中国矿业大学结构设计原理钢 结 构

钢结构原理知识点总结引言：钢结构是一种常用于建筑和桥梁等工程项目的结构形式，具有高强度、刚度和耐久性等优点。

了解钢结构原理的知识点对于工程师、建筑师和设计师等相关专业人员至关重要。

本文将对钢结构原理的关键知识点进行详细总结，为读者提供基本的理论基础。

概述：钢结构是由钢材构成的工程结构，通过将不同形状的钢材组装在一起，形成一个整体结构，以支撑和承载负荷。

在设计和建造过程中，需要考虑到结构的荷载、材料的选择、连接方式等多个因素。

正文：一、钢材的性质1.钢材的强度与刚度：钢材的强度指钢材承受外部荷载时的抗力程度，刚度指钢材受力后的形变程度。

了解钢材的强度和刚度是设计钢结构的关键。

a.强度的分类：钢材的强度可分为屈服强度、抗拉强度和抗压强度等。

b.刚度的影响因素：刚度与截面形状、钢材的弹性模量和截面尺寸等因素密切相关。

二、钢结构设计的基本原则1.强度设计原则：钢结构的设计应满足预定的安全强度水平，以最大程度地保证结构的承载能力。

a.极限状态设计：根据结构的极限状态进行设计，包括极限承载力设计和极限位移设计。

b.可靠性设计：考虑结构材料、荷载和其他不确定因素的不同，引入设计系数来提高结构的可靠性。

三、钢结构的连接形式1.熔焊连接：是将两个或多个钢材通过加热至熔点并在熔化状态下连接在一起的方法。

a.焊缝类型：包括角焊缝、对接焊缝和搭接焊缝等。

b.焊接质量：焊接质量的好坏对连接的强度和承载能力有着重要影响。

四、钢结构设计的荷载考虑1.永久荷载：代表了结构自身的重量，包括结构的质量、装饰材料的重量等。

a.配重计算：通过确定永久荷载的大小和分布，计算结构的配重需求，以使结构保持稳定。

b.空气负荷：考虑到气流对结构的影响，如风荷载和气动力。

五、钢结构设计中的稳定性分析1.屈曲分析：考虑到结构在受压状态下可能发生的屈曲失稳问题，以保证结构的整体稳定性。

a.稳定性设计：结构设计中应满足屈曲承载力的要求，以防止结构失稳。

中国矿业大学课程设计大纲、指导书课题名称钢筋混凝土与砌体结构课程设计站点连云港职大函授站专业班级土木15级指导教师马庆华、崔启兵二○一六年五月十日一、课程设计在本专业人才培养和所属课程体系中的作用和地位：《钢筋混凝土与砌体结构》课程设计是土木工程专业人才培养中重要的实践性教学环节之一，《钢筋混凝土与砌体结构》是土木工程专业重要的主干专业课。

该课程的课程设计具有重要的实践意义，可以进一步深化学生对理论知识的学习和应用。

对培养学生实际动手能力和发现问题、解决问题的能力、训练严谨的工作态度和良好工作作风具有重要的作用和地位。

根据教学计划安排，《钢筋混凝土与砌体结构》课程设计集中两周进行。

要求学生对单向板肋形楼盖进行整体设计计算，包括单向板的设计计算、次梁的设计计算、主梁的设计计算、绘制楼盖的结构布置图、次梁与主梁的模板配筋图。

要求图纸达到施工图设计阶段。

二、本课程设计与理论课程的关系：本课程设计是《钢筋混凝土与砌体结构》课程教学的重要组成部分，是巩固和深化课堂所学知识的重要环节，对培养学生实际动手能力和发现问题、解决问题的能力、训练严谨的工作态度和良好工作作风具有重要的作用和地位。

对实现理论与实践相结合具有重要意义。

三、课程设计的教学目标和基本要求：1、目的：通过本课程的设计，进一步熟悉受弯构件梁和板的正截面或斜截面的设计、计算及构造要求，掌握单向板肋形楼盖计算方法及结构图的绘制；尤其是对教材中关于抵抗弯矩图这一难点的理解。

2、要求：熟悉一般工业与民用建筑中肋形楼盖设计计算的方法和步骤；掌握塑性内力重分布理论和弹性理论的计算方法；掌握绘制结构施工图的步骤、方法和绘制技巧；巩固理论知识，发展空间思维。

四、培养学生的实践动手能力和解决问题的能力:1、培养学生应用所学知识对整体式楼盖进行平面布置的能力；2、培养学生利用塑性内力生分布理论对单向板和次梁进行内力计算的能力；3、培养学生利用弹性理论对主梁进行内力计算的能力；4、培养学生利用所求内力对构件进行配筋计算的能力；5、培养学生解决实际工程中类似问题的能力。

第二部分：钢结构（中国矿业大学力学与建筑工程学院土木11-7 班 x x）一、设计资料某钢结构工作平台，结构平面布置如图所示，铺板采用预制钢筋混凝土平板，焊接于次梁上，次梁与主梁，主梁与柱均为铰接，柱与基础为刚性连接。

平台均布恒荷载标准值（包括平台铺板自重）为 5.0kN/m ,活荷载标准值为 7.2kN/m 。

钢材采用 Q235B，焊条为 E43型，手工焊接。

平台基础顶面到平台铺板底部高度6.85m 。

结构安全等级为二级。

主梁 GL2与次梁 GL3平接，主梁 GL2一端支承于中柱顶中，另一端支承于边柱侧（柱顶与梁顶部平齐），中柱采用格构式、边柱采用实腹式构件；次梁 GL3 采用型钢梁，主梁 GL2采用组合梁。

（L1=8400mm，L2=9300mm）二、设计计算容1.确定次梁和预制板的布置。

（绘制平面布置图）2.平台梁的设计（绘制平台梁详图）（1）次梁 GL3的设计（2）主梁 GL2的设计选择主梁（焊接组合梁）截面（截面可沿长度改变）；计算翼缘焊缝；设计加劲肋。

3.平台柱的设计（绘制边柱及中柱详图）（1）边柱 GZ3设计（实腹式：按压弯构件设计）（2）中柱 GZ4设计（格构式：按轴心受压构件设计）4.梁柱连接设计（绘制连接详图）（1）主梁 GL2与边柱 GZ3的连接设计（2）主梁 GL2与次梁 GL3的连接设计三、设计过程1.确定梁和预制板的布置见图 12.次梁 GL3的设计（1）荷载及力（暂不计次梁自重）次梁 GL3为跨度l9.3m 的两端简支梁。

恒载标准值 5.0 8.4 / 314.0(kN/m)活载标准值7.1 2.819.88(kN/m)总荷载标准值q k33.88(kN/m)总荷载设计值：图 1 平面布置图由永久荷载效应控制的组合 q 1.2 14.0 1.3 19.88 42.64(kN/m)由可变荷载效应控制的组合q 1.35 14.00.7 1.319.88 36.99 (kN/m)故总荷载设计值由可变荷载效应控制，次梁力计算时取 q 42.64(kN/m)最大弯矩标准值 Mkxq k l 2 / 8 33.88 9.32 / 8 366.29 (kN m) 最大弯矩设计值 M x ql 2 / 8 42.64 9.32 / 8 461.03 (kN m)最大剪力设计值Vql / 242.64 9.3 / 2 198.29（ kN ）（2）试选截面设次梁自重引起的弯矩为（估计值） 。

中国矿业大学 2012 年硕士研究生招生专业目录参考书目科目代码及名称 211 翻译硕士英语 参考书目 《高级英语》(修订本)第 1、2 册，张汉熙，2000 年，外语教学与研究出版社。

《综 合英语教程》第 5、6 册， 邹为诚，2005 年， 高等教育出版社。

215 翻译硕士德语 《高级德语》上，下册，陈晓春，2003 年，上海外语教育出版社；《当代大学德语》 3，4 册，聂黎曦，梁敏，2006 年，外语教育与研究出版社。

242 俄语（二外） 俄语（二外） 243 日语（二外） 日语（二外） 244 法语（二外） 法语（二外） 245 德语（二外） 德语（二外） 337 工业设计工程 346 体育综合 包括运动训练学、学校体育 体育综合(包括运动训练学、 包括运动训练学 学和运动生理学) 学和运动生理学 《新大学俄语简明教程》，蒋财珍主编，高等教育出版社，2005 年 6 月第一版。

《新世纪日本语教程》初级，清华大学外语系编，外语教学与研究出版社，2006 年 《简明法语教程》（上、下），孙辉 编，商务出版社，2006 年。

《大学德语》1、2、3 册（第 3 版），张书良总编，高等教育出版社，2009 年。

《工业设计机械基础（第 2 版）》，阮宝湘，机械工业出版社，2009 年。

《运动训练学》，田麦久，体育院校通用教材，人民体育出版社，2000 年 8 月第二 版。

《学校体育学》，周登嵩，人民体育出版社，2004 年 11 月。

《运动生理学》， 王瑞元，人民体育出版社，2002 年 9 月。

357 英语翻译基础 《高级英汉翻译理论与实践》，叶子南， 2008 年，第二版，清华大学出版社。

《英 汉翻译基础教程》，冯庆华、穆雷主编，高等教育出版社，2008 年。

361 德语翻译基础 《新德汉翻译教程》，王京平，2008 年，上海外语教育出版社；《译有所为—功能 翻译理论阐释》Nord, Christiane（著），张美芳，王克非（译），2005 年，外语教 学与研究出版社。

三、简答题（简要回答下列问题，必要时绘图加以说明。

每题8分。

）绪 论1． 什么是混凝土结构？根据混凝土中添加材料的不同通常分哪些类型？2．钢筋与混凝土共同工作的基础条件是什么？3.混凝土结构有哪些优缺点？4.简述混凝土结构设计方法的主要阶段。

第2章 钢筋和混凝土的力学性能1．软钢和硬钢的区别是什么？设计时分别采用什么值作为依据？2．我国用于钢筋混凝土结构的钢筋有几种？我国热轧钢筋的强度分为几个等级？3．在钢筋混凝土结构中，宜采用哪些钢筋？4．简述混凝土立方体抗压强度。

5.简述混凝土轴心抗压强度。

6.混凝土的强度等级是如何确定的。

7.简述混凝土三轴受压强度的概念。

8.简述混凝土在单轴短期加载下的应力~应变关系特点。

9．什么叫混凝土徐变？混凝土徐变对结构有什么影响？10．钢筋与混凝土之间的粘结力是如何组成的？第3章 轴心受力构件承载力1.轴心受压构件设计时，如果用高强度钢筋，其设计强度应如何取值？2.轴心受压构件设计时，纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么？3.简述轴心受压构件徐变引起应力重分布？（轴心受压柱在恒定荷载的作用下会产生什么现象？对截面中纵向钢筋和混凝土的应力将产生什么影响？）4.对受压构件中纵向钢筋的直径和根数有何构造要求？对箍筋的直径和间距又有何构造要求？5.进行螺旋筋柱正截面受压承载力计算时，有哪些限制条件？为什么要作出这些限制条件？6.简述轴心受拉构件的受力过程和破坏过程？第4章 受弯构件正截面承载力1．受弯构件适筋梁从开始加荷至破坏，经历了哪几个阶段？各阶段的主要特征是什么？各个阶段是哪种极限状态的计算依据？2．钢筋混凝土受弯构件正截面有哪几种破坏形式？其破坏特征有何不同？3．什么叫最小配筋率？它是如何确定的？在计算中作用是什么？4．单筋矩形受弯构件正截面承载力计算的基本假定是什么？5.确定等效矩形应力图的原则是什么？6．什么是双筋截面？在什么情况下才采用双筋截面？7.双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么？为什么要规定适用条件？8．双筋矩形截面受弯构件正截面承载力计算为什么要规定'2s a x ？当x ＜2a ‘s 应如何计算？9．第二类T 形截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么？为什么要规定适用条件？10．计算T 形截面的最小配筋率时，为什么是用梁肋宽度b 而不用受压翼缘宽度b f ？11．单筋截面、双筋截面、T 形截面在受弯承载力方面,哪种更合理？,为什么?12．写出桥梁工程中单筋截面受弯构件正截面承载力计算的基本公式及适用条件是什么？比较这些公式与建筑工程中相应公式的异同。

中国矿业大学课程设计大纲、指导书课题名称钢筋混凝土与砌体结构课程设计站点连云港职大函授站专业班级土木15级指导教师马庆华、崔启兵二○一六年五月十日一、课程设计在本专业人才培养和所属课程体系中的作用和地位：《钢筋混凝土与砌体结构》课程设计是土木工程专业人才培养中重要的实践性教学环节之一，《钢筋混凝土与砌体结构》是土木工程专业重要的主干专业课。

该课程的课程设计具有重要的实践意义，可以进一步深化学生对理论知识的学习和应用。

对培养学生实际动手能力和发现问题、解决问题的能力、训练严谨的工作态度和良好工作作风具有重要的作用和地位。

根据教学计划安排，《钢筋混凝土与砌体结构》课程设计集中两周进行。

要求学生对单向板肋形楼盖进行整体设计计算，包括单向板的设计计算、次梁的设计计算、主梁的设计计算、绘制楼盖的结构布置图、次梁与主梁的模板配筋图。

要求图纸达到施工图设计阶段。

二、本课程设计与理论课程的关系：本课程设计是《钢筋混凝土与砌体结构》课程教学的重要组成部分，是巩固和深化课堂所学知识的重要环节，对培养学生实际动手能力和发现问题、解决问题的能力、训练严谨的工作态度和良好工作作风具有重要的作用和地位。

对实现理论与实践相结合具有重要意义。

三、课程设计的教学目标和基本要求：1、目的：通过本课程的设计，进一步熟悉受弯构件梁和板的正截面或斜截面的设计、计算及构造要求，掌握单向板肋形楼盖计算方法及结构图的绘制；尤其是对教材中关于抵抗弯矩图这一难点的理解。

2、要求：熟悉一般工业与民用建筑中肋形楼盖设计计算的方法和步骤；掌握塑性内力重分布理论和弹性理论的计算方法；掌握绘制结构施工图的步骤、方法和绘制技巧；巩固理论知识，发展空间思维。

四、培养学生的实践动手能力和解决问题的能力:1、培养学生应用所学知识对整体式楼盖进行平面布置的能力；2、培养学生利用塑性内力生分布理论对单向板和次梁进行内力计算的能力；3、培养学生利用弹性理论对主梁进行内力计算的能力；4、培养学生利用所求内力对构件进行配筋计算的能力；5、培养学生解决实际工程中类似问题的能力。

中国矿业大学结构设计原理钢结构两套习题1 《钢结构》考试试题(一)班级: 姓名: 学号一、填空题1.建筑钢材的破坏形式有2.钢材按化学成分可分为3.钢结构常用的焊接方法有4.焊缝按连接构件之间的相对位置分为5.轴心受力构件在荷载作用下能正常工作的基本要求分别是6.钢梁按制作方法可分为和7.常用屋架形式有:8.目前钢结构的除锈方法有9.结构的可靠性是指二、简答题1.什么是钢材的时效硬化，什么是冷作硬化,他们对钢材性能有什么影响,2.钢材有哪些主要的力学性能指标,它们各用来衡量钢材在哪方面的性能,3.钢屋架有哪几种支撑,分别说明各自的作用,三、焊缝连接计算焊接工字形梁(如图所示)在板与翼缘处设置一条工厂拼接的对接焊缝，拼接处承受的M=150kN?m , V=350kN ,试验算拼接的对接焊缝。

已知钢材为Q235，采w2f,185N/mm用E43型焊条，手工焊，施焊时采用引弧板。

( tw2f,125N/mm) v -260*16-380*12-260*16四、螺栓连接计算(15分)两截面为-360×12的钢板，采用双盖板，C级普通螺栓拼接，螺栓采用M20，钢板为Q235，承受轴心拉力设计值N=850KN，试设计此连接。

b2b2(f,130N/mmf,305N/mm ) d,21.5mm0vc《钢结构》考试试题一答案一、填空题:1. 塑性破坏和脆性破坏2. 碳素钢和低合金钢3. 焊接连接，铆钉连接，螺栓连接4. 平接，搭接，T型连接和角接5. 强度要求，刚度要求，稳定性要求6. 型钢梁和组合梁7. 平行弦屋架，三角形屋架和梯形屋架8. 水冷却法，屏蔽法，水喷淋法(涂抹防火涂料)9. 安全性，适用性，耐久性二、简答题:1.时效硬化:是指轧制钢材放置一段时间后，其力学性能发生变化的现象。

刚才经过时效硬化，其强度提高，其塑性和韧性则降低。

冷作硬化:又称钢材的应变硬化，是指根据钢材在拉伸过程中表现得力学性能，将钢材在使用前进行加载超过屈服点后再卸载，使钢材的弹性提高，塑性降低。