《鋼結(jié)構(gòu)》復(fù)習(xí)提要

《鋼結(jié)構(gòu)》復(fù)習(xí)提要

一、課程的任務(wù)與要求

1、本課程的任務(wù)，通過(guò)理論學(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)計(jì)算訓(xùn)練，使學(xué)生熟悉鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件

的類型、構(gòu)造，掌握各種基本構(gòu)件的設(shè)計(jì)原理和方法；具備一般工業(yè)與民

用建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本技能；為將來(lái)從事建筑鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工打下

堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

2、課程教學(xué)的基本要求

教學(xué)過(guò)程中要注意理論聯(lián)系實(shí)際，突出基本理論的應(yīng)用，重點(diǎn)使學(xué)生

掌握鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)造的方法和規(guī)范的應(yīng)用。通過(guò)作業(yè)練習(xí)和課程設(shè)計(jì)，強(qiáng)化學(xué)

生對(duì)規(guī)范條文的理解的設(shè)計(jì)技能，達(dá)到能熟練地運(yùn)用鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范進(jìn)行

構(gòu)件和連接的設(shè)計(jì)。

二、教學(xué)內(nèi)容及重點(diǎn)、難點(diǎn)如下：

第一章概述

（一）教學(xué)內(nèi)容

1.鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和應(yīng)用；

2.鋼結(jié)構(gòu)的計(jì)算原理和計(jì)算方法；

3.鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)原理；

（-）要求掌握內(nèi)容：

了解鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)及其在工程中的應(yīng)用；掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中采用的

設(shè)計(jì)方法。

1.結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)目的

使所設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)滿足各種預(yù)定的功能要求。

安全性：結(jié)構(gòu)能承受正常施工和正常使用時(shí)可能出現(xiàn)的各種作用，在偶

然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，任能保持必需的整體穩(wěn)定性、不致倒塌。

適用性:結(jié)構(gòu)在正常使用時(shí)具有良好的工作性能,滿足預(yù)定的使用要求,

如不發(fā)生影響正常使用的過(guò)大變形、振動(dòng)等。

耐久性：結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)下，隨時(shí)間變化任能滿足預(yù)定的功能要求，如

不發(fā)生嚴(yán)重銹蝕而影響壽命。

2.恒載（永久荷載）

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，不隨時(shí)間變化或其變化與平均值相比很小的荷載。

3.活載（可變荷載）

設(shè)計(jì)基準(zhǔn)期內(nèi)，隨時(shí)間變化或其變化與平均值相比很小的荷載。

4.結(jié)構(gòu)所受作用：

作用：使結(jié)構(gòu)產(chǎn)生內(nèi)力、變形、應(yīng)力和應(yīng)變的所用原因。

1）直接作用：施加在結(jié)構(gòu)上的荷載（自重，風(fēng)荷載、雪荷載及活荷載）

2）間接作用：引起結(jié)構(gòu)變形和約束變形從而產(chǎn)生內(nèi)力和其它作用（地震、基

礎(chǔ)沉降、溫度變化、焊接等）

5.作用效應(yīng)：結(jié)構(gòu)上作用引起的結(jié)構(gòu)或其構(gòu)件內(nèi)力和變形（彎矩、軸力、剪

力、扭矩、撓度、轉(zhuǎn)角等）。

6.承載力極限狀態(tài)

極限準(zhǔn)則：1）最大承載力

2）不適于繼續(xù)承載變形

7.正常使用極限狀態(tài)

對(duì)鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，控制結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度，避免出現(xiàn)影響正常使用的過(guò)大變形或動(dòng)

力作用下的較大振動(dòng)。

8.鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法

1）概率極限狀態(tài)設(shè)計(jì)法（作用效應(yīng)和構(gòu)件抗力之間的關(guān)系設(shè)計(jì)法）

2）分項(xiàng)系數(shù)表達(dá)法

第二章：鋼結(jié)構(gòu)的材料

（一）教學(xué)內(nèi)容：

1.建筑鋼材的兩種破壞形式；

2.鋼材的主要性能；

3.影響鋼材主要性能的因素：

4.建筑鋼材的種類和規(guī)格，合理的選擇建筑鋼材。

（二）重點(diǎn)掌握知識(shí)點(diǎn)：

1.掌握鋼材的兩種破壞形式；塑性破壞和脆性破壞及各自破壞時(shí)的特點(diǎn)

2.掌握鋼材力學(xué)性能及其技術(shù)指標(biāo)：力學(xué)性能有：屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、

伸長(zhǎng)率、冷彎性能、沖擊韌性及可焊性

1）掌握鋼材的主要性能

（1）鋼材的靜力工作性能

抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、冷彎180度

（2）鋼材的動(dòng)力工作性能

沖擊韌性、允許應(yīng)力幅

3.掌握影響鋼材力學(xué)性能的主要因素；化學(xué)成分、冶煉和軋制、鋼材的硬

化、溫度、復(fù)雜應(yīng)力和應(yīng)力集中的影響、殘余應(yīng)力、鋼材的疲勞

4.應(yīng)力集中：應(yīng)力集中概念、應(yīng)力集中的原因、應(yīng)力集中的后果、改善和

避免應(yīng)力集中的措施

5.掌握我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)常用鋼材的種類、牌號(hào)，能正確選用鋼材

1）鋼材的品種和牌號(hào)

碳素結(jié)構(gòu)鋼

低合金結(jié)構(gòu)鋼

2）鋼材的選擇

6.什么是鋼材的時(shí)效硬化與冷作硬化？它們對(duì)鋼材性能有什么影響？

7.掌握建筑鋼材的不同分類：按化學(xué)成分分；按用途分；按冶煉方法分及

按澆鑄方法分。

8.鋼材的疲勞破壞和脆性短裂

1）鋼材的疲勞破壞

2）鋼材疲勞破壞的特征

3）鋼材疲勞破壞的原因

4）鋼材疲勞破壞的影響因素

第三章：鋼結(jié)構(gòu)的連接

（一）教學(xué)內(nèi)容

1.鋼結(jié)構(gòu)的連接方法；

2.焊縫連接的特性；

3.對(duì)接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算；

4.角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算；

5.焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形；

6.普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算；

7.高強(qiáng)度螺栓連接的性能和計(jì)算。

（二）重點(diǎn)掌握知識(shí)點(diǎn)

1.鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有：焊接連接，鉀釘連接，螺栓連接

連接方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

對(duì)幾何形體適應(yīng)性強(qiáng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單，對(duì)材質(zhì)要求高，焊接程序嚴(yán)格，

焊接連接

省材省工，易于自動(dòng)化，工效高質(zhì)量檢驗(yàn)工作量大

傳力可靠，韌性和塑性好，質(zhì)量

釧接連接費(fèi)鋼、費(fèi)工

易于檢查，抗動(dòng)力荷載好

普通螺栓螺栓精度低時(shí)不宜受剪，螺栓精

裝卸便利，設(shè)備簡(jiǎn)單

連接度高時(shí)加工和安裝難度較大

加工方便，對(duì)結(jié)構(gòu)削弱少，可拆

高強(qiáng)螺栓摩擦面處理，安裝工藝略為復(fù)

換，能承受動(dòng)力荷載，耐疲勞，

連接雜，造價(jià)略高

塑性、韌性好

2.對(duì)接焊縫的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：用料經(jīng)濟(jì)、傳力均勻、無(wú)明顯的應(yīng)力集中，利于承受動(dòng)力荷載。

缺點(diǎn)：需剖口，焊件長(zhǎng)度要精確。

3.對(duì)接焊縫的構(gòu)造處理

（1）起落弧處易有焊接缺陷，所以用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，除

承受動(dòng)力荷載外，一般不用，計(jì)算時(shí)將焊縫長(zhǎng)度兩端各減去5m口。

（2）變厚度板對(duì)接，在板的一面或兩面切成坡度不大于1：4的斜面，避免

應(yīng)力集中。

（3）變寬度板對(duì)接，在板的一側(cè)或兩側(cè)切成坡度不大于1：4的斜邊，避免

應(yīng)力集中。

4.對(duì)接焊縫的計(jì)算

軸心受力的對(duì)接焊縫：

N

6=勺""或仁

斜向受力的對(duì)接焊縫:

W

同時(shí)受彎、剪時(shí)，分別驗(yàn)算最大正應(yīng)力、最大剪應(yīng)力

=也<-W

max—/—Jv

『扣；+3『舊.％”

5.角焊縫的計(jì)算

角焊縫的計(jì)算包括如下幾個(gè)類型:

（1）端縫（正▽面角I焊縫”）；

（2）側(cè)縫（側(cè)面角焊縫）

N

6.角鋼與連接板之間的連接方式：可采用兩側(cè)焊、三面圍焊和L形圍焊三種

方式

7.普通螺栓連接的計(jì)算

螺栓的承載力

每個(gè)普通螺栓的抗剪承載力：

每個(gè)普通螺栓的承壓承載力：比=&2貳

式中：nv-----受剪面數(shù)d------螺桿直徑

一一同一方向承壓構(gòu)件較小總厚度

￡一一螺栓抗剪、抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值

8.根據(jù)受力性能不同，高強(qiáng)度螺栓可分為：摩擦型、承壓型和承拉型

對(duì)接焊縫計(jì)算

例1.某6m跨度簡(jiǎn)支梁的截面和荷栽（含梁自重在內(nèi)的設(shè)計(jì)值）如圖3.14。

在距支座2.4m處有翼緣和腹板的拼接連接，實(shí)驗(yàn)算其拼接的對(duì)接焊縫。已知鋼

材為Q235,采用E43型焊條，手工焊，三級(jí)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，施焊時(shí)采用引弧板。

解：

①計(jì)算焊縫截面處的內(nèi)力

M=-qab=[-x240x2.4x(6.0-2A)]kN-m=1036.8ZN?m

22

V=心/—“=[240x(3—2.4眄=144ZN

②計(jì)算焊縫截面幾何特征值：

33464

Iw=-^X(250X1032-240x1000)mm=2898x10/72m

6

Ww=(2898x10=5616x106mz

Swi=(250xl6x508)mm3=2.032x\06mm3

363

Sw=(Swi+500x10x250)/raw=3.282x10ran

③計(jì)算焊縫強(qiáng)度

查附表得力"'=185N/nvn2/："=125N/mm2

’1036.8x1()6)

M，2

°max、5.616x1()6J=184.6N/mtrr<X=185A^/mm

_VS._144x1()3x3.282x106

=16.3N/mm2<=125N/mm2

MAX---2898X106X10

"o10001r。/2

—crm?=----x184.6=V189NImm

hmax1032

vs_144X1o3X2.032X106

w[=10.1^/mm2

6

Iwtw~-2898X10X10

折算應(yīng)力：

Jcr；+3以=J178.92+3X1042=179.82V/mm1<1.1/"=1.1x185=203.5N/mm1

角焊縫計(jì)算：

例2.設(shè)計(jì)圖示雙蓋板對(duì)接連接。已知鋼板寬a=240mm,厚度t=10mm,鋼材

為Q235鋼，焊條為E43,手工焊，軸力設(shè)計(jì)值N=550KN。

解:

(1)確定蓋板尺寸

為了保證施焊，蓋板b取為b=240mm-40mm=200mm

按蓋板與構(gòu)件板等強(qiáng)度原則計(jì)算蓋板厚度

、240x10/年…0

t,>------=6mm取ti=6mm

12x200

(2)計(jì)算焊縫

按構(gòu)造要求確定焊角高度h

=4.74mm

ti=6mmhraox<ti=6mm因此取h,=6mm

若只設(shè)側(cè)面角焊縫，則每側(cè)共有四條焊縫，每條角焊縫長(zhǎng)度為

N，八550xlO3〃、“u

+1ijmm=------------F1Omm=205mm

4x0.7%x4x0.7x6x160

取lw=210/?/?>200〃”〃所需蓋板全長(zhǎng)I-2lw+10=430mm

若采用三面圍焊，則端縫承載力為

N、=2bhepf/；'=2x200x0.7x6x1.22x160=327936N=328XN

每條焊縫的長(zhǎng)度為：

N.N\(550-328)xlO3

+5mm=+5mm-88/W77

4x0.7/?zx/；"4x0.7x6x160

取lw=90mm所需蓋板全長(zhǎng)/=2/u.+lOnvn=190mm

普通螺栓連接計(jì)算：

例3.兩截面為-400X12的鋼板，采用雙蓋板，C級(jí)普通螺栓拼接，螺栓采

用M20,鋼板為Q235,承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=870KN,試設(shè)計(jì)此連接。

22

(《=130N/mm于：=305N/nvnt/0=21.5mm)

解：

(1)選定連接蓋板截面

采用雙蓋板截面，強(qiáng)度不低于被連接構(gòu)件，故選截面為-400X6,Q235

鋼。

(2)計(jì)算所需螺栓數(shù)目和排列布置

單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值：

/*=2X￡21321X130=81381N

y，4八4

單個(gè)螺栓抗壓承載力設(shè)計(jì)值為：

此=d乂2tx廣=20x12x305=73200N

N850000

瓦廠73200=11.88取n=12

(3)驗(yàn)算連接板件的凈截面強(qiáng)度

連接鋼板與蓋板受最大內(nèi)力相同，均為N,且兩者在最大內(nèi)力處的材料、

凈截面均相同。按螺栓孔徑5=21.50?計(jì)算

2

An-(b-ndn)t=(400-4x21.5)x12-3768mm

0'=曳=應(yīng)3^~=230.89/^/〃7加2>2157^/加〃2(不滿足要求)

An3768

第四章：軸心受力構(gòu)件

(一)教學(xué)內(nèi)容

1.軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式；

2.軸心受拉構(gòu)件的受力性能和計(jì)算；

3.軸心受壓構(gòu)件的受力性能和整體穩(wěn)定計(jì)算；

4.軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算；

5.實(shí)腹式軸心壓桿的截面設(shè)計(jì)；

6.格構(gòu)式軸心壓桿設(shè)計(jì)；

7.柱頭的構(gòu)造設(shè)計(jì)；

8.柱腳設(shè)計(jì)。

(-)重點(diǎn)掌握知識(shí)點(diǎn)

1.軸心受力構(gòu)件正常工作的基本要求：滿足強(qiáng)度、剛度及穩(wěn)定性條件

2.掌握軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則和計(jì)算方法

3.了解軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲，扭轉(zhuǎn)屈曲，彎扭屈曲臨界力的確定方法

4.掌握軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，影響軸心受壓桿整體穩(wěn)定的因素

及規(guī)范采用的設(shè)計(jì)方法

5.影響軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的因素有哪些?

長(zhǎng)細(xì)比是主要影響因素，除此之外還分別有：構(gòu)件初始缺陷、加工制作過(guò)程

中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力、桿件軸線的初始彎曲及軸向力的初始偏心等因素。

6.建立薄板穩(wěn)定的基本概念；掌握由薄板臨界力導(dǎo)出的實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)

件腹板，翼緣保證局部穩(wěn)定的寬厚比限值

7.掌握實(shí)腹式軸心壓桿的截面設(shè)計(jì)方法和柱身構(gòu)造要求

8.掌握格構(gòu)式軸心壓桿對(duì)虛軸的換算長(zhǎng)細(xì)比的概念；掌握格構(gòu)式軸心壓桿

的截面設(shè)計(jì)、綴件設(shè)計(jì)及柱身構(gòu)造要求

9.掌握柱頭、柱腳的構(gòu)造，會(huì)分析柱頭、柱腳的傳力并正確計(jì)算

例：某焊接工字形截面柱，截面幾何尺寸如圖所示。柱的上、下端均為較接，

柱高4.2m,承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值為lOOOkN,鋼材為Q235,翼緣為火焰切割邊，

焊條為E43系列，手工焊。試驗(yàn)算該柱是否安全。

解：已知/x=/,.=4.2m,/=215N/mm2o

計(jì)算截面特性：

A=2X25Xl+22X0.6=63.2cm2,

234

lx=2X25X1X11.5+0.6X22/12=7144.9cm,

%=2X1X253/12=2604.2cm4,

ix-d1JA=10.63cm,iv=Iy/A-6.42cm。

驗(yàn)算整體穩(wěn)定、剛度和局部穩(wěn)定性

%=//產(chǎn)420/10.63=39.5([甩=150,

%=4〃產(chǎn)420/6.42=65.4<"]=150,

截面對(duì)x軸和y軸為b類，查穩(wěn)定系數(shù)表可得，%=0.901,%=0.778,取<p=(py=0.778,

則

a=—=———xl0=203.4N/mm2</=215N/mm2

tpA0.778x63.2

翼緣寬厚比為fe|/z=(12.5-0.3)/l=12.2<10+0.1X65.4=16.5

腹板高厚比為垢〃“，=(24-2)/0.6=36.7<25+0.5X65.4=57.7

構(gòu)件的整體穩(wěn)定、剛度和局部穩(wěn)定都滿足要求。

第五章受彎構(gòu)件

(一)教學(xué)內(nèi)容

1.梁的種類、截面型式和應(yīng)用；

2.梁的強(qiáng)度、剛度計(jì)算；

3.梁的整體穩(wěn)定的概念和驗(yàn)算；

4.梁的局部穩(wěn)定驗(yàn)算、加勁肋的設(shè)置；

5.型鋼梁的設(shè)計(jì)；

6.焊接梁的設(shè)計(jì)；

（二）重點(diǎn)掌握知識(shí)點(diǎn)

1.梁的類型

按彎曲變形狀況分：?jiǎn)蜗驈澢鷺?gòu)件和雙向彎曲構(gòu)件

按支承條件分：簡(jiǎn)支梁連續(xù)梁懸臂梁

按截面構(gòu)成方式分：實(shí)腹式截面梁，空腹式截面梁和組合梁

2.梁的強(qiáng)度、剛度計(jì)算；

3.型鋼梁設(shè)計(jì)要求：

滿足強(qiáng)度、剛度及整體穩(wěn)定要求

例：圖示簡(jiǎn)支梁，不計(jì)自重，Q235鋼，不考慮塑性發(fā)展，密鋪板牢固連接于上

翼緣，均布荷載設(shè)計(jì)值為45kN/m,荷載分項(xiàng)系數(shù)為1.4,>215N/mm2o問(wèn)是否

滿足正應(yīng)力強(qiáng)度及剛度要求，并判斷是否需要進(jìn)行梁的整體穩(wěn)定驗(yàn)算。

52

己知：［。］=---0=_5必E=2.06xl0N/mm

250384%

-10x150

/

-8x500

I

-10x150

解：（1）正應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算

梁的跨中最大彎矩為：

1,1,

M=-qlz=-x45x62=202.5^-m

88

Z=2X15X1.0X25.52+—x0.8x503=27841cw4

*12

^42Z§41

叱==107W

h26

202.5X103X103

聯(lián)—-1071X103=1斷IN/mnj＜，=215N/mi/

所以，正應(yīng)力強(qiáng)度滿足。

（2）剛度驗(yàn)算

5磯,________5x45x600(/

co-=9.5mm

54

384E/V1.4X384X2.06X10X27841X10

<\co\=」一=24mm

L」250

所以，剛度滿足要求。

（3）整體穩(wěn)定性驗(yàn)算

由于密鋪板牢固連接于上翼緣，所以不必進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算。

第六章拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件

（一）教學(xué)內(nèi)容：

1.拉彎和壓彎構(gòu)件的應(yīng)用及其破壞形式

2.拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算

3.壓彎構(gòu)件平面內(nèi)、外的穩(wěn)定計(jì)算

平面內(nèi)的失穩(wěn)現(xiàn)象；平面內(nèi)的彈性性能；平面內(nèi)的承載能力；平面內(nèi)穩(wěn)定的

實(shí)用計(jì)算公式；平面外的實(shí)用計(jì)算公式。

（二）重點(diǎn)掌握知識(shí)點(diǎn)

1.壓彎構(gòu)件的破壞形式：

（1）強(qiáng)度破壞；

（2）在彎矩作用的平面內(nèi)發(fā)生彎曲失穩(wěn)破壞；

（3）在彎矩作用的平面外發(fā)生彎曲失穩(wěn)破壞；

（4）局部失穩(wěn)破壞

2.拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；

3.壓彎構(gòu)件平面內(nèi)的穩(wěn)定實(shí)用計(jì)算；

4.腹式壓彎構(gòu)件平面外的穩(wěn)定實(shí)用計(jì)算;

例：某雙軸對(duì)稱焊接工字型截面壓彎構(gòu)件，其受力狀態(tài)、支撐布置和截面尺寸如

圖所示。承受的荷載設(shè)計(jì)值為N=880左N,跨中橫向集中力為尸=180ZN。構(gòu)件

長(zhǎng)度/=材料用Q235—B.F鋼。試校核截面的強(qiáng)度、剛度。

50005000

解：跨中截面：Af=-F/=-X180X10=450^-/72

44

（1）截面幾何特征：

2

An=2bt+hwtw=152cm

IZJ/Z3--(fe-r.)A3=82327c渥

“1212"”

在彎矩作用平面內(nèi)：

W|r=2/*〃2=3118加

，0x=lOm」oy=5m

翼緣板為剪切的焊接工字型截面，對(duì)x軸屈曲時(shí)屬b類截面，對(duì)y軸屈曲時(shí)屬c

內(nèi)截面。

M

=0.65+—L=0.65>0.4

M2

Q235鋼的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值/=215N/，z2m2

（2）強(qiáng)度驗(yàn)算:

Z=（。_；）/2-]4〉13^^二13,故九=1.0

NM880xlO3450xlO6

<7=——+———x=---------+-------------------7=2027V/mm2</=215N/mm2

23

A?7Ml*152xl01.0x3118xl0

滿足要求。

（3）剛度驗(yàn)算

2

長(zhǎng)細(xì)比：2v=°/=10xl0723.7=43.0

%=500/9.91=50.5

構(gòu)件的最大長(zhǎng)細(xì)比2max=maxh,2J=50.5<[/l]=l50

滿足要求。

第七章屋蓋結(jié)構(gòu)

（一）教學(xué)內(nèi)容

1.鋼屋蓋的組成；

2.屋蓋支撐的種類、作用和布置原則；

3.楝條的型式和設(shè)計(jì)；

4.普通鋼屋架的設(shè)計(jì)，繪制施工圖。

（~）重點(diǎn)掌握知識(shí)點(diǎn)

1.鋼屋蓋的組成及分類；

2.常用屋架的形式；

（1）無(wú)棵屋蓋結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)：在屋架上直接放置鋼筋混凝土大型屋面板,

其上鋪設(shè)保溫層和防水層，荷載通過(guò)大型屋面板直接傳給屋架。

（2）有楝屋蓋結(jié)構(gòu)體系的特點(diǎn)：在屋架上設(shè)置楝條，楝條上鋪設(shè)壓型

鋼板、石棉瓦等輕型屋面材料，荷載通過(guò)楝條傳給屋架。

3.屋蓋支撐的種類與作用；

屋蓋支撐：當(dāng)鋼屋蓋以平面桁架為主要承重構(gòu)件時(shí)，各平面桁架要用各種支

撐及縱向桿件連成一個(gè)空間幾何不變的整體結(jié)構(gòu)，才能承受荷載，這些支撐和系

桿統(tǒng)稱屋蓋支撐，由上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、

垂直支撐及系桿組成。

4.鋼橡條設(shè)計(jì)

橡條計(jì)算：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、剛度

5.鋼屋架設(shè)計(jì)

6.節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

《鋼結(jié)構(gòu)》考試試題（一）

班級(jí)：姓名：學(xué)號(hào)

一、填空題

1.建筑鋼材的破壞形式有

2.鋼材按化學(xué)成分可分為

3.鋼結(jié)構(gòu)常用的焊接方法有

4.焊縫按連接構(gòu)件之間的相對(duì)位置分為_(kāi)_________________________

5.軸心受力構(gòu)件在荷載作用下能正常工作的基本要求分別是

6.鋼梁按制作方法可分為和

7.常用屋架形式有：___________________________________________

8.目前鋼結(jié)構(gòu)的除銹方法有

9.結(jié)構(gòu)的可靠性是指

二、簡(jiǎn)答題

1.什么是鋼材的時(shí)效硬化，什么是冷作硬化？他們對(duì)鋼材性能有什么影響？

2.鋼材有哪些主要的力學(xué)性能指標(biāo)？它們各用來(lái)衡量鋼材在哪方面的性能?

3.鋼屋架有哪幾種支撐？分別說(shuō)明各自的作用？

三、焊縫連接計(jì)算

焊接工字形梁（如圖所示）在板與翼緣處設(shè)置一條工廠拼接的對(duì)接焊縫，拼接處

承受的M=150kN-m,V=350kN,試驗(yàn)算拼接的對(duì)接焊縫。已知鋼材為Q235,采

用E43型焊條，手工焊，施焊時(shí)采用引弧板。（￡“=185N/〃加之

=125N/m加2）

-260*16

四、螺栓連接計(jì)算（15分）

兩截面為-360X12的鋼板，采用雙蓋板，C級(jí)普通螺栓拼接，螺栓采用M20,

鋼板為Q235，承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=850KN，試設(shè)計(jì)此連接。

(=l3ON/mni2=3O5N/mm2=21.5nvn)

《鋼結(jié)構(gòu)》考試試題一答案

一、填空題：

1.塑性破壞和脆性破壞

2.碳素鋼和低合金鋼

3.焊接連接，釧釘連接，螺栓連接

4.平接，搭接，T型連接和角接

5.強(qiáng)度要求，剛度要求，穩(wěn)定性要求

6.型鋼梁和組合梁

7.平行弦屋架，三角形屋架和梯形屋架

8.水冷卻法，屏蔽法，水噴淋法(涂抹防火涂料)

9.安全性，適用性，耐久性

二、簡(jiǎn)答題：

1.時(shí)效硬化：是指軋制鋼材放置一段時(shí)間后，其力學(xué)性能發(fā)生變化的現(xiàn)象。剛才

經(jīng)過(guò)時(shí)效硬化，其強(qiáng)度提高，其塑性和韌性則降低。

冷作硬化：又稱鋼材的應(yīng)變硬化，是指根據(jù)鋼材在拉伸過(guò)程中表現(xiàn)得力學(xué)

性能，將鋼材在使用前進(jìn)行加載超過(guò)屈服點(diǎn)后再卸載，使鋼材的彈性提高，塑性

降低。因此鋼材的冷作硬化能提高鋼材的強(qiáng)度，但降低鋼材的塑性和韌性。

2.性能指標(biāo)有：屈服強(qiáng)度，抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率，冷彎性能，沖擊韌性和可焊性

(1)屈服強(qiáng)度作為衡量承載能力極限狀態(tài)的標(biāo)志，

(2)抗拉強(qiáng)度是衡量鋼材強(qiáng)度的一項(xiàng)重要指標(biāo)

(3)伸長(zhǎng)率主要衡量鋼材塑性性質(zhì)

(4)冷彎性能是衡量鋼材綜合性能的指標(biāo)

(5)沖擊韌性使衡量鋼材強(qiáng)度，塑性及材質(zhì)的一項(xiàng)綜合指標(biāo)

3.鋼屋架的支撐分為：上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支

撐、垂直支撐和系桿等五種

(1)上弦橫向水平支撐的作用是減小屋架上弦出平面的計(jì)算長(zhǎng)度，提高上弦桿

的側(cè)向穩(wěn)定性，并作為山墻抗風(fēng)柱的上部支撐點(diǎn)，保證山墻風(fēng)荷載的可靠傳遞。

(2)下弦橫向水平支撐的作用是承受并傳遞風(fēng)荷載和地震引起的水平力減小下

弦計(jì)算長(zhǎng)度，提高承載力。

(3)下弦縱向水平支撐的作用是與橫向支撐形成封閉的支撐系統(tǒng)，以提高房屋

的整體空間剛度。

(4)垂直支撐的作用是使相鄰兩屋架形成空間幾何不變體系，以保證屋架在使

用和安裝時(shí)的整體穩(wěn)定。

(5)系桿作用是保證無(wú)支撐處屋架的穩(wěn)定，傳遞水平荷載，并減小屋架上下弦

平面外的計(jì)算長(zhǎng)度，在安裝過(guò)程中起架立屋架的作用。

三、(1)計(jì)算焊縫截面幾何特征值

Iw=\x(260x4123—248x38()3)=381.227x106m一

663

Ww=381.227xlO+206=1.851X10/??M

SWI=260x16x198=0.82X1()6〃”療

63

Sw=SW]+190x12x95=1.04x10/?^

(2)計(jì)算焊縫強(qiáng)度：￡*=185N/〃"”2f；=125NImm?則(10分)

21

crmnx=—=LI。=81.040N/mmZl85N/mm

%1.851X106

VS350X103X1.04X106

W=79.6NImm1/125NImm1

「max6

Iwtw~381.227X10X12

5=h%=—x81.04=74.757V/mm2

'h412

VS350X103X0.82X106

Wi=62.7N/mm2

16

Iwtu~381.227X10X12

折算應(yīng)力：=/4.752+3x62.72=76N/mm2Nl.lxl85N/mm?

四、（1）計(jì)算所需螺栓數(shù)目和排列布置

單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值：

〃貯/]=2x7rx202x130=81381N

vv44

此=dx￡txf：=20x12x305=73200N

N850000

n=——=11.61取n=12

Nb.

nun73200

⑵驗(yàn)算連接板件的凈截面強(qiáng)度（6分）

2

An=（/?-nd。=（360-4x21.5）x12=3288mm

<y-—=_258.52N/mm2>215?///mi2(不滿足要求)

3288

《鋼結(jié)構(gòu)》考試試題（二）

一、填空題

1.建筑鋼材的破壞形式有

2.鋼材按用途可分為

3.鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有

4.角鋼與連接板的連接方式有

5.高強(qiáng)度螺栓根據(jù)受力性能不同，可分為

6.鋼屋架結(jié)構(gòu)由等構(gòu)件組成

7.楝條通常為雙向彎曲構(gòu)件，其形式主要有

8.目前提高鋼結(jié)構(gòu)抗火性能的主要方法有

二、簡(jiǎn)答題

1.作為建筑鋼材應(yīng)滿足哪些性能要求？

2.對(duì)接焊縫施焊時(shí)為什么要采用引弧板?

3.簡(jiǎn)述型鋼梁的設(shè)計(jì)步驟

三、計(jì)算題

1.設(shè)計(jì)圖示雙蓋板對(duì)接連接。已知鋼板寬a=240mm,厚度鋼材為Q235

鋼，焊條為E43,手工焊，軸力設(shè)計(jì)值N=600KN。

2.兩截面為-400X14的鋼板，采用雙蓋板，C級(jí)普通螺栓拼接，螺栓采用M20,

鋼板為Q235,承受軸心拉力設(shè)計(jì)值N=920KN,試設(shè)計(jì)此連接。

Q4=13ON/mm?4=305N/mm?d0=2i.5mtn)

《鋼結(jié)構(gòu)》考試試題（二）答案

一、填空題：

1.彈性破壞，塑性破壞

2.結(jié)構(gòu)鋼，工具鋼和特殊用途鋼

3.焊縫連接，鉀釘連接，螺栓連接

4.兩側(cè)縫，三面圍焊和L形圍焊

5.摩榛型，承壓型和承拉型

6.屋面板，屋架，支撐等

7.實(shí)腹式和桁架式

8.水冷卻法，屏蔽法，水噴淋法，涂抹防火材料

二、簡(jiǎn)答題；

1.（1）要具有足夠的強(qiáng)度。即抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度較高

（2）具有足夠的變形能力。即塑性和韌性好