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钢结构复习资料

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钢结构复习资料

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1.残余应力和残余应变是焊接的一大（缺点）。

2.钢结构施工前的准备工作包括(审查图纸、详图设计、材料准备)。

3.钢梁按截面形式可分为（型钢梁）和（组合梁）两大类。

4.计算屋架杆件内力时，假定各节点（均为铰接），轴向力可根据计算简图采用图解法和数解法（节点法或截面法）

5.焊接过程是一个不均匀加热和（冷却）的过程。

5.（钢屋盖）通常由屋面板、屋架和支撑三部分组成。

6.钢屋架杆件的设计内容主要有：选择杆件（截面形式）；计算杆件内力；根据强度、刚度、稳定性和构造要求确定杆件截面尺寸。

7.钢结构工程施工质量验收应在施工单位（自检合格）的基础上，按分部工程（子分部）、分项工程、检验批三个层次进行。

8.钢结构安装准备工作是（技术）准备和（施工现场各项）准备两大内容。

9.钢构件制作工厂实现高效、正确加工的同时得出必要信息的准备工作是（放样）。

10.钢结构加工的特点是(标准严、要求精度高、效率高)、可实现机械化、自动化。

11.使用高强螺栓作连接节点处的钢材表面加工叫（摩擦面处理）。

12.空间网架结构安装有（六）种安装方法。

13.钢结构分项工程按照主要工种、材料、施工工艺等共划分为（10）个分项。

14.钢结构的优点是：自重轻，（塑性、韧性）好，工作可靠，工业化生产程度高，环保性能好，可重复使用，可节约能源，能制成不渗漏的密闭结构，耐热性能好。

15.国家规定厚度小于16mm的Q235、Q345、Q390钢的屈服强度的最低限值分别为fy＝(235、345、390)MPa。

16.钢材有两种破坏形式：塑性破坏和（脆性）破坏 17.在放样时，直接在钢材上计入加工、拼装、焊接等工作中必需信息的工序叫（划线）。

18.钢结构涂装有（九）条注意事项。

19.连接设计应符合（安全）可靠、节约材料、构造简单、施工方便等原则。

20.轴力受力构件的截面形式一般分为（实腹式型钢）截面和（格构式组合）截面两类。

21.在钢结构施工质量验收过程中，施工单位对（施工质量）负责，监理工程师或建设单位项目负责人对（检查验收结果）负责。

22. 实腹式压弯构件的设计思路为确定截面，进行强度、刚度、及稳定性验算，然后进行柱头和柱脚的（连接构造）设计。

23.焊接过程是一个（不均匀加热）和冷却的过程。

24.钢结构工程的施工检验批是（建筑工程质量）的基础。

问答题：

1.简要说明提高钢结构耐火性能的主要方法？

（1）水冷却法；（2）屏蔽法；（3）水喷淋法；（4）耐火轻质材料外包；(5)涂刷耐火材料；（6）浇筑混凝土或砌筑耐火砖。3.焊接建筑钢构件的特征有哪些？

（1）焊接长度不一，板厚的种类较多，构件的数量也较多；

（2）T型连接较多；

（3）焊缝集中。

2.钢结构的目的是什么﹖

满足某种功能要求。（2）以最有效的途径将外荷载及自重传到基础。

3.简要说明钢结构施工编制施工组织设计包括的内容？

（1）工程概况；（2）安装方案；（3）技术措施；（4）施工进度计划；（5）质量安全要求。

4.抗剪螺栓可能破坏有几种形式﹖

（1）直径较小而板件较厚时，螺栓杆可能剪切破坏。

（2）直径较大而构件相对较薄时，连接孔由螺栓壁被挤压而丧失承载力。

（3）构件本身由于截面开孔过多而被拉断。

（4）由于板件端部螺栓孔距端局太小而被剪坏。

（5）由于连接板叠太厚，螺栓杆太长，杆身可能发生过大的弯曲而破坏。

5．影响钢材性能的主要因素有哪些？

（1）化学成分；（2）冶炼、浇注和轧制过程；（3）残余应力；（4）应力集中；（5）温度；（6）钢材的冷作硬化和时效.

6.应力集中﹖

钢结构的钢材存在孔洞、槽口、凹角裂纹、温度变化、形状变化及内部缺陷等构造缺陷，钢材中的应力在缺陷区域的某些部位将出现局部高峰应力，而其它部位出现应力降低，这种在较小区域内应力突然增高的的现象称为应力集中。

7.简要说明钢结构施工现场准备工作的内容？

（1）路线；（2）现场环境；（3）电源；（4）安全准备；（5）构件准备。

温度；（6）钢材的冷作硬化和时效.

计算题

1.如图所示角钢，两边用角焊缝和柱相连，钢材采用Q345钢，焊条E50，手工焊，受静力荷载值F＝400kN，是确定焊角尺寸（转角处绕角焊2hf，Lw＝200mm,βf＝1.22）

解：将偏心力F向焊缝形心简化，可与M＝Fe、V=F单独作用等效，转角处角焊2hf，Lw ＝200mm。

(1)焊缝有效截面的几何特性

Awf＝2×0.7×20＝28hf

Wwf＝2×ht202=93.3hf

(2)σfxw=400ｘ１０3x30/93.3 hfｘ１０2

=1286 hf

τfyv=V/Afw=400ｘ１０3x30/ hfx10=1429 hf

根据角焊缝的基本计算公式,a点焊缝的合力点小于或等于 Fwf=200N/mm2,即

(σfxM/βf)2+(τfyV) 2≤fwf=200

Hf=1669/200=8.35mm,所以取hf=9mm.

2.如图一受斜向拉力设计值F＝100kG作用的C级普通螺栓连接强度。螺栓钢材采用Q235，fvb＝140N/mm2,fcB=305 N/mm2.螺栓M20.

解:(1)单个螺栓承载力

NbV=nvπd2/4fvb=1xπx202x140=43.98KN

Nbc=dΣtfbc=20x10x305=61KN

(2)内力计算

N=F/2=10/2=70.92KN

V=F/2=10/2=70.92KN

T=Ve=70.92x150=10638 KN

(3)螺栓强度验算

在轴力N,剪力V,扭矩T作用下,1#螺栓最为不利:

N1xN =N/n=70.92/6=11.82KN

N1yV =V/n=70.92/6=11.82KN

N1XT =Ty1/(Σ?x2+Σ?y2)=10638x150/150000=10.64KN

N1yT =TX1/(Σ?x2+Σ?y2)=10638x100/150000=7.09KN

螺栓“1”承受的合力为

N1T,N,V= (N1xN +N1XT)2 +( N1yV + N1yT)2

=(11.82+10.64)2 +(11.82 +7.09)2=29.4 KN≤NbV = Nbmin

=43.98KN(满足).

3.如图一端固定一端铰接工字型截面组合柱，轴心力设计值N＝700kN，柱的长度为5.5m，钢材为Q235,焊条为E43型，翼缘为轧制边。允许挠度『λ』＝150.

解:(1)初选截面尺寸

由表附录1得f=215N/mm2

截面对x轴属b类界面,

对y轴属c类界面 假定λ=80,由表附录2

得υx=.688,υy=0.578,x

At=N/υy f

=700x103/0.578x215

=56.33cm2

构件计算长度

L0=μL=0.8x5.5=4.4m

xT= Lox /λ=4.4x102/80

=5.5cm

yT= Loy /λ=4.4x102/80

=5.5cm

由附表8的截面关系α1=0.43, α2=0.24

h= ?xT /α1=5.5/0.43=12.8cm, h= ?yT /α2=5.5/0.24=23cm,

初选b=240mm,按b、h大致相等的原则，取h＝=240mm.

翼缘采用10x240，其面积A翼=24x1x2＝48cm2

腹板所需面积A腹=56.33－48＝8.33cm2

tw= 8.33/（24－2）=0.38cm，取tw=6mm

（2）截面验算

A＝22x0.6＋2x24x1.0＝61.2cm2

Ix=0.6/223+2x24x1.0x11.52=6880.4cm4

Iy=2x1.0x2433/12=2304cm4

x= Ix /A=6880.4/61.2=10.6cm, λx=440/10.6=41.5cm

y= Iy /A=2304/61.2=6.14cm, λx=440/6.14=71.66cm

强度

σ＝N/A=700x103/61.2x102＝114.4N/mm2<∠f=215N/mm2(满足)

刚度

λmax=λy =90≤『λ』＝160(满足)

整体稳定：由附表3得

υx=.893,υy=0.631（c类） N/υy A=700x103/0.6316.12x102=181.3c

N/mm2<∠f=215N/mm2(满足)

局部稳定：

b1/t=117/10=11.7∠10+0.1λ=10+0.1x71.66=17.17(满足)

h0/tw=220/6=36.7∠25+0.5λ=25+0.51x71.66=60.83(满足).

4.某设计用摩擦型高强度螺栓的双盖板拼接接头。钢材用Q345钢，钢板截面340x20mm,采用10.9级M20高强螺栓，孔径d。＝22mm，连接的接触面采用喷砂处理，承受的轴心拉力N＝1600KG。（预拉力P＝155KN，μ＝0.5），所需要多少个螺栓。

解：

一个摩擦型高强螺栓的抗剪设计承载力

Nvb＝0.9nfμP＝0.9x2x0.5x155

＝139.5KN

所需螺栓数

n＝N/ Nvb＝1600/139.5=11.47

选用12个摩擦型高强度螺栓，则

σ＝（1－0.5n1/n）xN/An

＝（1－0.5x4/12）x1600x103/【20x

(340-24x4)】=273.2N/mm2∠f=295 N/mm2.

(符合要求)

5.某钢屋架，钢材选用Q235，焊条采用E43型，手工焊，屋面采用1.5x

6.0m预应力大型钢筋混凝土屋面板，屋面永久性荷载

3.58kN/m2, 屋面活荷载0.98knN/m2,屋架及支撑自重0.61kNm2。（1）按3种荷载组合对屋架设计时的荷载计算。（2）若已知上弦杆件轴力N＝931.2kN，稳定系数为0.807，设计其杆件。（假设钢屋架平面内节间轴线长度L0x=150.8cm，平面外计算长度L0y=301.5cm，λ=60，全跨屋架和支撑自重取0.61KN/m2）

解：（1）按3种荷载组合

①全跨永久荷载＋全跨可变荷载＝全跨节点永久荷载及可变荷载

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钢结构设计复习资料

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1.单层门式钢架结构和混凝土结构相比具有以下优点：a.质量轻；b.工业化程度高，施工

周期短；c.综合经济效益高；d.网架布置比较灵活

2.门式钢架又称山形门式钢架，按跨度分为单跨、双跨和多跨；按屋面坡脊数分为单脊单坡、单脊双坡、多脊多坡

3.单脊双坡多跨钢架，用于无桥式吊车房屋时，当钢架柱不是特别高且风荷载不是很大时，中柱宜采用两端铰接的摇摆柱；设有桥式吊车的房屋，中柱宜为两端刚接，以增加钢架侧向刚度

4.根据跨度、高度及荷载不同，门式钢架的梁、柱可采用变截面、等截面实腹焊接工字型截面、轧制H型截面

5.设有桥式吊车时，柱宜采用等截面构件。变截面构件通常改变腹板高度，必要时也可改变腹板厚度。结构构件在运输单元内一般不改变翼缘截面，必要时可改变翼缘厚度

6.门式钢架的高度：取柱轴线与斜梁轴线交点至地坪的高度。柱的轴线可取柱下端（较小端）中心的竖向轴线。斜梁的轴线可取通过变截面梁段最小端中心线与斜梁上表面平行的轴线

7.屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，取两者较大值；积灰荷载与雪荷载或屋面活荷载中的较大值同时考虑；当考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑

8.控制截面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处、梁端、梁跨中截面，控制截面的内力组合有：a.最大N，最小N和同时出现的M 、V的较大值；最大M和同时出现的N、V较大值

9.变截面的门式钢架的柱顶侧移应采用弹性分析法确定。计算时荷载取标准值，不考虑分项系数

●10.梁腹板应在中柱连接处、较大固定集中荷载作用处、翼缘转折处设置横向加劲肋

11.加劲肋稳定性验算中，计算长度取腹板高度hw，截面取加劲肋全部和其两侧各

宽度范围内的腹板面积，按两端铰接轴心受压构件计算

12.引进放大系数的原因：当框架趋于侧移或有初始侧倾时，不仅框架柱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。这就是说，框架边柱除承受自身荷载的不稳定效应外，还要加上中间摇摆柱荷载效应

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第一节考试大纲及授课安排

1.1 钢结构考试大纲

1 掌握钢结构体系的布置原则和主要构造。

2 掌握受弯构件的强度及其整体稳定和局部稳定计算；掌握轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算。

3 掌握构件的连接计算、构造要求及其连接材料的选用。

4 熟悉钢与混凝土组合梁、钢与混凝土组合结构的特点及其设计原理。

5 掌握钢结构疲劳计算及其构造要求。

6 熟悉塑性设计的适用范围和计算方法。

7 熟悉钢结构的防锈、隔热和防火措施。

8 了解对钢结构制作、焊接、运输和安装方面的要求。

1.2 授课安排

1．考试大纲要求分三个层次

要求最高的第一层次为掌握，包括钢结构体系的布置原则和主要构造、基本构件的计算、连接和疲劳构造和计算；

要求次之的第二层次为熟悉，包括钢与混凝土组合梁的计算、塑性设计、钢结构的防锈、隔热和防火措施；

要求最低的第三层次为了解，主要包括钢结构制作、焊接、运输和安装方面的要求。

2．授课安排

在这一天半的时间里，着重讲解第一层次要求掌握的内容，其中主要是钢结构材料、基本构件的计算、连接和疲劳构造和计算的部分，钢结构体系的布置原则和主要构造则不专列介绍，而是融合到前述的内容里起介绍。

第二层次的内容则作一般介绍，侧重于钢与混凝土组合梁的计算、塑性设计，简单介绍钢结构的防锈、隔热和防火措施。

第三层次的钢结构制作、焊接、运输和安装方面的要求只作简单介绍。

第二节钢材

2.1 钢材的破坏形式

所谓塑性材料是指由于材料原始性能以及在常温、静载并一次加荷的工作条件之下能在破坏前发生较大塑性变形的材料。但钢材的塑性变形能力不仅取决于钢材的化学成份，熔炼与轧制过程，也取决于所处的工作条件。即使原来塑性表现极好的钢材，在很低的温度之下受冲击作用等情况下，也完全可能呈现脆性破坏。所以，不宜把钢材划分为塑性和弹性材料，而应该区分材料可能发生的塑性破坏与脆性破坏。

钢结构复习资料

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1、屋盖支撑有何作用？ （ P61 - 63）支撑形式有哪些？如何布置？ （P60-62）

作用：保证屋盖结构的几何稳定性；保证屋盖的刚度和空间整体性； 为弦杆提供适当的侧向

支撑点；承担并传递水平荷载；保证结构安装的稳定与方便；

屋盖支撑的布置：

1）上弦横向水平支撑：端部第一或第二开间。当布置在第二开间时，端屋架需与横向支撑

用系杆刚性连接，确保端屋架的稳定和风荷载传递。横向支撑间距大于 60m时，中间增设。

屋面为大型屋面板， 且屋面板有三点与屋架上弦牢固连接时， 可不设。但一般高空作业较难 保证，还是设上弦横向支撑，大型屋面板起系杆的作用。有天窗架时，上弦横向支撑仍需布 置。

10、吊车梁的截面组成？制动结构有何作用？ （P90-91）

吊车梁的截面组成分为实腹式和桁架式。 其中实腹式又分为加强受压翼缘型和设置制动结构

的截面。

① 加强受压翼缘型：（图a）用于吊车起重能力 Qw 30t，跨度iw 6m，工作级别为 A1~A5的 吊车梁。

② 设有制动结构的吊车梁： 当吊车起重能力 Q>30t或跨度l>6m时常在吊车梁的上翼缘设置

制动梁（图b）或制动桁架（图c）,用于承受横向水平荷载。制动梁 ：由吊车梁的上翼缘、钢板和

槽钢组成，主要承受横向水平荷载，吊车梁则主要承担竖向荷载作用。 2） 下弦横向水平支撑：与上弦横向支撑布置在同一开间： 弦设有悬挂吊车时；抗风柱支承在屋架下弦时；屋架下弦设通长纵向支撑时 横向支撑•

3） 下弦纵向水平支撑：屋架两边第一节间，与横向支撑形成封闭框。 弦有吊轨、有托架时；有重级工作制吊车或起重量较大的中轻工作制吊车 空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水平支撑。

4） 垂直支撑：设有上弦横向支撑的开间内，每隔 4〜5个开间布置- 屋架跨度大于18m时；屋架下

,宜设屋架下弦

有振动设备、屋架下

；房屋跨度较道。

架上、下弦水平支撑，并和屋架水平支撑一起形成几何不变的屋盖空间结构,

钢结构复习题及答案8-知识归纳整理

钢结构复习题及答案8-知识归纳整理

填空题

1．高强螺栓根据螺栓受力性能分为( )和( )两种。

2．高强螺栓连接并且承受拉力和剪力作用时，如果拉力越大，则连接所能承受的剪力( )。

3．焊缝连接形式根据焊缝的截面形状，可分为( )和( )两种类型。

4．性能等级为4.6级和4.8级的C级普通螺栓连接，( )级的安全储备更大。

5当构件轴心受压时，对于双轴对称截面，可能产生( )；对于无对称轴的截面，可能产生( )；对于单轴对称截面，则可能产生( )。

6．加劲肋按其作用可分为( )、( )。

7提高钢梁的整体稳定性最有效的想法之一算是设置侧向支承点，但侧向支承点必须设在钢梁的( )翼缘。

8 ( )不能忽略，因而绕虚轴的长细比 要采用( )。

9．轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱时，可以不举行( )计算。

10．钢材的两种破坏形式为( )和( )。

11．随着时光的增长，钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为( )。 12．梁整体稳定判别式l1/b1中，l1是( )b1是( )。

1． 偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定的计算公式是：

f

NNWMAN

Exxxxmxx











8.011

式中：mx是：( )，

ExN表示 ( )，其表达式为

( )。

2．普通螺栓按创造精度分( )和( )两类：按受力分析分( )和( )两类。

3．由于焊接残余应力本身自相平衡，故对轴心受压构件( )无影响。

4．在高强螺栓群承受弯矩作用的连接中，通常以为其旋转中心位于( )处。

5．梁的最大可能高度普通是由建造师提出，而梁的最小高度通常是由梁的( )要求决定的。

6．国内建造钢结构中主要采用的钢材为碳素结构钢和( )结构钢。

7．高强度螺栓根据其螺栓材料性能分为两个等级：8.8级和10.9级，其中10.9表示( ) 。

8 ．使格构式轴心受压构件满足承载力极限状态，除要保证强度、整体稳定外，还必须保证( )。

9．钢材随时光发展将发生屈服强度和抗拉强度提高、塑性和冲击韧性降低的现象，称为( )。