钢结构复习资料
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钢结构复习题一、填空题●结构有哪两种极限状态:承载能力极限状态,正常使用极限状态●工程结构必须具备哪些功能:安全性,使用性,耐久性,总称为结构的可靠性●疲劳破坏的三个阶段:裂纹的形成,裂纹的缓慢扩展,迅速断裂●钢材的选择:结构的重要性,荷载的性质,连接方法,工作环境,钢材厚度●焊缝连接形式:对接搭接T形连接角部连接●焊缝残余应力:纵向焊接残余应力,横向,厚度方向。
产生原因:焊接加热和冷却过程中不均匀收缩变形●梁的刚度用梁在标准荷载作用下的挠度来衡量●抗剪螺栓破坏形式:螺栓杆剪断,孔壁压坏,板被拉断,板端剪断,螺杆弯曲●承受动力荷载作用的钢结构,应选用塑性,冲击韧性好的钢材。
●冷作硬化会改变钢材的性能,将使钢材的屈服点提高,塑性和韧性降低。
●钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、冷弯性、伸长率、冲击韧性。
●钢材中氧的含量过多,将使钢材出现热脆现象。
●钢材含硫量过多,高温下会发生热脆,含磷量过多,低温下会发生冷脆。
●时效硬化(老化)会改变钢材的性能,将使钢材的强度提高,塑性韧性降低。
●钢材在250ºC度附近有抗拉强度、硬度提高伸长率降低现象,称之为蓝脆现象。
●钢材的冲击韧性值越大,表示钢材抵抗脆性断裂的能力越强。
●钢材牌号Q235-BF,其中235表示屈服强度 ,B表示质量等级B级 ,F表示沸腾钢。
●钢材的三脆是指热脆、冷脆、蓝脆。
●焊接结构选用焊条的原则是,计算焊缝金属强度宜与母材强度相适应。
●钢材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中S P O N为有害的杂质元素。
●衡量钢材塑性性能的主要指标是伸长率。
●结构的可靠指标β越大,其失效概率越小。
●承重结构的钢材应具有屈服强度、抗拉强度、伸长率和冷弯性、硫磷极限含量的合格保证,对焊接结构尚应具有含碳量的合格保证;对于重级工作制和起重量对于或大于50 t中级工作制焊接吊车梁类似结构的钢材,应具有常温冲击韧性的保证。
●冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性变形能力和钢材质量的综合指标● 薄板的强度比厚板略 高 。
钢结构复习题期末复习题及答案【一】钢结构复习题及答案1. 以下哪个材料通常用作钢结构中的主要构件?答案:钢材2. 钢结构中常用的两种建筑形式是什么?答案:框架结构和桁架结构3. 钢结构中的什么构件可以用来承受屋面和地板的荷载?答案:梁4. 钢结构中的什么构件可以用来承受侧向荷载和地震力?答案:柱5. 钢结构中的什么构件可以用来承受风荷载?答案:框架结构的框架柱和桁架结构的斜杆6. 钢结构中通常通过什么方式连接构件?答案:焊接或螺栓连接7. 钢结构的主要优点有哪些?答案:具有较高的强度和刚度、重量轻、施工速度快、可重复利用8. 钢结构的主要缺点有哪些?答案:易受腐蚀、保温性能较差9. 钢结构在哪些领域应用广泛?答案:工业厂房、商业建筑、高层建筑、体育场馆、桥梁等10. 钢结构的设计、制造和施工需要符合哪些标准和规范?答案:国家钢结构设计规范、国家钢结构构件制造和施工质量验收规范等相关标准和规范。
【二】钢结构复习题答案解析1. 钢材通常用作钢结构中的主要构件,因为钢材具有较高的强度和刚度,能够承受较大的荷载。
2. 框架结构是由柱、梁和节点组成的,节点通常由焊接、螺栓连接等方式连接构件。
框架结构适用于建筑物的框架、屋面和地板的结构。
桁架结构由斜杆和节点组成,斜杆通常由焊接连接构件。
桁架结构适用于需要大空间覆盖且对重量要求较轻的建筑物。
3. 梁是钢结构中的主要构件之一,可以用来承受屋面和地板的荷载。
梁通常横跨在柱子之间,将屋面和地板的荷载传递给柱子。
4. 柱是钢结构中的主要构件之一,可以用来承受侧向荷载和地震力。
柱子通常直立于地面,将侧向荷载和地震力传递到地基。
5. 框架结构的框架柱和桁架结构的斜杆可以用来承受风荷载。
这些构件通常由焊接或螺栓连接到梁和柱上,形成一个稳定的结构来抵御风力。
6. 钢结构中通常通过焊接或螺栓连接构件。
焊接是将金属材料加热到熔化状态,并用熔化的材料连接两个或多个构件的方法。
螺栓连接是通过螺栓和螺母将构件连接在一起的方式。
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。
钢结构复习资料0填空1.在确定实际轴心压杆的稳定承载力,应考虑构件的初始缺陷。
初始缺陷是指初弯曲、荷载偏心、残余应力。
2.钢结构中采用的各种板材和型钢,都是经过多次辊扎形成的,薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点高。
3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈曲。
4.钢梁进行刚度检算时,按结构的正常使用极限状态计算,荷载应按标准值计算;进行强度稳定检算时,按结构承载能力极限状态计算,荷载应按设计值计算。
5.双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲;单轴对称截面的实腹式轴心压杆绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲,而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲。
6.对焊接板梁强度计算,除进行抗弯强度、抗剪强度计算外,还应检算局部稳定和整体稳定。
7.焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。
8.螺栓连接中,沿受力方向规定螺栓端距大于2d,是为了防止构件受剪破坏;要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍,为了防止板材弯曲变形。
9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数,目的是考虑部分截面塑性。
10.某钢种牌号为Q235-A,其中A的含义是质量较差,某型钢符号为∠110*10,其表示的含义为边长*厚度。
11.格构式轴心压杆中,对绕虚轴(x轴)整体稳定检算时应考虑剪切变形影响,加大细长比。
12.钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋,支撑加筋肋的端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算。
13.建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能,目前我国和世界上大多数国家,在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。
14.钢材的抗剪强度屈服点是抗拉强的的0.58倍。
15.使钢材热脆的化学元素是O、S,使钢材冷脆的化学元素是N、P。
16为化简计算,规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳折算为等效常幅疲劳计算,等效应力幅σc采用潜在效应的等效系数αf和设计应力谱中的最大应力幅(⊿σ)max的乘积来表示。
《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。
钢结构复习题(附答案)一、单选题(共46题,每题1分,共46分)1.钢结构高强度螺栓终拧扭矩检测时,先在螺尾端头和螺母相对位置画线,然后将螺母拧松60°,再用扭矩扳手重新拧紧 ( ),此时的扭矩值应作为高强度螺栓终拧扭矩的实测值。
A、60°~62°B、30°~60°C、30°~75°D、45°~75°正确答案:A2.依据《钢结构工程施工质量验收标准》GB 50205-2020 要求,钢结构屋架跨中垂直度允许偏差为 ( )。
A、h/250(h 为屋架跨中高度)B、不大于 15mmC、h/250(h 为屋架跨中高度) 且不大于 15mmD、h/200(h 为屋架跨中高度) 且不大于 15mm正确答案:C3.钢柱安装时,设计要求顶紧的构件或节点.钢柱现场拼接接头接触面不应少于()蜜贴,且边缘最大间隙不应大于()。
()A、80%,0.8mmB、70%,0.8mmC、80%,1.0mmD、70%,1.0mm正确答案:B4.一个 2.25MHz ,在水中近场长度等于 58.6mm 的直探头,其半扩散角度大约是 ( )。
A、4.05°B、37.5°C、3.75°D、2.5°正确答案:C5.( ) 探头具有较长的近场长度。
A、1MHz ,Φ20 ㎜B、2.5MHz ,Φ30 ㎜C、1MHz ,φ14 ㎜D、2.5MHz ,Φ14 ㎜正确答案:B6.检测试样应有清晰且不易脱落的唯一性标识,标识应由 ( ) 签字确认。
A、见证人员B、取样人员C、送样人员D、检测人员正确答案:A7.钢板栓接面抗滑移系数测定试验中,在两栓试件上画标记线的位置应在()。
A、试件每侧内侧螺孔中心处对应的侧面B、试件每侧两螺孔中心间距的 1/2 处对应的侧面C、试件每侧芯板长度的 1/2 处对应的侧面D、试件每侧外侧螺孔中心处对应的侧面正确答案:B8.使用性能检验试验,用于验证结构或构件在规定荷载作用下出现设计允许的( ),经过检验且满足要求的结构或构件应能正常使用。
1.厂房横向框架的柱脚一般与基础刚结,而柱顶可分为铰接和刚结两类。
2.作用在横向框架上的荷载可分为永久荷载和可变荷载两种。
永久荷载有:屋盖系统、柱、吊车系统、墙架、墙板及设备管道等的自重。
可变荷载有:风荷载、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、吊车荷载、地震荷载等。
3.框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分离式柱三大类。
分离式柱由支撑屋盖结构的屋盖肢和支承吊车梁或吊车桁架的吊车肢所组成,屋盖肢承受屋面荷载、风荷载及吊车水平荷载,按压弯构件设计。
5.柱间支撑由两部分组成:在吊车梁以上的部分称为上层支撑,吊车梁以下部分称为下层支撑。
上层柱间支撑分为两层,第一层在屋架端部高度范围内属于屋盖垂直支撑,第二层在屋架下弦至吊车梁上翼缘范围内。
6.柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式、八字式、门架式等。
屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。
7.屋盖支撑系统可分为:横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。
8.系杆可分为刚性系杆(既能受拉也能受压)和柔性系杆(只能受拉)两种。
屋盖支撑受力较小,截面尺寸一般由杆件容许长细比和构造要求决定。
通常将斜腹杆视为柔性杆件,只能受拉,不能受压。
9.当节点荷载引起的局部弯矩采用简化计算时,上弦杆的局部弯矩可近似地采用:端节间的正弯矩取0.8Mo,其他节间的正弯矩和节点负弯矩(包括屋脊节点)取0.6Mo,M0为将相应弦杆节点作为单跨简支梁求得的最大弯矩。
10.杆件的计算长度:对于弦杆,在桁架平面内取L,在桁架平面外取L1,斜平面上不存在;对于腹杆,支座斜杆和支座竖杆在所有平面上都取L,其他腹杆在桁架平面内取0.8L,在桁架平面外取L,在斜平面取0.9L。
注:L 为构件的几何长度;L1为桁架弦杆侧向支撑点间的距离。
11.双角钢杆件的填板宽度一般取50~80mm,填板的长度:对T形截面应比角钢肢伸出10-20mm,对十字形截面则从角钢肢尖缩进10-15mm,以便施焊。
填板的间距对压杆L1≤40i,拉杆L1≤80i。
一、钢结构的特点:1、材料强度高、强重比大;塑性、韧性好。
2、材质均匀,符合力学假定,安全可靠度高。
3、工厂化生产,工业化程度高,施工速度快。
4、钢结构耐热不耐火;易锈蚀,耐腐性差。
二、钢结构的应用:1、重型结构及大跨度建筑结构。
2、多层、高层及超高层建筑结构。
3、塔桅等高耸结构。
4、钢-混凝土组合结构。
三、钢结构的设计方法(极限状态设计法):1、承载能力极限状态设计法2、正常使用极限状态设计法四、钢材的主要力学性能:强度:屈服强度fy 为设计依据,抗拉强度fu为安全储备、塑性:伸长率δ、断面收缩率Ψ衡量、冲击韧性:钢材承受动力荷载的能力、冷弯性能:是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标、可焊性、Z向性能。
五. 钢材性能要求:1较高的强度和屈服点,2足够的变形能力(较好的塑性和韧性),3良好的加工性能,4对环境的良好适应性。
六.钢材的破坏形式:塑性破坏:破坏时有很大的塑性变形。
脆性破坏:破坏突然、几乎不出现塑性变形,原因:1、钢材质量差2、结构、构件的构造不当3、制造安装质量差4、结构受较大动力荷载。
*****疲劳:在循环荷载(连续反复荷载)作用下,经过有限次循环,钢材发生破坏的现象,称之为疲劳。
O钢材疲劳破坏的影响因素:1应力幅(即最大应力和最小应力的差值)2反复荷载引起的应力种类(拉、压应力、剪应力等)3应力循环形式4应力循环次数5应力集中程度及残余应力. 疲劳计算的条件:直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接,且当应力变化循环次数超过5万次。
影响钢材力学性能的六个因素:1化学成分:(1碳(C):钢材强度的主要来源,随其含量增加,强度增加,塑性降低,可焊性降低,抗腐蚀性降低。
一般控制在0.22%以下,在0.2%以下时,可焊性良好。
2.硫(S):有害元素,热脆性。
不得超过0.05%。
3.磷(P):有害元素,冷脆性。
抗腐蚀能力略有提高,可焊性降低。
不得超过0.045%。
4.锰(Mn):合金元素。
钢结构复习资料一、钢结构概述1、钢结构是指用钢材料组成的结构,主要指以钢材为主,由钢柱、钢梁、钢架等构件组成的结构。
2、钢结构的特点:强度高、自重轻、构造精密、安装方便、耐久性好。
3、钢结构的应用范围:主要用于大型厂房、场馆、超高层建筑、桥梁、高速公路等。
二、钢结构的材料1、钢材的种类:碳素钢、合金钢。
2、钢材的力学性能:抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧性。
3、钢材的工艺性能:可焊性、可加工性。
4、钢材的质量控制:化学成分分析、力学性能试验、金相组织检验。
三、钢结构的设计与计算1、结构设计的基本原则:安全、适用、经济、美观。
2、结构设计的内容:荷载分析、结构计算、节点设计。
3、结构设计的基本步骤:方案设计→初步设计→详细设计→施工图设计。
4、结构分析方法:力法、位移法、能量法。
5、节点设计方法:焊接节点、螺栓连接节点、铆钉连接节点。
四、钢结构的制造与安装1、钢结构制造的基本步骤:材料准备→加工制作→焊接→检验。
2、钢结构安装的基本步骤:基础准备→构件吊装→连接固定→调整验收。
3、钢结构施工质量控制:原材料质量、加工精度、焊接质量、安装精度。
4、钢结构施工安全控制:高处作业安全、吊装作业安全、焊接作业安全。
五、钢结构的维护与检修1、钢结构防腐措施:涂装防腐涂料、阴极保护等。
2、钢结构防火措施:喷涂防火涂料、空心钢填充珍珠岩等。
3、钢结构检修周期:一般每年一次,重要结构每年至少两次。
钢结构设计原理复习资料一、钢结构设计的基本原则1、安全性原则:钢结构设计应始终以安全为首要考虑因素,确保结构在正常运营状态下不出现危险情况,即使在突发事件发生时也能保持一定的稳定性。
2、经济性原则:在满足安全性和功能性的前提下,钢结构设计应尽可能地降低成本,提高经济效益。
3、功能性原则:钢结构设计应满足建筑物的使用功能和业主的需求,确保结构在使用过程中具有良好的工作性能。
4、环保性原则:钢结构设计应尽量减少对环境的影响,采用环保材料和节能技术,降低能耗和碳排放。
钢结构设计内容:1.根据建筑物的要求进行结构的选型和布置2.选用钢材标号3.确定结构计算简图以及荷载3.结构内力分析4.构件的截面设计5.构件节点设计6.绘制施工图钢材的破坏形式:1.塑性破坏:破坏前有较大的塑性变形,有明显的颈缩现象,因而易及时发现;构件断裂发生在应力达到刚才抗拉强度2.脆性破坏:破坏前变形很小,破坏突然发生,事先无警告,危险性极大;破坏时应力常小于钢材的屈服点;端口平直,有光泽的晶粒状;影响因素:钢材质量,钢板厚度,加荷速度,应力性质,最低使用温度,连接方法,应力集中程度;措施:低温地区钢材质量;焊接结构焊缝布置和质量;避免应力集中,避免突然受力焊缝:指引线基本符号辅助符号补充符号焊缝尺寸符号一阶线性分析和二阶线性分析:一阶:结构的内力分析大多数是以未变形的结构作为计算图形而建立静力平衡条件的,此时所得的变形与荷载间成线性关系二阶:稳定问题必须以变形后的体系作为计算图形而后建立平衡条件,其外荷载与所得变形间成非线性关系,故为几何非线性关系什么事应力集中,处理?当构件截面发生急剧改变,则该处将产生应力高峰,此现象称为应力集中,设计是应注意不要使截面有突然地改变刚才的整体失稳:当结构承受荷载达到一定程度之后,梁将同时产生较大的侧向弯曲和扭转变形,最后丧失承载能力;印象因素:1.梁侧无无止长度或受压翼缘侧向支撑点的间距l2.梁截面尺寸3.两端截面制作的约数4.梁所售的荷载类型5.沿梁截面高度方向的荷载作用点位置6.钢材的性能;措施:增加侧向支撑点;采用箱形截面;增大截面尺寸;增加量的两端约束;不需要验算的情况:1.密铺2.跨中有支撑3.工字型截面局部稳定:1.翼缘板限制宽厚比2.腹板加劲肋3.容许腹板允许局部失稳型钢梁组合梁设计步骤:在结构布置就绪后可根据梁的抗弯强度和整体稳定性求得其必须的截面模量,根据刚度求得必须的截面惯性矩,然后按需要的w和I从型钢表中选出合适的截面,最后就选择的截面进行轻度,整体稳定性和刚度的验算。
钢结构期末复习资料整理第一章绪论1.钢结构和其他材料的结构相比,钢结构具有哪些特点答:钢材的强度高,塑性和韧性好;钢结构的质量轻;钢材材质均匀,接近各向同性;钢结构制作简便,施工工期短;钢结构的密闭性好;钢结构的耐腐蚀性差,耐火性差;在低温和其他条件下可能发生脆性断裂。
2.钢结构在工程中的应用:工业厂房;大跨度结构;高耸结构;多层和高层建筑;承受荷载影响及地震作用的结构;板壳结构;其他特种结构;可拆卸或移动的结构;轻型钢结构;和混凝土组合成的组合结构。
3.结构的极限状态: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。
4.承载能力极限状态:指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时的极限状态;正常使用极限状态:指结构或构架达到正常使用或耐久性能的某项规定限值时的极限状态)。
5.结构可靠度Ps: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。
第二章钢结构的材料1.钢结构中所用钢材应具有哪些性能①钢材应具有较高的屈服强度?y和抗拉强度?u:?y是衡量结构承载能力的指标,?y高则可减轻结构自重,节约钢材和降低造价。
?u是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力,它直接反映钢材内部组织的优劣,同时?u高可以增加结构的安全储备。
②较高的塑性和韧性:塑性和韧性好,结构在静载和动载作用下有足够的应变能力,既可减轻结构脆性破坏的倾向,又能通过较大的塑性变形调整局部应力,同时又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。
③良好的工艺性能(包括冷加工、热加工和焊接性):良好的工艺性能不但要易于加工成各种形式的结构,而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不利影响。
此外,根据结构的具体工作条件,有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
2.塑性破坏:钢材在超过屈服点即有明显的塑性变形产生,超过抗拉强度时将在很大变形的情况下断裂。
后果:塑性变形的断口平直,并因晶体在剪切之下相互滑移的结果而呈纤维状,塑性破坏之前,结构有明显的塑性变形产生,且有较长的持续时间,可便于发现和补救。
A.钢结构的特点1.材料强度高、质量轻2.钢材的塑性和韧性好3.工业化程度高4.钢材具有可焊接性5.密封性好B.钢结构的缺点1.耐热性较好、耐火性差2.耐腐蚀性差C.钢结构的应用1.重型工业厂房的承重骨架和吊车梁2.大跨度建筑的屋盖结构3.高耸结构4.多、高层建筑结构5.大跨度桥梁结构6.大型容器和大直径管道7.移动式结构8.可拆卸、搬移的结构9.轻钢型结构10.其他建筑物 D .极限状态包括承载能力极限状态和正常使用的极限状态。
E.对应于结构或构件达到最大承载力或出现不适于继续承载的变形有倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形。
F.钢结构的可靠性是指经济、安全、适用和耐久。
G.用作钢结构的钢材必须具有下列性质:1.较高的强度 2.足够的变形能力3.良好的加工性能结构钢材的主要力学性能:强度 .塑性冲击韧性.冷弯性能.可焊性钢材.Z 向收缩率强度是材料受力时抵抗破坏的能力。
对于某一低碳钢进行加载,则包含的阶段有弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段、强化阶段和颈缩阶段y f ——是设计强度;u f ——是安全储备 随荷载的增加σ缓慢增大,但ε增加较快。
伸长率 %100001⨯-=l l l δ 伸长率越大,刚才塑性越好。
断面收缩率 %100010⨯-=A A A ψ 收缩率越大,刚才塑性越好冲击韧性是钢材的一种动力性指标。
它是指钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收机械能的一种能力,冲击韧性除和钢材的质量密切相关外,还与钢材的轧制方向有关。
冷弯性能是衡量钢材塑性变形能力的一项指标。
当刚才的厚度大于40毫米时,或承受沿板厚方向的拉力作用时,容易发生层状撕裂现象。
对于厚钢板,为防止层状撕裂的发生,需对其Z 向性能提出要求。
Z 向断面收缩率大于20%的钢板,其层状撕裂一般可以避免;当Z 向断面收缩率小于20%时,则有可能发生层状撕裂。
无明显屈服点钢材的确定方法:设计时取相当于残余变形为0.2%时所对应的应力作为屈服点——条件屈服点,此时2.0f f y =(屈服强度),最高点仍为f u ——极限强度。
《钢结构》课程综合复习资料一、 填空题:1、高强螺栓群承受偏心拉力作用,连接的旋转中心应在螺栓群形心处。
3、型钢代号L100×8中,L 表示角钢。
4、动力荷载作用下钢材抵抗脆性破坏的性能指标为冲击韧性AKV 值或冲击韧性值或AKV 值。
5、在结构承载能力极限状态计算时,应采用荷载的设计值。
6、Q235BF 钢中的F 表示沸腾钢。
7、部分T 型钢是半个H 型钢。
8、用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时,得到的平均应力-应变关系曲线(ζ-ε关系曲线)可分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、强化阶段和颈缩阶段。
9、侧面角焊缝的计算长度与其焊脚高度之比越大,侧面角焊缝的应力沿其长度的分布越不均匀_。
二、 选择题:1、工字型组合截面轴压杆局部稳定验算时,翼缘与腹板宽厚比限值是依据 导出的。
a 、整局cr cr <σσb 、整局cr cr σσ≥c 、y cr f ≤局σd 、y cr f ≥局σ2、、截面塑性发展系数x γ、y γ在 构件情况下需考虑。
a 、轴心受力及受弯b 、轴心受力及偏心受力c 、受弯及偏心受力d 、轴心受力及拉弯 3、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构( ) A.密封性好 B.自重轻 C.制造工厂化 D.便于拆装 4、钢号Q345A 中的345表示钢材的( ) A.fp 值 B.fu 值 C.fy 值 D.fvy 值 5、钢材塑性破坏的特点是( )A.变形小B.破坏经历时间非常短C.无变形D.变形大 6、焊接残余应力不影响构件的( )A.整体稳定性B.静力强度C.刚度D.局部稳定性 7、钢结构的承载能力极限状态是指( )A.结构发生剧烈振动B.结构的变形已不能满足使用要求C.结构达到最大承载力产生破坏D.使用已达五十年 8、结构钢材最易发生脆性破坏的应力状态为( )A.三向同号等值拉应力作用B.两向异号等值正应力作用C.单向拉应力作用D.三向等值剪应力作用 9、下列各项,( )不属于结构的承载能力极限状态范畴。
一、绪论、钢材及设计方法1.相对于混凝土和砖石材料,钢材的密度较大,但为什么说钢结构的自重较轻?答:钢材与混凝土、砖石材料相比,虽然钢材的重力密度大,但是它的强度和弹性模量及强度与重力密度之比要高得多。
在同样的受力条件下,钢结构构件的截面积要小得多,材料用量少。
自重=材料重量/单位强度Q235 γ/f =7.85(t/m3)/215MPa=0.0365C20 γ/f =2.4(t/m3)/20MPa=0.12柏木γ/f =0.6(t/m3)/53.3MPa=0.01132.钢材强度设计值f的取值依据,为什么是屈服强度f y,而不是抗拉强度f u?答:因为σ达到fy后进入塑性变形阶段,钢材暂时不能承受更大的荷载,且伴随产生很大不可逆的变形,在工程设计中,需要的不只是不破坏,关键是能正常使用。
发生塑性变形后会影响构件及结构的正常使用,因此,取屈服强度不取抗拉强度。
fy 为强度计算依据, fu 为材料的强度储备。
3.通过单向拉伸静力试验,可以得到钢材的哪些力学指标?其中哪三项是最重要的基本力学性能指标?答:强度指标塑形指标弹性极限弹性模量比例极限断面收缩率伸长率拉伸强度屈服点屈服强度结构钢的三项基本力学性能(1)钢材的屈服强度f y(2)抗拉强度fu(3)伸长率δ4.镇定钢与沸腾钢主要区别是什么?答:脱氧方法不同。
沸腾钢:在钢水中加入弱脱氧剂锰铁进行脱氧。
塑性、冲击韧性和可焊性较差,易发生时效硬化、材质变脆承受。
静载的水上结构可选用沸腾钢。
镇静钢: 在钢液中加入适量的强脱氧剂硅和锰等,进行较彻底的脱氧。
组织紧密均匀,强度、冲击韧性、可焊性、抗蚀性等都较高,冷脆性较好;适用于低温以及承受动荷载的焊接结构和重要结构。
5.同种钢号薄钢板的强度、塑性、韧性等力学性能为什么比厚钢板高?答:钢材的轧制能使金属的晶粒弯细,并消除显微组织的缺陷,也可使浇筑时形成的气孔,裂纹和疏松,在高温和压力的作用下焊合,并使组织密实。
1.厂房横向框架的柱脚一般与基础刚结,而柱顶可分为铰接和刚结两类。
2.作用在横向框架上的荷载可分为永久荷载和可变荷载两种。
永久荷载有:屋盖系统、柱、吊车系统、墙架、墙板及设备管道等的自重。
可变荷载有:风荷载、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、吊车荷载、地震荷载等。
3.框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分离式柱三大类。
分离式柱由支撑屋盖结构的屋盖肢和支承吊车梁或吊车桁架的吊车肢所组成,屋盖肢承受屋面荷载、风荷载及吊车水平荷载,按压弯构件设计。
5.柱间支撑由两部分组成:在吊车梁以上的部分称为上层支撑,吊车梁以下部分称为下层支撑。
上层柱间支撑分为两层,第一层在屋架端部高度范围内属于屋盖垂直支撑,第二层在屋架下弦至吊车梁上翼缘范围内。
6.柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式、八字式、门架式等。
屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。
7.屋盖支撑系统可分为:横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。
8.系杆可分为刚性系杆(既能受拉也能受压)和柔性系杆(只能受拉)两种。
屋盖支撑受力较小,截面尺寸一般由杆件容许长细比和构造要求决定。
通常将斜腹杆视为柔性杆件,只能受拉,不能受压。
9.当节点荷载引起的局部弯矩采用简化计算时,上弦杆的局部弯矩可近似地采用:端节间的正弯矩取0.8Mo,其他节间的正弯矩和节点负弯矩(包括屋脊节点)取0.6Mo,M0为将相应弦杆节点作为单跨简支梁求得的最大弯矩。
10.杆件的计算长度:对于弦杆,在桁架平面内取L,在桁架平面外取L1,斜平面上不存在;对于腹杆,支座斜杆和支座竖杆在所有平面上都取L,其他腹杆在桁架平面内取0.8L,在桁架平面外取L,在斜平面取0.9L。
注:L为构件的几何长度;L1为桁架弦杆侧向支撑点间的距离。
11.双角钢杆件的填板宽度一般取50~80mm,填板的长度:对T形截面应比角钢肢伸出10-20mm,对十字形截面则从角钢肢尖缩进10-15mm,以便施焊。
填板的间距对压杆L1≤40i,拉杆L1≤80i。
12.屋架节点板的厚度计算中,对单壁式屋架,可根据腹杆的最大内力计算的有梯形屋架和人字形屋架,按弦杆端节点间内力计算的有三角形屋架。
13.节点板的外形应尽可能简单而规则,宜至少有两边平行,一般采用矩形、平行四边形和直角梯形等。
节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15°。
14.当梯形屋架跨度L>24m或三角形屋架跨度L>15m时,挠度较大,影响使用与外观,制造时应考虑起拱,拱度约为L/500。
15.柱在框架平面内的计算长度应根据柱的形式及两端支承情况而定。
具体取法:当设有吊车梁和柱间支撑而无其他支撑构件时,上端柱的计算长度可取制动结构顶面至屋盖纵向水平支撑或托架支座之间柱的高度;下端柱的计算长度可取柱脚底面至肩梁顶面之间柱的高度。
17.门式刚架的柱脚多按铰接支承设计,通常为平板支座,设一对或两对地脚螺栓。
当用于工业厂房且有桥式吊车时,宜将柱脚设计为刚接。
18.对于变截面门式刚架,应采用弹性分析方法确定各种内力。
变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析法确定。
19.端部节点的端板有端板竖放、端板横放、端板斜放三种。
节点均应按所受最大内力设计。
主刚架构件的高强度螺栓连接,采用摩擦型连接或承压型连接均可。
柱脚一般宜采用平板式铰接柱脚,当设有桥式吊车时,宜采用刚接柱脚。
21.门式刚架轻型房屋钢结构中的交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计。
22.吊车梁直接承受由吊车产生的三个方向的荷载:竖向荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载。
23.计算吊车梁的强度、稳定和连接时,按两台吊车考虑;计算吊车梁的疲劳和变形时按作用在胯间内起重量最大的一台吊车考虑。
疲劳和变形计算,采用吊车荷载的标准值,不考虑动力系数。
24.框架柱外侧设有墙架柱时,此墙架柱应与框架相连接并支承于共同的基础上。
25.覆盖大跨度常采用两铰及无铰框架。
无铰框架刚度更好,对温度作用比较敏感。
26. 为了简化静力计算,格构式普通框架可以折算成与其等效的实腹框架。
.当反力为2500~3000KN时,框架的支座应设计成辊轴式铰支座;反力较小时,可采用单面弧形平板式铰支座。
28.按结构组成和支承方式,拱可分为两铰拱、三铰拱和无铰拱三类。
拱的外形要选择得接近于压力曲线。
当对称的、沿拱弦线均布的荷载值起主要作用时(在扁平拱中),二次抛物线的拱形最为合适。
对于自重很大的高拱,宜采用悬链线外形。
拱平面外的稳定,有横向支撑及檩条体系提供保证。
30.网架结构上作用的外荷载按静力等效原则,将节点所辖区域内的何在汇集到该节点上,结构分析时可忽略节点刚度的影响而假定节点为铰接,杆件只受轴向力。
网架结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算。
31.对螺栓球节点网架,其杆件的计算长度Lo取等于杆件的几何长度L,即Lo=L;对焊接球节点网架,其弦杆及支座腹杆取Lo=0.9L,而腹杆取Lo=0.8L 。
网架的支座节点分为压力支座节点和拉力支座节点两大类。
网架的挠度限值:最大挠度限值[f]=L2/250,式中L2为网架短向跨度。
33.腰架的间距一般为12-15层,腰架越密结构的筒体作用越强,当仅设一道腰架时,最佳位置是在离建筑顶端0.455H高度处。
34.高层建筑钢结构的地震作用计算方法有:底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。
35.结构计算的一般原则:高层建筑钢结构的内力与位移一般采用弹性方法计算。
对有抗震设防要求的结构,除进行地震作用下的弹性效应计算外,还应考虑在罕遇地震作用下结构可能进入弹塑性状态,采用弹塑性方法进行分析。
36.高层建筑钢结构的计算模型应视具体结构形式和计算内容确定。
一般情况下可采用平面抗侧力结构的空间协同计算模型。
当结构布置规定、质量及刚度沿高度分布均匀、不计扭转效应时,可采用平面结构计算模型;当结构平面或立面不规则、体型复杂、无法划分成平面抗侧力单元或为筒体结构时,应采用空间结构计算模型。
37.高层建筑钢结构的梁柱杆件采用H形和箱形,梁柱连接节点域的剪切变形对内力的影响可不考虑,应考虑对侧移的影响。
37.高层建筑钢结构不考虑地震作用时,结构在风荷载作用下,顶点质心位置的侧移不宜超过建筑高度的1/500,质心层间侧移不宜超过楼层高度的1/400 。
.高层建筑钢结构的第一阶段抗震设计,其层间侧移标准值不得超过结构层高的1/250 。
高层建筑钢结构的第二阶段抗震设计,其结构层间侧移不得超过层高的1/70 。
39.组合梁的截面计算有弹性分析方法和塑性分析方法两种。
组合梁的承载能力一般用塑性分析法计算。
40.组合梁的连接件主要传递钢筋混凝土翼板与钢梁间的纵向水平剪力,并承受竖向掀拉力。
41.偏心支撑在构造上设计为使支撑斜杆的轴线偏离梁和柱轴线的交点,其优点是当水平荷载较小时具有足够的刚度,而在遇到大震严重超载时又具有良好的延性。
42.高层钢结构承重构件的高强度螺栓连接应采用摩擦型。
1.柱间支撑的作用?答:(1)组成坚强的纵向构架,保证厂房的纵向刚度;(2)承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等,在地震区尚应承受厂房纵向的地震力,并传至基础;(3)可作为框架住在框架平面外的支点,减少柱在框架平面外的计算长度。
2.为什么下层支撑应该设在温度区段中部?答:将下层支撑布置在温度区段的端部,在温度变化的影响方面将是很不利的,因此,为了使纵向构件在温度变化发生时能较自由地伸缩,下层支撑应该设在温度区段中部。
3.什么叫应力蒙皮效应?答:当压型钢板和压型铝板与檩条进行可靠连接后,形成一深梁,能有效地传递屋面纵横方向的水平力(包括风荷载及吊车制动力等),能提高屋面的整体刚度。
这一现象称为应力蒙皮效应。
4.屋架内力分析的基本假定有哪些?答:(1)通常将荷载集中到节点上(屋架作用有节间荷载时,可将其分配到相邻的两个节点上),(2)假定节点处的所有杆件轴线在同一平面内相交于一点(节点中心);(3)假定各节点均为理想铰接。
5.为什么钢结构规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比?答:桁架杆件的长细比的大小,对杆件的工作有一定的影响,若长细比太大,将使杆件在自重作用下产生过大挠度,在运输和安装过程中因刚度不足而产生弯曲,在动力作用下还会引起较大的振动。
故在钢结构规范中对拉杆和压杆规定了容许长细比。
6.荷载组合效应包括哪几方面的内容?(1)屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中的较大值;(2)积灰荷载应与雪荷载或屋面均布或荷载中的较大值同时考虑;(3)施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑;(4)多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载规定》的规定;(5)当需要考虑地震作用时,风荷载不与地震作用同时考虑。
7.控制截面的内力组合主要有哪几种?答:(1)最大轴压力N max和同时出现的M及V的较大值。
(2)最大弯矩M max和同时出现的V及N的较大值。
(3)最小轴压力N min和相应的M及V,出现在永久荷载共同作用下,当柱脚铰接时M=0。
8.吊车梁截面强度验算包括哪些内容?答:(1)上、下翼缘的正应力验算;(2)剪应力验算;(3)腹板上边缘局部承压强度验算。
9.什么叫抗剪薄膜作用?答:当采用压型钢板和压型铝合金板做墙板时,压型板与周边构件进行可靠连接后,面内刚度很好,能传递纵横方向的面内剪力,这种作用称为抗剪薄膜作用(应力蒙皮效应)。
10.两铰拱、三铰拱和无铰拱各有什么优缺点?答:(1)两铰拱是最常用的体系,这种拱的优点除经济外,安装和制造也较简单,因为铰可自由转动的特性,使得两铰拱易于适应变形,在温度作用或产生支座沉降情况下应力不会显著地增加;(2)三铰拱与两铰拱相比无突出的优点,在拱结构有足够的变形适应性情况下,其静定性没有实质性意义,拱钥铰还使拱本身结构及屋面设置复杂化;(3)无铰拱对于弯矩沿跨度的分配最为有利,因而也最轻,但它不得不设置更强大的基础,而且要计算温度的作用。
11.交叉桁架体系和四角锥体系中各种网架的构成特点?答:(1)交叉桁架体系:①两向正交正放网架的构成特点是:两个方向的竖向平面桁架垂直交叉,且分别于边界方向平行;②两向正交斜放网架的构成特点是:两个方向的竖向平面桁架垂直交叉,且与边界成45°夹角。
(2)四角锥体系;①正放四角锥网架的构成特点是:以倒四角锥体为组成单元,锥底的四边为网架的上弦杆,锥棱为腹杆,各锥顶相连即为下弦杆,他的上、下弦杆均与相应边界平行;②正放抽空四角锥网架的构成特点是:在正放四角锥网架的基础上,除周边网格不动外,适当抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆,使下弦网格尺寸比上弦网格尺寸大一倍;③斜放四角锥网架的构成特点是:以倒四角锥体为组成单元,由锥底构成的上弦杆与边界成45°夹角,而连接各锥顶的下弦杆则与相应边界平行。
12.空间桁架位移法的概念?答:空间桁架位移法又称为矩阵位移法。