鋼結構簡答題匯總及鋼結構節(jié)點圖

第二章1.簡述建筑鋼結構對鋼材的要求、指標，規(guī)范推薦使用的鋼材有哪些？ 答：1.較高的強度。2.足夠的變形能力。3.良好的加工性能。此外，根據結構的具體工作條件，在必須是還應該具有適合低溫、有害介質侵蝕（包括大氣銹蝕）以及重復荷載作用等的性能。《鋼結構設計規(guī)范》（GB50017-2003)推薦的普通碳素結構鋼Q235鋼和低合金高強度結構鋼Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。2.衡量材料力學性能的好壞，常用那些指標？它們的作用如何？1.強度性能2.塑性性能3.冷彎性能4.沖擊韌性3.哪些因素可使鋼材變脆，從設計角度防止構件脆斷的措施有哪些？答：（1）硫磷氧氮等化學成分的影響（2）成材過程的影響（3）冷加工硬化及溫度等其他因素的影響。從設計角度防止構件脆斷課不考慮硬化所提高的強度及規(guī)定結構表面所受輻射溫度等。4.碳、硫、磷對鋼材的性能有哪些影響？答：碳(C)：碳含量提高，則鋼材強度提高，但同時塑形、韌性、冷彎性能、可焊性、抗銹蝕能力下降。對于焊接結構，為了有良好的可焊性，以不大于0.2%為好。磷(P)：磷即是有害元素也是能利用的合金元素。在低溫下使鋼變脆，稱為冷脆；高溫時使鋼減少塑性。但磷能提高鋼的強度和抗銹蝕能力。硫(S)：硫有害元素。使鋼產生熱脆性，降低鋼的沖擊韌性，同時影響疲勞性能和抗銹蝕性能。5.什么是鋼材的可焊性？影響鋼材可焊性的化學元素有哪些？鋼材的可焊性是指一般焊接工藝就可以完成合格的（無裂紋的）焊縫的性能。影響鋼材可焊性的主要因素是碳含量和合金元素的含量。6.鋼材的力學性能為何要按厚度（直徑）進行劃分？鋼材屈服點的高低和鋼材晶粒的粗細有關，材質好，軋制次數多，晶粒細，屈服點就高，因而不同厚度的鋼材，屈服點不一樣。7.鋼材中常見的冶金缺陷有哪些?偏析，非金屬雜質，氣孔，裂紋及分層8.隨著溫度的變化，鋼材的力學性能有何變化？總的趨勢是：溫度升高，鋼材的強度降低，應變增大，反之溫度降低，鋼材強度會略有增加，塑性和韌性卻會降低而變脆9.什么情況下會產生應力集中，應力集中對材性有何影響？當截面完整性遭到破壞，如有裂紋空洞刻槽，凹角時以及截面的厚度或寬度突然改變時，構件中的應力分布將變得很不均勻，在缺陷或潔面變化處附近，會出現應力線曲折密集，出現高峰應力的現象即應力集中影響：在應力高峰出會產生雙向或三向的應力，此應力狀態(tài)會使材料沿力作用方向塑性變形的發(fā)展受到很大的約束，材料容易脆性變形。10.什么是疲勞斷裂？它的特點如何？簡述其破壞過程。概念:疲勞斷裂是微觀裂縫在連續(xù)重復荷載作用下不斷擴展直至斷裂的脆性破壞特點：出現疲勞斷裂時，截面上的應力低于材料的抗拉強度，甚至低于屈服強度。同時，疲勞破壞屬于脆性破壞，塑形變形很小，是一種無明顯變形的突然破壞，危險性較大過程：分為三個階段裂紋的形成裂紋緩慢擴展最后迅速斷裂疲勞破壞的構件斷口上面一部分呈現半橢圓形光滑區(qū)，其余部分則為粗糙區(qū)，微觀裂紋隨著應力的連續(xù)重復作用而擴展，裂紋兩邊的材料時而相互擠壓時而分離，形成光滑區(qū)；裂紋的擴展使截面愈益被削弱，至截面殘余部分不足以抵抗破壞時，構件突然斷裂，因有撕裂作用而形成粗糙區(qū)11.快速加荷對鋼材的力學性能有何影響？快速加載使鋼材的屈服點和抗拉強度提高，沖擊韌性降低12.選擇鋼材慮的因素有哪些？結構或構件的重要性；荷載性質（動載或靜載）；連接方法（焊接鉚接或螺栓連接）；工作條件（溫度及腐蝕介質）13.什么是冷工硬化（應變硬化）、時效硬化？冷工硬化：經冷拉冷彎沖孔機械剪切等冷加工使鋼材產生很大塑性變形，產生塑性變形后的鋼材再重新加荷時會提高屈服強度，同時降低塑性和韌性時效硬化：指鋼材僅隨時間的增長而變脆第三章1.簡述構件截面的分類，型鋼及組合截面應優(yōu)先選用哪一種，為什么？

答：構件截面可分為熱軋型鋼截面、冷彎薄壁型鋼截面、組合截面。應優(yōu)先選用型鋼截面，它具有加工方便和成本較低的優(yōu)點。

2.梁的強度計算有哪些內容？如何計算？

答：正應力、剪應力、局部壓應力和組合應力的計算。

3.什么叫梁的內力重分布，如何進行塑性設計？

答：隨著荷載的增大，塑性鉸發(fā)生塑性轉動，結構內力產生重分布，使其它截面相繼出現塑性鉸，直至形成機構。塑性設計就是利用內力塑性重分布，以充分發(fā)揮材料的潛力。

4.拉彎和壓彎構件強度計算公式與其強度極限狀態(tài)是否一致？

答：不一致，拉彎和壓彎構件強度計算公式采用了不同的屈服準則。5.為什么直接承受動力荷載的實腹式拉彎和壓彎構件不考慮塑性開展，承受靜力荷載的同一類構件卻考慮塑性開展？格構式構件考慮塑性開展嗎？答：和強度設計準則有關，比如格構式構件，格構式截面一般才用邊緣屈服理論，認為構件只要一點發(fā)生屈服,就可認為整個構件屈服，因此不能考慮塑性開展，并且塑性開展都是利用腹板的部分屈服，格構式構件沒有腹板，就沒有塑性發(fā)展了。而這種考慮塑性發(fā)展的塑性設計只用于不直接承受動力荷載的固端梁和連續(xù)梁，并且比不考慮節(jié)約鋼材，充分發(fā)揮材料的潛力。

6.截面塑性發(fā)展系數的意義是什么？試舉例說明其應用條件？

答：對不需要計算疲勞的受彎構件，允許考慮截面有一定程度的塑性發(fā)展第四章單個構件的承載能力——穩(wěn)定1、有哪些因素影響軸心受壓構件的穩(wěn)定系數？答：初彎曲、初偏心、殘余應力、桿端約束。2、軸心受壓構件與壓彎構件的腹板局部穩(wěn)定設計原則是什么？軸心受壓構件的穩(wěn)定設計原則是選擇適當高的截面或減小計算長度，以減小長細比獲得較大的φ值。壓彎構件的腹板局部穩(wěn)定，經計算在腹板受壓區(qū)加設加勁肋。3、影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？提高梁穩(wěn)定性的措施有哪些？答：主要影響因素：①梁的側向抗彎剛度yEI、抗扭剛度tGI和抗翹曲剛度wEI愈大，梁越穩(wěn)定；②梁的跨度l愈小，梁的整體穩(wěn)定越好；③對工字形截面，當荷載作用在上翼緣是易失穩(wěn)，作用在下翼緣是不易失穩(wěn)；④梁支撐對位移約束程度越大，越不易失穩(wěn)；采取措施：①增大梁的側向抗彎剛度，抗扭剛度和抗翹曲剛度；②增加梁的側向支撐點，以減小跨度；③放寬梁的受壓上翼緣，或者使上翼緣與其他構件相互連接。4、試分析表4-7給出的最大的l1/b1值是如何得出的？5、簡述壓彎構件失穩(wěn)的形式及計算的方法。6、簡述壓彎構件中等效彎矩系數βmx的意義。答：在平面內穩(wěn)定的計算中，等效彎矩系數可以把各種荷載作用的彎矩分布形式轉換為均勻受彎來看待。第七章1、簡述鋼結構連接的類型和特點？答：鋼結構最主要的連接類型：（1）焊縫連接（2）鉚釘連接（3）普通螺栓連接和高強螺栓連接（1）焊縫連接：構造簡單、不削弱構件截面、節(jié)約鋼材、加工方便，易于采用自動化操作、連接密封性好、剛度大。焊接殘余應力和殘余變形對結構有不利影響，低溫冷脆問題比較突出。（2）鉚釘連接：塑性和韌性較好，傳力可靠，質量易于檢查，適用于直接承受動載結構的連接。構造復雜，用鋼量多。（3）螺栓連接：施工簡單、拆裝方便。用鋼量多。2、受剪普通螺栓有哪幾種可能的破壞形式？如何防止？答：五種破壞形式：（1）螺栓桿剪斷（2）孔壁擠壓（3）鋼板被拉斷（4）鋼板剪斷（5）螺栓彎曲。針對前三種破壞，通過強度驗算避免出現破壞。通過限制端距e3≥2d0避免鋼板剪斷，限制板疊厚度不超過5d以避免螺栓彎曲。3、簡述普通螺栓連接與高強螺栓摩擦型連接在彎矩作用下計算時的異同點？在彎矩作用下，普通螺栓連接計算時假定中和軸位于彎矩所指的最下列螺栓處，高強度螺栓摩擦型連接計算時中和軸位于螺栓形心軸處。4、為何要規(guī)定螺栓排列的最大和最小間距要求？答：（1）受力要求：為避免鋼板端部不被剪斷對于受拉構件，各排螺栓的栓距和線距不應過小，否則周圍應力集中相互影響較大，且對鋼板的截面削弱過多，從而降低其承載力。對于受壓構件，沿作用力方向的栓距不宜過大，否則在被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現象。（2）構造要求：若栓距及線距過大，則構件接觸面不夠緊密，潮氣易于侵入縫隙而發(fā)生銹蝕。（3）施工要求：保證有一定的空間，便于轉動螺栓扳手。5、影響高強螺栓承載力的因素有哪些？答：栓桿預拉力；連接表面的抗滑移系數；鋼材的種類。1、建筑體系1-1、門式剛架體系1-1-1、基本構件圖1-1-2、說明

力學原理門式剛架結構以柱、梁組成的橫向剛架為主受力結構，剛架為平面受力體系。為保證縱向穩(wěn)定，設置柱間支撐和屋面支撐。剛架剛架柱和梁均采用截面H型鋼制作，各種荷載通過柱和梁傳給基礎。支撐、系桿剛性支撐采用熱軋型鋼制作，一般為角鋼。柔性支撐為圓鋼。系桿為受壓圓鋼管，與支撐組成受力封閉體系。屋面檁條、墻梁一般為C型鋼、Z型鋼。承受屋面板和墻面板上傳遞來的力，并將該力傳遞給柱和梁。1-1-3、門式剛架的基本形式a.典型門式剛架b.帶吊車的門式剛架c.帶局部二層的門式剛架1-1-4、基本節(jié)點

a.柱腳節(jié)點b.梁、柱節(jié)點■局部二層節(jié)點參照多層框架體系。1-1-5、剛架衍生形式■吊車和局部二層可在衍生形式剛架中布置。

■山墻剛架其本質也是多連跨剛架，不過中間柱與剛架柱比截面旋轉了90度。1-2、多層框架體系1-2-1、框架圖示1-2-2、說明

力學模型a.純剛接框架：縱橫兩個方向均采用剛接的框架。b.剛接-支撐框架：橫向采用剛接，縱向采用鉸接，并在縱向設置支撐，以傳遞水平力。c.支撐式框架：縱橫向均采用鉸接，兩向均設置支撐傳遞水平力。d.有時為保證足夠的剛度，在剛接框架中亦設置支撐?？蚣苤蚣苤刹捎肏型截面、箱形截面、十字形截面、圓管形截面等。所有上部結構的力都通過框架柱傳遞給基礎?？蚣芰嚎蚣芰阂话悴捎肏型截面。樓蓋和屋蓋上的力通過框架梁傳遞給框架柱。支撐支撐采用一般采用熱軋型鋼制作，其功能是傳遞層間水平力和保證結構的剛度。1-2-3、基本節(jié)點a.柱腳節(jié)點■柱腳節(jié)點同門式剛架體系。b.柱、梁節(jié)點2、支撐、系桿

2-1、圖示柱間柔性支撐柱間剛性支撐

2-2、說明■支撐分為柔性支撐和剛性支撐兩種。柔性支撐由圓鋼制作，安裝時必須張緊，主要用于門式剛架結構。剛性支撐由型鋼制作，用于多層框架、吊車梁下段支撐等剛度要求高的結構中?！鱿禇U和支撐聯合作用，形成封閉的受力體系。在支撐端頭有剛性構件和傳遞壓力的情況下，不需設置系桿。■屋面水平支撐做法同柱間支撐。■根據需要，支撐還有人字形、八字形、K形、V型、門形、L形、Y形、單斜桿等形式。3、隅撐3-1、圖示

3-2、說明

■隅撐的設置在于梁或柱受壓翼緣的平面外計算長度。隅撐可用角鋼制作或扁鋼壓制成型?！鲈诙鄬涌蚣荏w系中，梁柱剛接的位置常設置水平隅撐。4、吊車梁4-1、圖示吊車梁邊跨構造

吊車梁中間跨構造

標準吊車梁圖

4-1、說明■吊車梁為吊車荷載的承載構件，由鋼板焊接成型?！鲎冃慰p位置處理參照邊跨構造?！龅踯噰嵨淮髸r設置制動桁架或制動梁來抵抗橫向水平荷載。5、雨蓬

蓬用壓型鋼板采用HV-197TD-788板和HV-205TD-820板。

6、檁條、墻梁

6-1、C型冷彎薄壁型鋼6-1-1、型鋼截面特性6-1-2、安裝節(jié)點圖

6-2、Z型冷彎薄壁型鋼6-2-1、型鋼截面特性6-2-2、安裝節(jié)點圖7、屋面、墻面壓型鋼板

7-1、HV-203KL-406板7-1-1、板型圖7-1-2、連接節(jié)點圖7-2、HV-380SF-7607-2-1、板型圖7-2-2、連接節(jié)點圖

7-3、HV-475SF-475板7-3-1、板型圖7-3-2、連接節(jié)點圖

7-4、HV-197TD-788板7-4-1、板型圖7-4-2、連接節(jié)點說明：

■防水空腔可以阻止因毛細現象而造成的滲水。■該板型可用于屋面板和墻面板，采用自攻螺釘和屋面檁條或墻梁連接。■用作屋面板時，螺釘穿過波峰與屋面檁條固定；用作墻面板時，螺釘在靠近波峰的波谷平直段與墻梁固定。7-4、HV-205TD-820板7-5-1、板型圖7-5-2、連接節(jié)點圖說明：■防水空腔可以阻止因毛細現象而造成的滲水。■該板型可用于屋面板和墻面板，采用自攻螺釘和屋面檁條或墻梁連接?！鲇米魑菝姘鍟r，螺釘穿過波峰與屋面檁條固定；用作墻面板時，螺釘在靠近波峰的波谷平直段與墻梁固定。7-6、HV-225TD-900板7-6-1、板型圖7-6-2、連接節(jié)點圖說明：■防水空腔可以阻止因毛細現象而造成的滲水?！鲈摪逍陀糜趬γ姘澹捎米怨ヂ葆敽臀菝鏅_條或墻梁連接；螺釘在靠近波峰的波谷平直段與墻梁固定。7-7、HV-360YC-360板7-7-1、板型圖7-7-2、連接節(jié)點圖說明：

■自攻螺釘穿過板直接與墻梁連接。7-8、HV-300YC-300板7-8-1、板型圖7-8-2、連接節(jié)點圖說明：■自攻螺釘穿過板直接與墻梁連接。7-9、HV-1000HP-1000板7-9-1、板型圖7-9-2、連接節(jié)點圖

8、屋面采光板

8-1、CV-203-406板說明：

■該采光板板型配合HV-203KL-406板使用。8-2、CV-380-760板說明：

■該采光板板型配合HV-380SF-760板使用。8-3、CV-475-475板說明：

■該采光板板型配合HV-475SF-475板使用。8-4、CV-197-788板說明：

■該采光板板型配合HV-197TD-788板使用。8-5、CV-205-820板說明：

■該采光板板型配合HV-205TD-820板使用。8-6、CV-225-900板說明：■該采光板板型配合HV-225TD-900板使用。8-7、連接節(jié)點圖8-7-1、CV-475-475板連接節(jié)點8-7-2、其它板型連接節(jié)點說明：

■上圖為CV-203-406板連接節(jié)點圖；自攻螺釘穿透采光板（和壓型鋼板）與檁條連接?！龀鼵V-475-475外，其它采光板參照上圖處理。9、樓承板9-1、HG-344-688板9-2、HG-240-720板9-3、連接圖連接節(jié)點說明：■HG-240-720板連接參照HG-344-688樓承板連接圖?！隹辜羲ㄡ斉c框架梁間采用專用工具焊接。10、天溝10-1、彩板外天溝WTG-1型WTG-2型10-2、鋼板內天溝10-2-1、斷面圖說明：

■天溝為鋼板折制成型；根據鋼板選用的材質和涂層情況，可分為普通鋼板天溝、鍍鋅鋼板天溝、不銹鋼板天溝三類。11、通風器11-1、屋脊自然通風器說明：■通風器根據喉寬Wm分為1m、1.5m、2m、2.5m四種規(guī)格，長度依據要求換氣量和房屋長度確定?！鲰敳繅盒弯摪甯鶕?/p>