钢结构设计复习详解

钢结构设计复习要点山东华兴钢结构设计复习重点●第1章重型厂房结构设计1.重型厂房有哪些结构组成部分？2.厂房的屋盖形式。

3.厂房结构温度缝的设置原则。

4.什么是托梁（托架）。

5.厂房框架柱截面形式有哪些。

6.什么是肩梁。

7.柱间支撑的作用有哪些？8.柱间支撑的类型有哪些？9.柱间支撑的布置原则有哪些？10.屋架的形式有哪几种？各有何特点？11.屋架的腹杆形式有哪些？12.屋盖支撑有哪些类型？13.屋盖支撑的作用有哪些？14.屋盖支撑的布置原则。

15.厂房结构设计需考虑的荷载及选用原则。

16.屋架杆件的计算长度是如何选取的？17.屋架杆件的截面形式及选用要求。

18.吊车梁的荷载有哪些？19.吊车梁的截面组成有哪些。

20.了解吊车梁的连接方法。

21.吊车梁的截面验算内容有哪些？如何计算？●第2章轻型门式刚架结构22.轻型门式刚架有哪些结构组成部分？23.轻型门式刚架结构的适用范围。

24.轻型门式刚架结构有何特点？25.轻型门式刚架的结构形式26.什么是摇摆柱？27.什么是抗风柱？28.柱脚的类型及使用范围？29.门式刚架结构支撑和刚性系杆的布置原则30.门式刚架的计算方法31.门式刚架变截面柱的验算内容32.门式刚架变截面斜梁的验算内容33.门式刚架变截面柱计算长度的确定方法34.门式刚架隅撑的作用及其布置原则？如何对隅撑进行计算。

35.门式刚架结构节点的连接形式36.门式刚架梁柱端板连接节点设计时所需验算的内容37.实腹式檩条的计算有什么特点？38.檩条的验算内容39.檩条布置的拉条起什么作用？如何布置。

为什么要设置檩托？40.门式刚架支撑连接构造措施？41.檩条承担的荷载有哪些？属于何种受力构件？第3章多高层钢结构42.层建筑钢结构有哪几种主要的结构体系？它们各有何特点？适用于何种范围？43.高层钢结构有哪些概念设计？44.高层建筑钢结构常用的楼盖形式有哪些？45.组合楼盖设计包括哪些内容？46.压型钢板组合楼盖中，压型钢板与混凝土之间水平剪力的传递有哪些形式？47.组合楼板在施工阶段和使用阶段的受力有何特点？48.框架柱的设计要求？49.抗震设计的结构如何才能实现强柱弱梁及强节点弱构件的设计思想?50.节点域的受力怎样计算？当节点域截面的抗剪强度不满足要求肘，可采取哪些构造措施予以加强？51.框架梁柱节点处通常对梁端沿梁长方向加强内角（也称腋梁），其作用是什么？腋梁的长和短对结构的经济性和安全可靠性有什么影响？52.框架梁柱刚性连接的常见形式？53.框架—支撑结构体系中，中心支撑与偏心支撑的区别是什么？它们各有何受力特点？K形支撑为什么不宜用于地震区？54.中心支撑和偏心支撑的定义及其特点？55.框架—支撑结构体系中，竖向支撑应怎样布置？帽桁架和腰桁架的作用是什么？应怎样布置？56.耗能梁段的作用？57.高层钢结构建筑的荷载包括哪些？58.什么叫做高屋建筑钢结构的P—Δ效应？59.在哪些情况下可不计算结构的整体稳定性？为什么？。

钢结构设计知识点
一、钢结构的主要材料
钢结构主要使用钢材、木材和混凝土等材料。

其中，钢材更为常用，
分为结构钢、钢筋和钢板。

结构钢包括H型钢，槽钢，角钢，方钢，工字钢，圆钢等。

钢筋包括热轧钢筋，冷成型钢筋，冷轧和热轧挤压桁架钢筋等。

钢板种类较多，主要有热轧钢板、冷轧钢板、容器钢板、夹层钢板、
钢管等。

二、钢结构设计原则
1、要求钢结构设计的基本原则是：设计符合技术规范，安全可靠，
结构紧凑，重量轻，结构刚性好，抗震性能好。

2、在其中一杆件或连接部位的剪切强度设计中，要消除泊松失稳机制，确保设计强度和稳定性。

3、要求各支座及杆件连接的设计方案、连接件类型及尺寸要符合有
关规范的规定，各支座、杆件及连接件应经过力学分析，确保结构可靠性。

4、结构连接要求结实牢固，能够利用好材料的钢性能，使用方便，
保持良好的外观。

三、钢结构设计步骤
1、钢结构设计的第一步是分析设计条件，即明确结构用途和其要求
的荷载、尺寸、重量等，根据设计要求制定设计方案。

2、钢结构设计的第二步是确定荷载、结构成形方式、材。

钢结构设计总复习一、名词解释1、结构的极限状态——当整个结构或结构的一部分超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时，此特定状态为该功能的极限状态。

2、结构的可靠度——结构在规定的时间内，规定的条件下，完成预定功能的概率。

3、钢结构的疲劳断裂——是裂纹在连续重复荷载作用下不断扩展以至断裂的脆性破坏，塑性变形极小，破坏前没有明显破坏预兆，危险性较大。

4、应力循环——连续重复荷载之下应力从最大到最小重复一周叫做一个循环。

5、疲劳寿命——指在连续反复荷载作用下应力的循环次数，一般用n表示。

6、塑性——指钢材在应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形（塑性变形）而不立即断裂的性质。

7、韧性——指钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，是衡量钢材抵抗动力荷载能力的指标，它是强度和塑性的综合表现，是判断钢材在动力荷载作用下是否出现脆性破坏的重要指标之一。

8、可焊性——指在一定的焊接工艺和结构条件下，不因焊接而对钢材材性产生较大的有害影响。

9、冷弯性能——指钢材在常温下加工发生塑性变形时，对产生裂纹的抵抗能力，用冷弯试验来检验。

10、时效硬化——指钢材随时间的增长，钢材强度（屈服点和抗拉强度）提高，塑性降低、特别是冲击韧性大大降低的现象。

11、冷作硬化——指当钢材冷加工（剪、冲、拉弯等）超过其弹性极限卸载后，出现残余塑性变形，再次加载时弹性极限（或屈服点）提高的现象。

12、角焊缝的有效厚度he——平分角焊缝夹角α的截面称为角焊缝的有效截面，破坏往往从这个截面发生。

有效截面的高度（不考虑焊缝余高）称为角焊缝的有效厚度he13、压弯构件——既承受轴压力又承受弯矩的构件，广泛地使用于刚架柱中。

14、梁的弯曲扭转屈曲——如果在梁的侧向没有足够有效的支承，当梁承受的横向荷载或弯矩达到某一数值时，梁会突然发生侧向弯曲（绕截面弱轴弯曲）同时伴有绕纵轴的扭转，梁丧失了继续承载的能力，这一现象称为梁的弯曲扭转屈曲（简称弯扭屈曲）或称梁丧失了整体稳定。

影响柱网布置因素：生产工艺流程要求：结构上的要求；经济要求；模数要求托架与屋架的连接；叠接；平接横向框架梁与柱的连接形式；刚接框架；铰接框架；柱脚刚接；铰接框架；刚接框架柱间支撑的布置：1）每列柱都要设柱间支撑2）多跨厂房的中列柱的柱间支撑要与边列柱的柱间支撑布置在同一柱间3）下层柱间支撑一般宜布置在温度区段的中部，以减少纵向温度应力的影响。

4）上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外,还应当在每个温度区段的两端设置。

5）每列柱顶均要布置刚性系杆柱间支撑的作用：1）承受并传递纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。

2）减少柱在平面外的计算长度。

3) 保证厂房的纵向刚度。

确定桁架形式的原则；1.满足使用要求：受力合理；3 .制造简单及运输与安装方便；综合技术经济效果好尺寸确定；跨度L—工艺及使用要求；高度H—经济、刚度、运输、坡度等；三角形屋架：中部高度H≈(1/6～1/4)L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；为弦杆提供适当的侧向支承点；4.承担并传递水平荷载；保证结构安装时的稳定与方便.永久荷载；屋面恒载；檩条自重；屋架、其它构件自重和围护结构自重；可变荷载；屋面活荷载、雪荷载、积灰荷载、风荷载及吊车荷载。

内力组合原则；并取最不利组合进行设计。

常用的内力分析方法有图解法、解析法、电算法3.节点刚性影响；节点刚性引起杆件次应力，次应力一般较小，不予考虑。

4.杆件的内力变号；屋架中部某些杆件在全跨荷载时受拉，而在半跨荷载时可能受压。

因此需分别计算全跨与半跨两种荷载工况。

半跨荷载：活荷载、雪荷载、积灰荷载、单侧施工影响钢屋架杆端约束大小的因素：1杆件轴力性质；拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆件弯曲，约束作用微不足道。

2）杆件线刚度大小；线刚度越大，约束作用越大，反之，约束作用越小。

3）与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大，较远的杆件作用小。

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。

1：【钢结构的特点是什么，主要体系有哪些？】答：优点:1，强度高，塑性好和韧性好；2，材质均匀，工作可靠性高；3，制造简便，施工周期短，具有良好的装配性；4，有可焊性；5，具有不渗漏性，便于做成密闭结构；6，是绿色建筑，具备可持续发展的特性；6，抗震性好，耐热性好。

不足：耐腐蚀性差，耐热但不耐火，且价格较贵。

2：【目前我国钢结构主要应用在哪些方面？】答：1，单层厂房结构；2，大跨度结构；3，多层，高层结构；4，塔桅结构；5，桥梁结构；6，移动结构；7，轻型刚结构。

3：【比较钢结构的计算方法与其他结构计算方法的相同点与不同点】.答：以概率理论为基础、用分项系数表达的极限状态设计。

4：名词解释：【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时，此特定状态就称为该功能的极限状态。

【结构可靠度Pｒ】：结构在规定的时间内，在规定的条件下完成预定功能的概率。

【结构的失效率Pｆ】：Pｒ=1-Pｆ。

【可靠性指标】：荷载标准值、强度标准值、荷载设计值、强度设计值：6：【当前我国发展钢结构的技术政策是什么？】答：明确提出了要研究解决钢结构制造和现场施工中的电脑放样、切割、焊接、除锈。

涂漆等先进工艺和设备；发展药芯焊丝自动保护焊、自动半自动焊接设备、高强度螺栓电动扳手和先进的检测装置；间就开发张力结构和预应力等新型钢结构。

第二章1，【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。

钢结构设计原理复习钢结构设计原理是指在建筑工程中，根据一系列原理和规范，通过对结构材料、力学性能、设计要求和施工要求的深入研究，确定结构的形式、尺寸、材料、节点的连接方式和受力状态，以确保结构的安全、经济、美观和实用。

1.强度原理：钢材的强度高于混凝土，因此钢结构设计基于材料的强度原理，即结构在正常使用荷载和极限荷载下应具备足够的抗弯刚度、抗剪刚度、抗扭刚度和程度足够长的安全度。

2.稳定原理：钢结构容易产生稳定性失稳，因此设计时需要考虑构件的稳定性。

通过确定适当的截面形状和尺寸，以及适当的支撑和加强措施，来提高构件和结构的稳定性。

3.构件连接原理：钢结构的构件一般通过焊接、螺栓连接、铆接等方式连接在一起。

在设计中，需要根据结构的受力性质和构件的工作状态，选择合适的连接方式，并设计合理的连接节点，以保证连接强度和刚度。

4.建筑抗震设计原理：钢结构具有良好的抗震性能。

在设计过程中，需要根据地震的地方性、活动性和构件破坏性等因素，确定合适的地震设计参数，采用合适的抗震措施，并通过力学计算和结构分析，验证结构的抗震性能。

5.建筑节能设计原理：钢结构的节能性能主要体现在结构重量轻、抗风能力强、施工速度快等方面。

在设计中，可以通过选择合适的材料、结构形式和布局方式，来提高建筑的节能性能。

6.施工工艺原理：钢结构的施工过程需要考虑到构件的加工、运输、安装等环节。

因此，在设计时需要充分考虑施工工艺的要求，确保结构的施工顺利进行。

7.美观原理：钢结构可以通过合理的形式、色彩和纹理设计，使建筑物具有良好的视觉效果。

在设计中，可以根据建筑用途和环境要求，采用不同的造型和表面处理方式，以提高建筑的美观度。

总之，钢结构设计原理是通过对结构材料、力学性能、设计要求和施工要求的综合考虑，确定结构的形式、尺寸、材料、连接方式和受力状态，以确保结构的安全、经济、美观和实用。

设计人员在实践中应熟练掌握这些原理，并在设计中加以应用，以提高建筑物的质量和性能。

钢结构设计原理复习第一章绪论1、钢结构的特点（前5为优点，后三为缺点）1）强度高、重量轻2）材质均匀，塑性、韧性好3）良好的加工性能和焊接性能（易于工厂化生产，施工周期短，效率高、质量好）4）密封性能好 5 )可重复性使用性 6 ) 耐热性较好，耐火性差7)耐腐蚀性差8)低温冷脆倾向2、钢结构的应用1）大跨结构【钢材强度高、结构重量轻】（体育馆、会展、机场、厂房）2）工业厂房【具有耐热性】3）受动力荷载影响的结构【钢材具有良好的韧性】4）多层与高层建筑【钢结构的综合效益指标优良】（宾馆、办公楼、住宅等）3、结构的可靠度：结构在规定的时间（50年），规定的条件（正常设计、正常施工、正常使用、正常维护）下，完成预定功能的概率。

4、结构的极限状态：承载能力极限状态（计算时使用荷载设计值）、正常使用极限状态（荷载取标准值）5、涉及标准值转化为设计值的分项系数：恒荷载取1.2 活荷载取1.4第二章钢结构的材料1、钢材的加工①热加工：指将钢坯加热至塑性状态，依靠外力改变其形状，生产出各种厚度的钢板和型钢。

（热加工的开轧和锻压温度控制在1150-1300℃）②冷加工：指在常温下对钢材进行加工。

（冷作硬化现象：钢材经冷加工后，会产生局部或整体硬化，即在局部或整体上提高了钢材的强度和硬度，降低了塑性和韧性的现象）③热处理：指通过加热、保温、冷却的操作方法，使钢材的组织结构发生变化，以获得所需性能的加工工艺。

（退火、正火、淬火和回火）3、钢材的六大机械性能指标屈服点f y：它是衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的重要指标。

（作为钢结构设计可以达到的最大应力）抗拉强度f u：它是钢材破坏前所能承受的最大应力。

（强度的安全储备）伸长率δ：代表材料断裂前具有的塑性变形能力。

断面收缩率ψ：断面收缩率ψ越大，钢材的塑性越好。

冷弯性能（塑性）：钢材在冷加工（常温下加工）产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力。

冲击韧性：【韧性：反映钢材抵抗冲击荷载、动力荷载的能力，是钢材在变形和断裂中吸收能量的度量。

《钢结构》综合复习资料一、单项选择题1. 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。

(A)脆性破坏 (B)塑性破坏 (C)强度破坏 (D)失稳破坏2. 当钢材具有较好的塑性时，焊接残余应力。

a、降低结构的静力强度。

b、提高结构的静力强度。

c、不影响结构的静力强度。

d、与外力引起的应力同号，将降低结构的静力强度。

3. 进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按。

(A)标准荷载计算 (B)设计荷载计算(C)考虑动力系数的标准荷载计算(D)考虑动力系数的设计荷载计算4. 当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性。

(A)升高 (B)下降 (C)不变 (D)升高不多5. 轴压铰接柱脚设计中，靴梁高度由所需的竖焊缝长度确定。

a、轴心压力b、弯矩c、剪力d、弯矩，剪力和轴力6. 钢材的设计强度是根据确定的。

(A)比例极限 (B)弹性极限 (C)屈服点 (D)极限强度7. 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8. 下列论述中不正确的是项。

(A)强度和塑性都是钢材的重要指标 (B)钢材的强度指标比塑性指标更重要(C)工程上塑性指标主要用伸长率表示 (D)同种钢号中，薄板强度高于厚板强度9. 工字型组合截面受弯构件局部稳定验算时，翼缘与腹板宽厚比限值是根据导出的。

a 、整局cr cr ＜σσb 、整局cr cr σσ≥c 、y cr f ≤局σd 、y cr f ≥局σ10. 钢材的三项主要力学性能为： 。

(A)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯(C)抗拉强度、伸长率、冷弯 (D)屈服强度、伸长率、冷弯11.确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是（ ）A.等厚度原则B.等稳定原则C.等强度原则D.等刚度原则12.钢结构设计规范规定容许长细比可以大于150的受压构件为（ ）A.实腹柱B.格构柱的缀条C.桁架弦杆D.屋架支撑杆件13.经济梁高he,指的是（ ）A.用钢量最小时梁的截面高度B.挠度等于规范限值时梁的截面高度C.强度与稳定承载力相等时梁的截面高度D.腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度14.跨度l 为30m 的梯形屋架的起拱高度应为（ ）A.l/1000B.l/500C.l/100D.l/2015.普通钢屋架上弦杆在桁架平面内的计算长度系数为（ ）A.0.8B.0.9C.1.0D.2.016.压弯构件工字形截面腹板的局部稳定与腹板边缘的应力梯度max minmax 0σσ-σ=α有关，腹板稳定承载力最大时的α0值是（ ）A.0.0B.1.0C.1.6D.2.017.普通螺栓抗剪工作时，要求被连接构件的总厚度≤螺栓直径的5倍，是防止（ ）A.螺栓杆弯曲破坏B.螺栓杆剪切破坏C.构件端部冲剪破坏D.板件挤压破坏18.在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于（ ）A.40hfB.60hfC.80hfD.120hf19.发生弯扭屈曲的理想轴心受压构件截面形式为（）A.双轴对称工字形截面B.单角钢截面C.H型钢截面D.箱形截面20.梁整体失稳的方式为（）A.弯曲失稳B.剪切失稳C.扭转失稳D.弯扭失稳21.屋架上弦承受有较大节间荷载时，上弦杆合理的截面形式是（）A.两等边角钢组成的T形截面B.两等边角钢组成的十字形截面C.两不等边角钢长边相连的T形截面D.两不等边角钢短边相连的T形截面22.在屋面重力荷载作用下，腹板垂直于屋面坡向设置的实腹式檩条为（）A.双向变弯构件B.双向压弯构件C.单向受弯构件D.单向压弯构件二、填空题1. 钢材代号Q235的含义为。