鋼結(jié)構(gòu)完美背誦版

1、山東科技大學巖土工程 2011級復(fù)習資料完美背誦版之鋼結(jié)構(gòu)鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習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

2、的抗拉強度fu和屈服點fy。fu是衡量鋼材經(jīng)過較大變形后的抗拉能力， 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，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

3、力。3、普通螺栓可以分為哪幾類？何為抗剪螺栓？抗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。抗剪螺栓是指在力的作用下，連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，板件較厚亦2計算單栓抗剪承載力：Nv - nvfv4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：N： - d送t，fcb板件被拉斷板件凈截面被螺栓孔削弱太多凈截面驗算：石=< fAn板件端部被剪壞端距太小螺栓間距不小于2do螺栓桿彎曲破壞螺栓桿過長螺栓間距不大于5d4、影響

4、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：影響因素：梁的側(cè)向抗彎剛度Ely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11。提高措施：增加受壓翼緣的寬度，增大ly；在受壓翼緣設(shè)置側(cè)向支撐，減小 115、軸心受壓實腹柱設(shè)計。答：（1）截面設(shè)計 假定柱的長細比 入（Q50100，計算長度小時取小值，反之取大值），查得穩(wěn)定系數(shù)0求出需要的截面面積求出兩個主軸所需要的回轉(zhuǎn)半徑:ixoxoyix由截面面積和回轉(zhuǎn)半徑初步確定截面尺寸:q.43，13（2）截面驗算強度驗算。僅截面有削弱時驗算:An 整體穩(wěn)定性驗算。一三“ 局部穩(wěn)定性驗算。限制板間的寬厚比，熱軋型

5、鋼截面可不進行驗算。 剛度驗算。限制構(gòu)件的長細比hax< 入o6、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。 假定柱的長細比 人（?y=50100,計算長度小時取小值，反之取大值），查得穩(wěn)定系數(shù)如求出需要的截面面積A NA =-申fy 1求出回轉(zhuǎn)半徑:1 oyoy由截面面積和回轉(zhuǎn)半徑查型鋼表，確定截面尺寸驗算對實軸的整體穩(wěn)定性。一次汀（3）由（等穩(wěn)定性原則 hx=按對實軸（x-x軸）的整體穩(wěn)定性確定肢間距。 計算對虛軸的長細比綴條

6、柱：假定一個節(jié)間內(nèi)兩側(cè)斜綴條的面積之和綴板柱：假定 入（約為5?y且小于40）,則九x =J篇皆計算對虛軸的回轉(zhuǎn)半徑:ox 計算綴材方向的寬度: 驗算對虛軸的穩(wěn)定性。（4）剛度驗算 柱子整體：?y < 入， 分肢穩(wěn)定：（綴條柱）（5）綴材設(shè)計lx0.44朋恥入V 0.7 ?max,（綴板柱）入w 0.5 /max且不大于40。橫向剪力: 綴條設(shè)計：斜綴條軸心力 Nj n cos 日綴板設(shè)計：剪力T =丫也，彎矩M =丫也。a27、型鋼梁設(shè)計。答：（1）求解梁的內(nèi)力。設(shè)計荷載下的Mmax及Vmax （不含自重）（整體（2 ）估算梁的截面模量。Wnx二匹（整體穩(wěn)定有保證）"x f穩(wěn)

7、定沒有保證）。（3）查型鋼表，確定截面尺寸（4）截面驗算強度驗算?？箯潖姸?Mx抗剪強度:maxI tw（型鋼梁在剪力較大且截面有削弱時驗算）;局部承壓強度:屮F匚c 匚"：ftwl z（集中荷載未設(shè)支承加勁肋時驗算）；折算強度：.工2-ccc 3-|2 - f整體穩(wěn)定性驗算。剛度驗算。'1 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)濟條件確定經(jīng)濟高度hs,故梁高：hmin乞h ：“ hs乞hmax：'h 腹板厚度。tww，且為2mm的倍數(shù)3.5Af = -twhw，寬度bf = h 且為1

8、0mm倍數(shù)，厚度hw 653Af且為2mm倍數(shù)。(2)截面驗算強度驗算。抗彎強度:xWnx f抗剪強度：eV S譏汕；局部承壓強度：:二Ftwl z< f ;折算強度: OOO1:工- 3 1 - -1 f整體穩(wěn)定性驗算。Mx<bWx。bW 0.6時應(yīng)進行一次折算、 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。匚 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)截面驗算強度驗算。N衛(wèi)丄-fAn »Wnx無截面削弱且N、Wx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

9、.0時,可不必進行強度驗算。整體穩(wěn)定性驗算。彎矩作用平面內(nèi):BmxMmx xT形截面還應(yīng)驗算:NPmxMxA叫1-1.喘）彎矩作用平面外：N1 txM x fyAW 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)件的長細比？max< 入。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。 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）強度驗算AnXWnxmxMx整體穩(wěn)定性驗算。NxA W（1- 尋）

10、Nex分肢穩(wěn)定性計算。分肢1 :汕=N里 M，分肢2: N2=N-N 1 °a a綴條柱應(yīng)按軸心壓桿進行計算，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)件實際剪力和中的較大值進行計算 局部穩(wěn)定驗算。限制板件的寬厚比和高厚比，只有組合結(jié)構(gòu)才進行驗算 剛度驗算。限制構(gòu)件的長細比?max< 入°第二部分知識點梳理1、結(jié)構(gòu)設(shè)計的準則：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

11、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)（標準值）。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，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/m2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、鋼材抗剪強度

12、=抗壓強度=0.58抗拉強度。8、鋼材受拉五階段：彈性階段、彈塑性階段、塑性階段、強化階段、頸縮階段。9、 鋼材塑性性能由伸長率表示，且心大于 渝。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。11、韌性是鋼材抵抗沖擊荷載能力，鋼材強度提高，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p標示。P=0為脈沖 循環(huán)，p=-1為完全對稱循環(huán)，p在0和-1之間為不完全對稱循環(huán)。最大應(yīng)力

13、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，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表示螺栓抗拉強度小于 400N/mm2, 6標示屈強 比（屈服強度與抗拉強度之比）為 0.6。17、 焊條與焊件應(yīng)保證強度相等，若不相等，

14、以較低者為準。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?。ㄖ常?3、焊腳尺寸：人爲=t （t蘭6mm,肢尖）t -（12）（

15、P>6mm,肢尖）彳.5厚（手工焊）_ 1.5 J厚-1（埋弧自動焊） fmin = ,一1.5強厚+1（ T型連接單面角焊縫）t -1 蘭4mm）（60hf -靜載或間接動載24、焊縫長度：lw = l -2hf = <+卜max40hf -動載lWmin =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190m m,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.

16、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其1.5時，可不進行焊縫驗算。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（近焊縫拉遠離焊縫壓）；厚鋼板中，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)的靜力強度，但會降低結(jié)構(gòu)的強度，增大結(jié)構(gòu)的低溫冷脆 趨勢，對結(jié)構(gòu)的疲勞強度有明顯的不利影響。32、焊接變形種

17、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，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、涂非金屬層、水下地 下采用陰極保護。35、 螺栓的排列方式有并列和錯列兩種。中心間距不小于3d。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

18、小其影響。38、摩擦型高強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)件以強度控制，受壓構(gòu)件以強度和穩(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、邊緣屈服準則：邊緣應(yīng)力達到屈服點即達到桿件穩(wěn)定性；最大強度準則：塑性 可深入截面。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

19、。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、 強度-凈截面、設(shè)計值；剛度-標準值；整體穩(wěn)定-毛截面、設(shè)計值。47、壓彎構(gòu)件中 Wm中的yo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、 Nb-單栓抗壓承載力設(shè)計值； Nb-單栓抗剪承載力設(shè)計值； Nb-單栓抗拉承載 力設(shè)計值；ffw-角焊縫強度設(shè)計值；ftw-對接焊縫抗壓強度設(shè)計值； fvw-對接焊縫抗剪 強度設(shè)計值；fy-鋼材屈服

20、點； J-正面角焊縫的強度設(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B為正面角焊縫的強度設(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。N1兩面?zhèn)群? N3, he -0.7hf3校核:N1X lw1he1< ffw肢背：N1肢尖： fN2設(shè)計:B、三面圍焊N3 八 0.7hf3b ：f ffw校核:C、L型圍焊W1設(shè)計:2、軸心力N、1 w2 he2N1l w1 he1N2二餌尹3，設(shè)計:肢尖：1 w2fwhe,N2n2 nn32肢背：W1N1l w2 he2肢尖：1 w2f%N

21、2ffwhe2N2 =0 , N3iNN1N3w3彎矩M和剪力V共同作用(1)普通節(jié)點fxNx 6M2X lwhe 'TwhefyN2fy< ffW(2)短構(gòu)件與柱子連接M h2 v=lw 2' fylw? he?< ffw3、扭矩T和剪力共同作用TryTrxTxipTyip題型二對接焊縫計算1、軸心力N作用：廠u< ftw或 fcwl wt薄2、彎矩M和剪力V共同作用（板件對接）max6M “w或fcw，.max（工字型截面）l2twV<lwtfVJ max6M 乞 ftw或fcw ,.maxl2tw<lwtfVw翼緣與腹板交接點:二 ZS -G2 3* 乞 1.1 ft 或fcw3、軸心力N、彎矩M和剪力V共同作用_ 6M + Nw或f wTmax 2tc - maxl2tlwtw，二 ZSd1.1ftw 或fcw4、短構(gòu)件與柱子連接M < ftw 或 fcw ,AwWw-maxV < fVw，二 ZS打 31 匕 1.1ftw或fcw題型三普通螺栓連接計算1、螺栓受剪（1）軸心受剪：匚（2）偏心受剪Nb二d2fvb , N>dt fcbN biin1TxTy1，N-Tx1Xi2y2，