鋼結(jié)構(gòu)(完美背誦版)

1、鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)資料第一部分簡答題1、鋼材的破壞形式有哪些？為什么要防止脆性破壞？如何防止脆性破壞？答：鋼材的破壞形式有塑性破壞和脆性破壞。防止原因：脆性破壞沒有明顯的預(yù)兆，無法及時察覺和采取補(bǔ)救措施，而且個別構(gòu)件的斷裂常常引起整個結(jié)構(gòu)塌毀，危及生命和財產(chǎn)安全，后果嚴(yán)重。防止措施：合理設(shè)計。構(gòu)造力求合理，使其能均勻、連續(xù)地傳遞應(yīng)力，避免構(gòu)件截面的劇烈變化；正確制造。盡量避免材料出現(xiàn)應(yīng)變硬化，正確選擇焊接工藝，保證焊縫質(zhì)量；正確使用。不任意超負(fù)荷使用結(jié)構(gòu)，及時油漆防腐，冬季停產(chǎn)檢修時應(yīng)注意保暖。2、鋼結(jié)構(gòu)對材料有什么要求？答：（1）較高的抗拉強(qiáng)度 fu 和屈服點 fy。fu 是衡量鋼材經(jīng)過較大變形后的

2、抗拉能力，直接反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣， fu 提高可以增加結(jié)構(gòu)的安全保障； fy 是衡量結(jié)構(gòu)承載能力的指標(biāo)， fy 高可以減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)省造價。（ 2）較高的塑性和韌性。塑性和韌性好可以使結(jié)構(gòu)在靜荷載和動荷載作用下有足夠的應(yīng)變能力， 可以減輕結(jié)構(gòu)脆性破壞的傾向，可以通過較大的塑性變形可以調(diào)整局部應(yīng)力，同時還具有較好的抵抗重復(fù)荷載作用的能力。（ 3）良好的工藝性能。包括冷加工、熱加工和焊接性能。這有利于將鋼材加工成各種形式的結(jié)構(gòu)，并不致因加工而對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、塑性、韌性等造成較大的不利影響。（ 4）具有適應(yīng)低溫、高溫的能力以及在腐蝕性環(huán)境中工作的能力。3、普通螺栓可以分為哪幾類？何為抗剪螺栓？抗

3、剪螺栓有哪幾種破壞形式？破壞原因是什么？如何預(yù)防？答：普通螺栓可以分為只受剪力、只受拉力以及同時受剪力和拉力三種形式?？辜袈菟ㄊ侵冈诹Φ淖饔孟拢B接的板件有相對滑移的運動趨勢，且螺栓承受垂直螺栓桿的力的螺栓。破壞形式破壞原因解決方法螺栓桿被剪壞螺栓桿直徑較小，板件較厚計算單栓抗剪承載力：bnvd 2bN v4f v孔壁擠壓破壞螺栓桿直徑較大，板件較薄計算單栓承壓承載力：Ncbdtf cb板件被拉斷板件凈截面被螺栓孔削弱太多凈截面驗算：NfAn板件端部被剪壞端距太小螺栓間距不小于 2d0螺栓桿彎曲破壞螺栓桿過長螺栓間距不大于 5d4、影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？如何提高梁的整體穩(wěn)定性？答：影響

4、因素：梁的側(cè)向抗彎剛度EIy和抗扭剛度 GIt；梁的支座情況；荷載作用種類；荷載作用位置；受壓翼緣的自由長度l 1。提高措施：增加受壓翼緣的寬度，增大I yl1。；在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐，減小5、軸心受壓實腹柱設(shè)計。答：（ 1）截面設(shè)計假定柱的長細(xì)比（ =50100，計算長度小時取小值，反之取大值），查得穩(wěn)定系數(shù) 求出需要的截面面積 A： AN 。f求出兩個主軸所需要的回轉(zhuǎn)半徑：l ox， i yloy。i x由截面面積和回轉(zhuǎn)半徑初步確定截面尺寸：hix， bi y。0.240.43（ 2）截面驗算強(qiáng)度驗算。僅截面有削弱時驗算：Nf。AnNf。整體穩(wěn)定性驗算。A局部穩(wěn)定性驗算。限制板間的寬厚比

5、，熱軋型鋼截面可不進(jìn)行驗算。剛度驗算。限制構(gòu)件的長細(xì)比 。max6、軸心受壓格構(gòu)柱設(shè)計。答：（ 1）選擇構(gòu)件的截面形式和綴材形式。根據(jù)使用要求、計算長度和軸心壓力大小確定截面形式；中小型柱采用綴板柱，大型柱采用綴條柱。（ 2）按對實軸（ y- y 軸）的整體穩(wěn)定性選擇柱的截面。假定柱的長細(xì)比y（ y=50100，計算長度小時取小值，反之取大值），查得穩(wěn)定系數(shù)y 求出需要的截面面積A ： AN。y f求出回轉(zhuǎn)半徑： i yl oy。y由截面面積和回轉(zhuǎn)半徑查型鋼表，確定截面尺寸。N驗算對實軸的整體穩(wěn)定性。fy A（ 3）由（等穩(wěn)定性原則 0x= y），按對實軸（ x-x 軸）的整體穩(wěn)定性確定肢間距

6、。計算對虛軸的長細(xì)比綴條柱：假定一個節(jié)間內(nèi)兩側(cè)斜綴條的面積之和A 1，則227A。xyA1綴板柱：假定 1y22。（約為 5且小于 40），則 xy1計算對虛軸的回轉(zhuǎn)半徑：i xl oxx計算綴材方向的寬度：ix。b0.44驗算對虛軸的穩(wěn)定性。（ 4）剛度驗算柱子整體： yox， 。分肢穩(wěn)定：（綴條柱） 0.5max 且不大于 40。10.7max，（綴板柱） 1（ 5）綴材設(shè)計Aff y橫向剪力： V23585綴條設(shè)計：斜綴條軸心力V1N1n cos綴板設(shè)計：剪力TV1l1 ，彎矩 Ma7、型鋼梁設(shè)計。答：（ 1）求解梁的內(nèi)力。設(shè)計荷載下的（2）估算梁的截面模量。Wnx穩(wěn)定沒有保證）。（ 3

7、）查型鋼表，確定截面尺寸。（ 4）截面驗算V1l1 。2M max及 Vmax（不含自重）。M x （整體穩(wěn)定有保證） ， WxM x （整體x fb f強(qiáng)度驗算。抗彎強(qiáng)度：M xf ；抗剪強(qiáng)度：V SxWnxmaxfv （型鋼梁在I tw剪力較大且截面有削弱時驗算）；局部承壓強(qiáng)度：Ff（集中荷載未設(shè)支承加ctwl z勁肋時驗算）；折算強(qiáng)度：2221 f 。cc3 1M xf 。整體穩(wěn)定性驗算。bWx剛度驗算。8、組合梁設(shè)計答：（ 1）截面選擇截面高度。由建筑高度確定容許最大高度hmax，由剛度條件確定容許最小高度hmin，由經(jīng)濟(jì)條件確定經(jīng)濟(jì)高度hs，故梁高： hminhhshmax 。腹板厚

8、度。 twhw ，且為 2mm 的倍數(shù)。3.5翼緣尺寸。翼緣面積 AfWx1 t whw ，寬度 bfh h 且為 10mm 倍數(shù)，厚度hw65 3tAf 且為 2mm 倍數(shù)。bf（ 2）截面驗算強(qiáng)度驗算?？箯潖?qiáng)度：M xf；抗剪強(qiáng)度：V S；局部承壓xWnxmaxfvItwFf ；折算強(qiáng)度：2221 f 。強(qiáng)度： ccc3 1twl z整體穩(wěn)定性驗算。M xf 。 bbWx 0.6時應(yīng)進(jìn)行一次折算、局部穩(wěn)定驗算。受壓翼緣：限制寬厚比；腹板：設(shè)置加勁肋，剛度驗算。9、實腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計。答：（ 1）截面選擇選定截面形式。根據(jù)構(gòu)建承受的軸力N、彎矩 M 和構(gòu)件的計算長度初步確定截面尺寸。（ 2

9、）截面驗算強(qiáng)度驗算。NM xfAnxWnx無截面削弱且 N、W x 的取值與整體穩(wěn)定驗算的取值相同而等效彎矩系數(shù)為 1.0時，可不必進(jìn)行強(qiáng)度驗算。整體穩(wěn)定性驗算。NmxM xf彎矩作用平面內(nèi)：Nx AxW1（x1- 0.8）N ExT 形截面還應(yīng)驗算：Nmx M xNfA（）xW2 x 1 -1.25N Ex彎矩作用平面外：Ntx M xfy AbW1x局部穩(wěn)定性驗算。限制構(gòu)件翼緣和腹板的寬厚比。剛度驗算。限制構(gòu)件的長細(xì)比max 。10、格構(gòu)式壓彎構(gòu)件設(shè)計。答：（ 1）截面選擇選擇構(gòu)件的截面形式和綴材形式。根據(jù)使用要求、計算長度和軸心壓力大小確定截面形式；中小型柱采用綴板柱，大型柱采用綴條柱。

10、根據(jù)構(gòu)建承受的軸力N、彎矩 M 和構(gòu)件的計算長度初步確定截面尺寸及綴材尺寸。（ 2）截面驗算（彎矩繞虛軸作用）強(qiáng)度驗算。 NM xfAnxWnx整體穩(wěn)定性驗算。Nmx M xfx ANW1（x1-）xN Ex分肢穩(wěn)定性計算。分肢1： N1N y2M ，分肢 2：N2=N-N 1。aa綴條柱應(yīng)按軸心壓桿進(jìn)行計算，分肢的計算長度，在綴材平面內(nèi)取綴條體系的節(jié)間長度，在綴條平面外取整個構(gòu)件兩側(cè)向支撐點間的距離；綴板柱除考慮軸心力外，還應(yīng)考慮由剪力作用引起的局部彎矩，并按實腹式壓彎構(gòu)件驗算單肢穩(wěn)定性。綴材計算。應(yīng)取構(gòu)件實際剪力和VAff y中的較大值進(jìn)行計算。85235局部穩(wěn)定驗算。限制板件的寬厚比和高

11、厚比，只有組合結(jié)構(gòu)才進(jìn)行驗算。剛度驗算。限制構(gòu)件的長細(xì)比max 。第二部分知識點梳理1、結(jié)構(gòu)設(shè)計的準(zhǔn)則：結(jié)構(gòu)由各種荷載產(chǎn)生的效應(yīng)不大于結(jié)構(gòu)的抗力或規(guī)定限制。2、極限狀態(tài)：結(jié)構(gòu)或其組成部分超過某一特定狀態(tài)就不能滿足設(shè)計規(guī)定的某一功能要求。結(jié)構(gòu)的極限狀態(tài)可以分為承載能力極限狀態(tài) （設(shè)計值）和正常使用極限狀態(tài) （標(biāo)準(zhǔn)值）。3、結(jié)構(gòu)的功能函數(shù)= 抗力 -荷載效應(yīng)。4、結(jié)構(gòu)可靠度：結(jié)構(gòu)在規(guī)定時間內(nèi)，在規(guī)定條件下，完成預(yù)定功能的概率。5、我國現(xiàn)用的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計方法：以概率論為基礎(chǔ)的極限狀態(tài)設(shè)計方法。6、結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)：一級 1.1，二級 1.0，三級 0,9；永久荷載分項系數(shù)：對結(jié)構(gòu)承載能力不利時取 1.2

12、，對結(jié)構(gòu)承載能力有利取 1.0；可變荷載分項系數(shù)：對結(jié)構(gòu)承載能力不利時取 1.4（樓面活載大于 4KN/m 2 時取 1.3），對結(jié)構(gòu)承載能力有利取 0；偶然荷載作用的代表值不乘分項系數(shù)。7、鋼材抗剪強(qiáng)度=抗壓強(qiáng)度 =0.58 抗拉強(qiáng)度。8、鋼材受拉五階段：彈性階段、彈塑性階段、塑性階段、強(qiáng)化階段、頸縮階段。9、鋼材塑性性能由伸長率表示，且5大于 10。10、冷彎性能是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合性指標(biāo)。11、韌性是鋼材抵抗沖擊荷載能力，鋼材強(qiáng)度提高，韌性降低代表鋼材趨于脆性。12、建筑用鋼含碳量不應(yīng)超過0.22%，焊接結(jié)構(gòu)鋼中不應(yīng)超過0.20% 。13、鋼材按澆注方式可分

13、為：沸騰鋼、鎮(zhèn)靜鋼、半鎮(zhèn)靜鋼和特殊鎮(zhèn)靜鋼。14、鋼材在循環(huán)荷載作用下最小應(yīng)力與最大應(yīng)力之比用應(yīng)力比標(biāo)示。 =0 為脈沖循環(huán)， =-1 為完全對稱循環(huán)，在 0 和 -1 之間為不完全對稱循環(huán)。最大應(yīng)力與最小應(yīng)力之差為應(yīng)力幅。15、鋼結(jié)構(gòu)的連接方式有焊縫連接、螺栓連接和鉚釘鏈接。16、螺栓分為普通螺栓和高強(qiáng)螺栓。普通螺栓分為A 級、 B 級（精制螺栓，5.6 和8.8 級，螺栓孔徑比螺栓直徑大 0.30.5mm）和 C 級（粗制螺栓， 5.6 級和 8.8 級，螺栓孔徑比螺栓直徑大 1.53mm ）；高強(qiáng)螺栓分為摩擦型（承受動載，螺栓孔徑比螺栓直徑大 1.52mm）和承壓型（承受靜載和間接承受動載

14、，螺栓孔徑比螺栓直徑大11.5mm）分為 8.8 級和 10.9 級。以 4.6 級為例， 4 表示螺栓抗拉強(qiáng)度小于400N/mm 2，6 標(biāo)示屈強(qiáng)比（屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度之比）為0.6。17、焊條與焊件應(yīng)保證強(qiáng)度相等，若不相等， 以較低者為準(zhǔn)。 Q235-E43，Q345-E50，Q390-E55， Q400-E55。18、焊縫形式可分為：對接焊縫（正對接、斜對接、T 形對接）和角焊縫（正面對接、側(cè)面對接、斜對接） 。19、焊縫檢查分為外觀檢查和內(nèi)部缺陷檢查。20、焊縫符號由基本符號與指引線（橫線和帶箭頭的斜線）組成。21、側(cè)面角焊縫（焊縫長度與力的方向平行）主要承受剪應(yīng)力，應(yīng)力沿焊縫長度方向

15、呈兩端大中間小的狀態(tài)，且焊縫越長，應(yīng)力分布越不均勻。22、正面角焊縫（焊縫長度與力的方向垂直）同時承受正應(yīng)力和剪應(yīng)力，焊根處容易產(chǎn)生應(yīng)力集中。1.2t（肢背）薄23、焊腳尺寸：h fmaxt（t，肢尖）6mmt（）（，肢尖）1 2t6mmhf min1.5 t厚（手工焊）1.5 t厚 -（1埋弧自動焊）1.5 t厚（1 T型連接單面角焊縫）t（ t4mm）60hf - 靜載或間接動載24、焊縫長度： l wmaxl 2h f40h f - 動載l wmin 8hf 和 40mm25、焊縫搭接要求：焊腳尺寸不應(yīng)小于兩焊縫間的距離；兩側(cè)面角焊縫的距離不應(yīng)大于 16 倍較薄焊件的厚度或 190mm，

16、不滿足時應(yīng)加正面角焊縫或加槽焊或電焊燈；角焊縫端部在構(gòu)件轉(zhuǎn)角處時，應(yīng)做長度為2hf 的繞角焊，且轉(zhuǎn)角處必須施焊。26、當(dāng)焊件的寬度不同或厚度在一側(cè)相差 4mm 以上時，應(yīng)設(shè)置坡度不大于 1:2.5 的斜角，直接承受動載時，不大于 1:4。27、較薄焊件的厚度小于 6mm（手工焊）或 10mm（埋弧焊）可不采用坡口，采用直邊縫。28、斜對接焊縫tan 1.5 時，可不進(jìn)行焊縫驗算。29、焊接應(yīng)力是一種無荷載作用下的內(nèi)應(yīng)力，會在焊件內(nèi)自相平衡，但會在焊件稍遠(yuǎn)區(qū)段產(chǎn)生壓應(yīng)力。30、橫向焊接應(yīng)力是由焊縫縱向收縮（中間拉兩端壓）以及先焊焊縫對后焊焊縫的變形影響引起的；縱向焊接應(yīng)力是由焊縫縱向收縮引起的（

17、近焊縫拉遠(yuǎn)離焊縫壓）鋼板中，還存在沿厚度方向的焊接應(yīng)力。31、焊接應(yīng)力不影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度，但會降低結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度，增大結(jié)構(gòu)的低溫冷脆；厚趨勢，對結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有明顯的不利影響。32、焊接變形種類：縱向收縮、橫向收縮、角變形、彎曲變形和扭曲變形等。33、減小焊接應(yīng)力及焊縫變形的措施：設(shè)計上，合理安排焊接位置、焊縫尺寸要適當(dāng)，焊縫數(shù)量宜少且不宜過分集中， 避免焊縫垂直交叉， 避免在母材方向產(chǎn)生收縮應(yīng)力；工藝上，采用合理的施焊次序，采用反變形，小焊件應(yīng)焊前預(yù)熱焊后回火處理。34、鋼材防腐蝕的措施：改變金屬結(jié)構(gòu)組成、金屬鍍層保護(hù)、涂非金屬層、水下地下采用陰極保護(hù)。35、螺栓的排列方式有并列和錯列兩種。中

18、心間距不小于3d0。36、抗剪螺栓工作階段：摩擦傳力的彈性階段、滑移階段、栓桿傳力的彈性階段、彈塑性階段。37、螺栓的撬力與連接件的剛度、螺栓的直徑、螺栓位置有關(guān)，可以通過設(shè)置加勁肋減小其影響。38、摩擦型高強(qiáng)螺栓彈性工作階段較長， 最大承載力取板件產(chǎn)生相對滑動的起始點；承壓型高強(qiáng)螺栓最大抗剪承載力取曲線的最高點。39、柱由柱頭、柱身和柱腳組成。40、軸心受力構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)，受拉構(gòu)件以強(qiáng)度控制，受壓構(gòu)件以強(qiáng)度和穩(wěn)定性控制；正常使用極限狀態(tài)以剛度保證（限制長細(xì)比）。41、屈曲形式：彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲、彎扭屈曲。42、邊緣屈服準(zhǔn)則：邊緣應(yīng)力達(dá)到屈服點即達(dá)到桿件穩(wěn)定性；最大強(qiáng)度準(zhǔn)則：塑性可深入

19、截面。43、梁與軸心壓柱只能鉸接。格構(gòu)柱為保證傳力均勻，應(yīng)在兩柱肢間設(shè)橫向隔板。44、鉸接柱腳不承受彎矩，只承受軸向壓力和剪力，剪力由地板與基礎(chǔ)表面摩擦力傳遞，若不足，應(yīng)設(shè)置抗剪鍵。柱腳一般用預(yù)埋在基礎(chǔ)中的錨栓固定位置。45、柱腳傳力：柱身-靴梁、肋板 -底板 -基礎(chǔ)；連接焊縫 - 底板 -基礎(chǔ)。46、強(qiáng)度 -凈截面、設(shè)計值；剛度-標(biāo)準(zhǔn)值；整體穩(wěn)定-毛截面、設(shè)計值。47、壓彎構(gòu)件中 W1n 中的 y0 取值： congx 軸到壓力較大分肢軸線距離或腹板邊緣距離，取二者中較大值。48、設(shè)置橫向加勁肋可防止運輸中的扭曲變形；局部穩(wěn)定性不滿足可設(shè)置縱向加勁肋。49、框架柱中梁與柱的節(jié)點剛接。50、

20、N cb-單栓抗壓承載力設(shè)計值；N vb - 單栓抗剪承載力設(shè)計值；N tb -單栓抗拉承載力設(shè)計值；f fw -角焊縫強(qiáng)度設(shè)計值；ftw - 對接焊縫抗壓強(qiáng)度設(shè)計值；fvw -對接焊縫抗剪強(qiáng)度設(shè)計值；f y -鋼材屈服點；f -正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值增的系數(shù)；x - 截面塑性發(fā)展系數(shù)；mx -等效彎矩系數(shù)；b -梁的整體穩(wěn)定型系數(shù)。第三部分計算題題型一角焊縫計算1、軸心力 N 作用f為正面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計值增大系數(shù)，直接動載取1.0，間接動載和直接靜載取1.22。A 、兩面?zhèn)群窷121N ， he0.7hf ， l fl w2hfN ， N233肢背：fN1hef fw肢背： l wN1l

21、w1f fwhe校核：11，設(shè)計：1N 2N 2肢尖：fhef fw肢尖： l w 2l w2f fwhe22B、三面圍焊N30.7hf 3 b f f fw ， N12 N1 N3， N21 N1 N33232肢背：N1w肢背： l wN1ff fwl w1 he11f f he1校核：，設(shè)計：N 2N 2肢尖：w肢尖： l w 2fl whef fw2f f he22C、L 型圍焊N11N，N20， N32 N33l w1N1f fwhe設(shè)計：1N 3hf 3f fwl w3f2、軸心力 N、彎矩 M 和剪力 V 共同作用（ 1）普通節(jié)點N x6MN y2， f yf x2wf xl wh

22、e2，f yf fl whelw hef（ 2）短構(gòu)件與柱子連接M h2VM2V 2MVf xwf xI w 2，f ylwhe，f yf f2f23、扭矩 T 和剪力共同作用TryTrxV2， VyTyV y2wTxI p，TyI p，Txf fhelwf題型二對接焊縫計算1、軸心力 N 作用：Nf t w或 fcwl wt薄2、彎矩 M 和剪力 V 共同作用（板件對接） max6Mft w或fcw ， max3VfVwl 2t2l wtw（工字型截面） A 、max6Mft w或f cw ， max3VfVwl 2t2lw twB、翼緣與腹板交接點：3、軸心力 N、彎矩 M 和剪力 V 共

23、同作用232wwZS111.1 ft 或f c6M Nww， max3Vw， ZS232wwmaxft 或f cl wtfV111.1 ft或f cl w2 t l wt24、短構(gòu)件與柱子連接MNww， maxVw，ZS232wwmaxft或 f cfV111.1f t或fcWwAwAw題型三普通螺栓連接計算1、螺栓受剪N（1）軸心受剪：fAn（2）偏心受剪N vbnvd 2fvb ， Ncbdt fcb ， N minbmin N vb , N cb4N1TxTy1， N1T yTx1Fxi2yi2xi2yi2， N1FnN12TxN1Ty2N minbN1F當(dāng) y 3x 時，取 x=0（當(dāng) x 3y 時，取 y=0 ）則：N1TxTy1