缺陷严重,韧性差等；较厚的钢材辊轧次数较少，材质差、韧性低，可能存在较多的冶金缺陷。 （2）结构或构件构造不合理：孔洞、缺口或截面改变急剧或布置不当等使应力集中严重。 （3）制造安装质量差：焊接、安装工艺不合理,焊缝交错,焊接缺陷大,残余应力严重；冷加工 引起的应变硬化和随后出现的应变时效使钢材变脆。 （4）结构受有较大动力荷载或反复荷载作用：但荷载在结构上作用速度很快时（如吊车行进时由于轨缝处高差而造成对吊车梁的冲击作用和地震作用等），材料的应力- 应变特性就要发生很大的改变。随着加荷速度
《钢结构设计原理》教学大纲 一、课程说明 1、课程简介 本课程是土木工程专业的必修课，其性质属于专业基础课。本课程是一门理论性与应用性并重的课程。通过本课程的学习，着重讲授钢结构的基本理论与基本知识，使学生了解钢结构的特点、历史、现状及发展前景；掌握钢结构材料的工作性能及影响钢材性能的主要因素，能正确选用结构钢材；掌握钢结构连接的性能、受力分析与设计计算；掌握各种钢结构基本构件的设计计算等，并为学习后续课程和钢结构课程设计打下必要的基础。 2、教学目的及要求 本课程是土木工程专业的专业基础课，是一门理论性与应用性并重的课程。在教学方法上，采用课堂讲授为主，课后自学，课堂练习等教学形式。 (一)课堂讲授 本课程在讲述的过程中，教师应尽量联系生产实际，注重物理意义，不要陷入到繁复的数学推导之中。在教学中要求同学重点掌握基本概念、基本方法和基本规律，并详细讲授每章的重点、难点内容，着重培养学生分析问题和解决问题的能力。讲授中应注意理论联系实际，启迪学生的思维。为便于学生对构造的理解，可组织教学参观、观摩教学模型或采用多媒体辅助教学。 （二）课后自学 为了培养学生整理归纳，综合分析和处理问题的能力，每章都安排一部分内
容，课上教师只给出自学提纲，不作详细讲解，课后学生自学。 （三）课外作业 平时布置典型习题，以加强学生对所学知识的深入理解。 3、教学重点及难点 钢结构的连接，受弯构件、轴心受压构件、压弯构件及节点设计的计算原理。 4、教学手段及教学方法建议 主要采用传统课堂为主辅以前沿课题讲解。 5、考核方式 （一）考核方式：笔试（闭卷） （二）成绩评定标准： 考试主要采用闭卷方式，考试范围应涵盖所有讲授及自学的内容，考试内容应能客观反映出学生对本门课程主要概念的记忆、掌握程度，对有关理论的理解、掌握及综合运用能力。考试题型包括：选择题、概念题、判断题、计算题等。 总评成绩：百分制，平时成绩占30%，闭卷考试成绩占70%。 6、选用教材 [1] 张耀春主编.《钢结构设计原理》.北京：高等教育出版社，2004 [2] 钟善桐.《钢结构稳定设计》.建筑工业出版社，2001 7、教学参考书 [1] 全国高等教育自学考试指导委员会组编.《钢结构》.武汉大学出版社出版.2000 [2] 黄呈伟主编.《钢结构基本原理》.重庆大学出版社.21世纪高等学校本科系列教材，2001 [3] 魏明钟主编.《钢结构》.武汉理工大学出版社.普通高校土木工程专业新编系列教材，2001 8、教学环节及学时安排