鋼結構要點及練習題

1、鋼結構要點及練習題第一章到第二章鋼結構的材料及性能的要點一、鋼材的力學性能主要有：強度、塑性（延伸率）、冷彎性能、韌性、。1. 強度：決定材料的承載力，結構用鋼的主要指標有屈服點和抗拉強度。下屈服點為設計時可達到的最大應力值，稱為設計強度標準值?？估瓘姸仁卿摬钠茐臅r達到的最大應力值。鋼材達到時，已產(chǎn)生很大的塑性變形而失去使用功能，但鋼材的高可以增加結構的安全保障，故的值可看作鋼材的強度儲備系數(shù)。2. 塑性：鋼材的塑性為應力超過屈服點后，試件產(chǎn)生明顯的殘余塑性變形而不斷裂的性質。塑性的好壞可通過靜力拉伸試驗的伸長率表示。材料塑性的好壞往往決定了結構是否安全可靠，因此鋼材的塑性指標比強度指標更重要

2、。3. 韌性：韌性是鋼材在塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力，也是鋼材抵抗沖擊荷載的能力，它是強度和塑性的綜合表現(xiàn)。鋼結構設計規(guī)范對鋼材的沖擊韌性（或）有常溫和負溫要求的規(guī)定。選用鋼材時，根據(jù)結構的使用情況和要求提出相應溫度的沖擊韌性的要求。4. 冷彎性能：冷彎性能是鋼材在冷加工（常溫下）產(chǎn)生塑性變形時，對產(chǎn)生裂縫的抵抗能力。冷彎性能的好壞。通過使鋼材承受規(guī)定彎曲程度的彎曲變形后，檢查試件彎曲部分的表面不出現(xiàn)裂紋和分層為合格。二、影響鋼材性能的主要因素有：1. 化學成分：鋼的基本元素為鐵，約占99%。此外，還有C、Si、Mn（有益）；有害S、P、O、N等，這些元素中含量約1%，但對力學性能有很

3、大影響。2. 成材影響（冶練、澆筑、扎制及熱處理）：（1）冶練及澆筑結構用鋼主要有三種冶煉方法，即堿性平爐煉鋼法、頂吹氧氣轉爐煉鋼法、堿性側吹轉爐煉鋼法。平爐鋼和頂吹氧氣轉爐鋼力學性能指標較接近；而堿性側吹轉爐鋼的沖擊韌性、可焊性、冷脆性、抗銹蝕性等都較差，故這種煉鋼法已被淘汰。鋼在冶煉及澆鑄過程中會不可避免地產(chǎn)生冶金缺陷。常見的冶金缺陷有偏析，非金屬夾雜，氣孔及裂紋等等。偏析是指金屬結晶后化學成份分布不勻；非金屬夾雜是指鋼中含有如硫化物等雜質；氣泡是指澆鑄時由FeO與C作用所生成的CO氣體不能充分逸出而滯留在鋼錠內形成的微小空洞。這些缺陷都將影響鋼的力學性能。（2）扎制鋼材的軋制能使金屬的晶

4、粒變細，也能使氣泡、裂紋等焊合，因而改善了鋼材的力學性能。薄板因輥軋次數(shù)多，其強度比厚板略高、澆鑄時的非金屬夾雜物在軋制后能造成鋼材的分層，所以分層是鋼材(尤其是厚板)的一種缺陷。設計時應盡量避免拉力垂直于板面的情況，以防止層間撕裂。（3）熱處理熱處理是將金屬工件放在一定的介質中加熱到適宜的溫度，并在此溫度中保持一定時間后，又以不同速度冷卻的一種工藝方法。鋼鐵整體熱處理大致有退火、正火、淬火和回火四種基本工藝熱處理的目的在于取得高強度的同時能夠保持良好的塑性和韌性。3. 冷作硬化及時效硬化：鋼結構在加工的過程中引起鋼材強度的提高稱為硬化。冷加工包括剪、沖、輥、壓、折、鉆、刨、鏟、敲等。另外隨著

5、時間的延長，純鐵中的殘留的碳、氧固溶物質逐漸析出，形成自由的碳化物或氧化物顆粒，約束純鐵的塑性變形，此為時效。時效將提高鋼材的強度、降低塑性、韌性。時效過程可從幾天到幾十年。4. 溫度：一般情況下，溫度升高時，鋼材的力學性能變化不大。當溫度達到250，鋼材的抗拉強度提高，塑性和韌性降低，表面氧化膜呈藍色，即發(fā)生藍脆現(xiàn)象。當溫度升到300時以后，鋼材的屈服點和抗拉極限強度顯著降低，達到600強度幾乎等于零。溫度從常溫降到一定值，鋼材的沖擊韌性急劇降低，試件斷口屬脆性破壞，這種現(xiàn)象稱冷脆現(xiàn)象。5. 應力集中和殘余應力：由于鋼結構中存在的空洞、槽口、裂縫、厚度變化和形狀變化、內部缺陷等原因，使這些區(qū)

6、域產(chǎn)生局部高峰應力，此謂應力集中現(xiàn)象。應力集中越嚴重，鋼材的塑性越差。殘余應力是鋼材在冶煉、軋制、焊接、冷加工等過程中，由于不均的冷卻、組織構造變化而在鋼材內部產(chǎn)生不均勻的應力。殘余應力在構件內部自相平衡而與外力無關。殘余應力存在易使構件發(fā)生脆性破壞。6. 復雜應力狀態(tài)：鋼材在單向應力作用下，當應力達到屈服點時，鋼材屈服進入塑性狀態(tài)。當鋼材處于復雜應力狀態(tài)時，以折算應力 是否大于來判斷是否進入塑性狀態(tài)。處于同號應力場時，鋼材易產(chǎn)生脆性破壞：而處于異號應力場時，將發(fā)生塑性破壞?？傊?，鋼材的化學成分雜質、冶金缺陷、溫度、冷作硬化、時效硬化、應力集中以及同號應力場等均會增加材料的脆性三、鋼材的破壞

7、塑性破壞：加載后，鋼材有較大的變形，因此破壞有預兆，斷裂時斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。脆性破壞：加載后，鋼材無明顯變形，因此破壞無預兆，斷裂時斷口平齊，呈有光澤的晶粒狀。脆性破壞危險性大。四、鋼結構的疲勞在建筑結構中，有些構件承受隨時間而變化的循環(huán)荷載，如吊車梁等，對這樣的構件需進行疲勞計算。每次應力循環(huán)中，最大的拉應力和最小的拉應力或壓應力之差為應力幅。所有應力循環(huán)中，應力幅為常量時，稱為常幅循環(huán)荷載；所有應力循環(huán)中，應力幅不為常量時，稱為變幅循環(huán)荷載。鋼材在連續(xù)循環(huán)荷載作用下，當循環(huán)次數(shù)達到某一定值時，鋼材發(fā)生的破壞現(xiàn)象稱為疲勞破壞。影響疲勞的主要因素有:應力集中、應力比、應力幅、應力循環(huán)次數(shù)

8、。作業(yè)：一、選擇題1.鋼材經(jīng)歷了應變硬化后， 。A強度提高 B塑性提高 C 冷彎性能提高 D可焊性提高2.結構工程中使用鋼材的塑性指標，目前最主要用 表示。A流幅 B沖擊韌性 C可焊性 D伸長率 3.型鋼中的 H鋼和工字鋼相比， 。A兩者則所用鋼材不同 B前者翼緣相對較寬 C 前者強度相對較高4.有兩個材料分別 Q235和 Q345鋼構件需焊接，采用手工電弧焊， 采用 E43焊條。 A不得 B可以 C不宜 5.鋼材三項主要力學性能為 。A抗拉強度、屈服強度、伸長率 B抗拉強度、屈服強度、冷彎性能 C抗拉強度 伸長率 冷彎性能6.鋼材牌號Q235，Q345，Q390是根據(jù)材料 命名的。A屈服點

9、B設計強度 C標準強度 D含碳量7.鋼結構連接中所用焊條應與被連接件相匹配，通常被連接件選用Q345時，焊條選用 。A E55 B E50 C E43 D 前三種均可 8.當鋼材具有較好塑性時，焊接殘余應力 。A降低結構的靜力強度 B提高結構的靜力強度 C不影響結構靜力強度 D與外力引起應力同號，降低結構的靜力強度9.鋼材在低溫下，強度 ，塑性 ，沖擊韌性 。A提高 B 下降 C不變 D可能提高也可能降低 10.符號L125*80*10表示 。A等肢角鋼 B 不等肢角鋼 C 鋼板 D 槽鋼 11.鋼材脆性破壞與構件 無關。 A應力集中 B低溫影響 C殘余應力 D彈性模量 12.應力集中越嚴重，

10、鋼材也變得越脆，這是因為 。A應力集中降低了材料的屈服點 B 應力集中產(chǎn)生同號應力場，使塑性變形受到約束 C應力集中降低了材料的抗拉強度13.在構件發(fā)生斷裂破壞前，有明顯兆的情況是 的典型特征。A脆性破壞 B塑性破壞 C強度破壞 D失穩(wěn)破壞14.當鋼材具有較好塑性時，焊接殘余應力 。A降低結構的靜力強度 B提高結構的靜力強度 C不影響結構靜力強度 D與外力引起應力同號，降低結構的靜力強度15.沸騰鋼與鎮(zhèn)靜鋼冶煉澆注方法主要區(qū)別之處是 。A冶煉溫度不同 B冶煉時間不同 C 沸騰鋼不加脫氧劑 D兩者都加脫氧劑，但鎮(zhèn)靜鋼再加強脫氧。二、填空題：1.影響結構疲勞破壞的主要原因有重復荷載的循環(huán)次數(shù)、 和

11、 2.鋼結構在冶煉和澆注過程中常見冶金缺陷有 、 、 等。3.鋼結構破壞形式有 和 4.如果鋼材具有 性能，那么鋼結構一般情況下就不會因偶然或局部超載而突然斷裂。5.當兩種不同強度的鋼材采用焊接連接時，宜用與強度 的鋼材相適應的焊條。6.在對結構或構件進行 極限狀態(tài)驗算時，應采用永久荷載和可變荷載的標準值。7.鋼材的冶金缺陷包括 、 、 。三、簡答題： 1. 鋼結構的特點 答：2應力集中 答：在構件中一般常存在孔洞、缺口、凹角、以及厚度改變或寬度改變，由于截面的突然改變，致使應力分布很不均勻，這樣在孔洞邊緣或缺可尖端處，將局部出現(xiàn)高峰應力，而其它部位應力則很低，截面應力分布很不均勻，這種現(xiàn)象稱

12、為應力集中。3.影響鋼材性能的因素答：4.影響鋼材疲勞的因素？（1）應力集中的影響（2）應力幅的影響（3）應力比的影響（4）應力循環(huán)次數(shù)的影響？四、論述題1.從鋼材的冷作硬化對鋼結構加工影響的角度出發(fā)，談談直接承受動力荷載結構或重要結構對鋼材進行刨邊處理的原因？鋼材進行拉伸試驗時，當進入談塑性階段卸荷后，再重復加荷時，其屈服點將提高，而塑性、韌性降低，這種現(xiàn)象稱為冷作硬化。鋼結構在制造時一般須經(jīng)過冷彎、沖孔、剪切、輥壓等冷加工過程，這些工序都使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形，進入塑性狀態(tài)，甚至達到抗拉強度，這必然引起鋼材的硬化，降低塑性、韌性，增加脆性，這對直接承受動力荷載的結構更為不利。所以為了消除

13、冷作硬化的不利影響，對直接承受動力荷載結構或重要結構對鋼材進行刨邊處理，其刨邊目的就是消除了冷作硬化。2.從溫度對對鋼材性能影響的角度出發(fā)，談談低溫工作承受重復動力荷載的結構要進行沖擊試驗的原因？鋼結構在常溫下具有良好的工作性能。當溫度升至約100時，鋼材的強度、塑性增大，但數(shù)不大，但在250時，強度卻有所提高，塑性、韌性則下降，出現(xiàn)藍脆現(xiàn)象。當溫度600，強度接近為零。當溫度從常溫下降到負溫某一區(qū)間時，其沖擊韌性急劇降低，破壞特征明顯地由塑性破壞轉變?yōu)榇嘈云茐模霈F(xiàn)低溫脆斷。因此，在低溫工作的結構，特別是需要要驗算疲勞的結構以及承受靜力荷載重復受拉和受彎的焊接構件，必須具有相應工作溫度下的沖

14、擊韌性的合格保證。第三章 鋼結構的連接要點：一、 焊接連接1.焊接方法：電弧焊、電阻焊、氣焊。電弧焊又分為手工電弧焊、半自動焊、自動焊，是常用的焊接方法，而電阻焊、氣焊只作構造焊。2.結構焊接連接的特性：焊接連接與螺栓連接、鉚接比較，具有的優(yōu)點為：不需打孔，省工、省時：任何形狀的構件可直接連接，連接構造方便：氣密性和水密性好，結構剛度較大，整體性較好。缺點是：焊接附近有熱影響區(qū)，材質變脆：焊接的殘余應力會使結構變脆，殘余變形式結構的形狀、尺寸發(fā)生變化：焊接裂縫一旦發(fā)生，便容易擴展。常見的焊縫缺陷有：裂紋、氣孔、未焊透、夾渣、咬邊、燒穿，凹坑、塌陷、未焊滿。3.焊縫的形式：焊縫按其本身截面形式分

15、為：對接焊縫和角焊縫；按兩焊件的相對位置分為：平接、搭接、角接、T形接頭；對接焊縫按受力方向與焊縫長度方向的關系分為：直焊縫和斜焊縫；角焊縫按受力方向和焊縫的長度方向分為：端焊縫和側焊縫；按焊縫的連續(xù)性分為：連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫；按施工位置分為：俯焊、立焊、橫焊、仰焊。（一） 對接焊縫的構造與計算（可參見教材）1. 構造形式：采用對接焊縫時，為保證質量，常需在焊件邊緣開成各種形式的坡口，常見的有直邊縫、單邊V形、雙邊V形、U形、K形、X形，要根據(jù)焊件的厚度和施工條件確定。對接焊縫的優(yōu)缺點：用料經(jīng)濟、傳力均勻、無明顯的應力集中，有利于承受動力荷載，但需剖口，焊件長度要精確。對接焊縫的構造處理：1）

16、起落弧處易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但引弧板施工復雜，因此承受動力荷載外，一般不需引弧板，而計算時將焊縫的計算長度兩端各減去t（對接焊縫中連接板件最小的厚度）。2）對于變厚度（或變寬度）板，在板的一側（一面）或兩側（兩面）切成坡度不大于1：4的斜面，避免應力集中。3）鋼板拼接，當采用對接焊縫時，縱橫兩方向的對接焊縫可采用十字形交或T形交，當用T形交時，交點的間距不得小于200mm。對接焊縫的強度：對接焊縫的強度在受壓時與母材等強，但受拉時焊縫的抗拉強度與焊縫的質量有關。2.計算（二）角焊縫的構造與計算（可參見教材）1.構造角焊縫的截面形式和有效厚度截面形式有直角焊縫和斜角焊縫兩種。其中直角焊

17、縫有：普通型、平坦型、凹面型；斜角角焊縫分為斜銳角、斜鈍角、斜凹面角。根據(jù)焊縫長度方向與受力方向的關系，角焊縫又分為端焊縫和側焊縫兩類。端焊縫長度方向垂直于受力方向，亦稱正面焊縫，其特點為受力后應力方向復雜，應力集中嚴重，焊縫根部形成高峰應力，易于開裂，端焊縫的強度要高些，但塑性差。側焊縫長度方向與受力方向平行，亦稱側面焊縫，其特點應力分布簡單些，但分布并不均勻，剪應力兩端大，中間小，側焊縫強度低些，但塑性較好。角焊縫的構造要求 見教材二、螺栓連接（一） 普通螺栓連接1. 普通螺栓的分類普通螺栓分為精制螺栓（A、B級）和粗制螺栓（C級）兩種。精制螺栓加工精度高，栓孔與孔徑之差0.150.25m

18、m，類孔，其抗剪性能好，但成本高；粗制螺栓加工精度低，栓孔與孔徑之差1.52.0mm，類孔，其抗剪性能差，但成本低。在一些臨時連接及需拆卸的連接中，常用到C級普通螺栓。建筑結構常用的普通螺栓有M16、M20、M24。2. 螺栓的排列和構造要求（可參見教材）3. 計算（略）（二） 高強螺栓連接高強螺栓：高強螺栓的材料與普通螺栓不同。高強螺栓一般用于永久連接。常用的有M16M30。結構設計中高強螺栓直徑一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不過M22/M27為第二選擇系列，正常情況下選用M16/M20/M24/M30為主。超大規(guī)格的高強螺栓性能不穩(wěn)定，應慎重使用。建筑結構的主構件的

19、螺栓連接，一般均采用高強螺栓連接。工廠出廠的高強螺栓并不分承壓型還是摩擦型。1.高強度螺栓級別分類（1） 按外形分為：1）扭剪型高強螺栓（由一個螺栓，一個螺母，一個墊圈組成）2）大六角高強螺栓（由一個螺栓，一個螺母，兩個墊圈組成）（2） 按設計不同（按承載力極限狀態(tài)取值不同）分為：1）摩擦型高強螺栓以板層間出現(xiàn)滑動作為承載能力極限狀態(tài)。2）承壓型高強螺栓以板層間出現(xiàn)滑動作為正常使用極限狀態(tài)，而以連接破壞作為承載能力極限狀態(tài)。2. 摩擦型高強螺栓與承壓型高強螺栓異同點摩擦型高強螺栓并不能充分發(fā)揮螺栓的潛能。在實際應用中，對十分重要的結構或承受動力荷載的結構，尤其是荷載作用時，應該用摩擦型高強螺拴

20、，此時可把未發(fā)揮的螺栓潛能作為安全儲備。除此以外的地方應采用承壓型高強螺栓連接以降低造價。 承壓型高強螺栓傳力特性是保證在正常使用情況下，剪力不超過摩擦力，與摩擦型高強螺栓相同。當荷載再增大時，連接板間將發(fā)生相對滑移，連接依靠螺桿抗剪和孔壁承壓來傳力，與普通螺栓相同。2.高強螺栓特點：高強度螺栓連接具有安裝簡便（對于一個不熟悉高強度螺栓施工的工人，只要經(jīng)過簡單的培訓，就可以上崗操作）。迅速、能裝能拆（在鋼結構運輸過程中不易松動，且在使用中減少維護工作量。如果發(fā)生松動即可個別更換，不影響其周圍螺栓的連接。），承壓高、受力性能好、安全可靠等優(yōu)點。）施工勞動條件好，而且栓孔可在工廠一次成型，省去二次

21、擴孔的工序。普通螺栓可重復使用，高強螺栓不可重復使用作業(yè) ： 一、選擇題1.摩擦性高強性螺栓連接與承壓性高強螺栓連接的主要區(qū)別是 。A摩擦面處理不同 B 材料不同C預拉力不同D設計計算不同2.以寬度為b，厚度為t的鋼板上有一直徑為do孔，則鋼板的凈截面積為 。A B C D 3.普通螺栓和承壓性高強螺栓受剪連接的五種破壞形式是: I.螺栓剪斷； II .孔壁承壓破壞; III . 板間端部剪壞； IV.板件拉斷；V.螺栓彎曲變形。其中 種形式是通過計算保證的。A I，II，III . B I，II ，IV. C I，II ，V. D II ，III ，IV.4.焊縫連接計算方法分為兩種，它們是

22、 。A 手工焊和自動焊 B 仰焊縫和俯焊縫 C 對接焊縫和角焊縫 D 連續(xù)焊縫和斷續(xù)焊縫5.產(chǎn)生焊接殘余應力的主要因素之一是 。A 鋼材塑性太低 B 鋼材的彈性模量太高 C 焊接時熱量分布不均 D焊縫厚度太小6.不需要計算對接焊縫強度的條件是斜焊縫的軸力和外力N之間的夾角滿足 。A tan1.5 B tan1.5 C 700 D 7007.側焊縫計算長度不宜大于 。 A 60hf B 80 hf C 45 hf D 120 hf 8.承壓性高強螺栓連接可用于 。A 直接承受動力荷載 B 承受反復荷載作用的結構連接 C 冷彎薄壁型鋼結構的連接 D 承受靜力荷載和間接動力荷載9.摩擦型高強螺栓連接

23、受剪破壞時，作用剪力超過了 。A 螺栓的抗拉強度 B 連接板間的摩擦力 C 連接板件毛截面強度 D 連接板件的孔壁的承壓強度10.在抗拉連接中采用摩擦型高強螺栓連接和承壓性高強螺栓，承載力設計值 。A后者大于前者 B 前者大于后者 C 相等 D 不一定相等 11.產(chǎn)生焊接殘余應力的主要原因是 。A 鋼材塑性太差 B 鋼材的彈性模量太高 D 與外力引起的應力同號，將降低結構的靜力強度。12.對于直接承受動力荷載的結構，計算正面焊縫時， 。A 要考慮正面焊縫角焊縫強度的提高 B要考慮焊縫強度的影響C 與側焊縫計算相同 D 取f=1.22二、填空題：1.普通螺栓按制造精度分為 和 兩類。按受力分析分

24、為 和 兩類。普通螺栓時通過 來傳力；摩擦性高強性螺栓是通過 來傳力。 2.如果鋼材具有 性能，那么鋼結構一般情況下就不會因偶然或局部超載而突然斷裂。3.凡能通過一、二級檢驗標準的對接焊縫，其抗拉強度與母材抗拉強度 。4.剪力螺栓在破壞時，若栓桿過細而連接板較厚易發(fā)生 破壞；若栓桿過粗而連接板較薄時，易發(fā)生 破壞。5鋼結構在冶煉和澆注過程中常見冶金缺陷有 、 、 等。6.焊接的連接形式按構造可分為 和 兩種類型。7.高強螺栓根據(jù)螺栓的受力性能分為 和 。8.在高強度螺栓連接中，8.8級性能等級的含義是 ；10.9級性能等級含義是 。9普通螺栓連接中，限制端距2do，是為了避免 破壞。10.粗制

25、螺栓與精制螺栓的差別是 。11.普通螺栓與高強螺栓的差別是 三、簡答題1.普通受剪螺栓連接排列應滿足的要求？（1）受力要求：螺栓中距、邊距不能過小，以免構件在拉力作用下，孔壁產(chǎn)生嚴重的應力集中：螺栓中距也不能過大，否則構件在順壓力作用下，螺栓間鋼板可能失穩(wěn)形成鼓肚現(xiàn)象。（2）構造要求：螺栓邊距、端距、中距不應過大，否則鋼板不能緊密結合。（3）施工要求：螺栓間應有足夠的距離以便于轉動扳手。第四章 軸心受力構件（軸心受力構件包括軸拉構件和軸壓構件）要點：一、 軸拉構件應滿足強度和剛度1.強度：當軸拉桿件與其他構件連接采用螺栓連接（摩擦性高強螺栓除外），連接處按凈截面計算；。當軸拉桿件與其他構件連接

26、采用摩擦性高強螺栓連接，應同時按凈截面計算和毛截面計算。2.剛度：為了避免拉桿在使用階段出現(xiàn)剛度不足、橫向振動過大造成的附加應力，拉桿設計時應保證具有一定的剛度，普通拉桿按長細比來控制。二、實腹式軸壓桿件應滿足強度、整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性、剛度幾個方面的要求。1.強度： 軸壓桿件的截面若無削弱，就不會發(fā)生強度破壞。當截面削弱的程度比整體失穩(wěn)對承載力影響小時也就不會發(fā)生強度破壞。當截面削弱的程度比整體失穩(wěn)對承載力影響大時也會發(fā)生強度破壞。2.剛度：計算方法同軸心受拉構件。3.整體穩(wěn)定性： 它是軸壓桿件的主要破壞形式，包括彎曲屈曲、彎扭屈曲、扭轉屈曲。主要取決于截面形式和構件的長度等。（1） 一般

27、情況下，雙軸對稱截面如,工字形截面、H形截面，整體失穩(wěn)時為彎曲失穩(wěn)；（2） 但單軸對稱截面如C鋼、T截面，在繞非對稱軸時也是彎曲失穩(wěn)，而繞對稱軸為彎扭失穩(wěn)：（3） 無對稱軸截面如不等肢角鋼，失穩(wěn)是時為彎扭失穩(wěn)：對于十字截面、Z形截面，可能扭轉失穩(wěn)。4.局部失穩(wěn)： 軸心受壓構件中的板件如工字形、H形截面的翼緣和腹板等處于受壓狀態(tài)，如果板件的寬度與厚度之比較大，就會在壓力作用下局部失穩(wěn)，出現(xiàn)波浪狀的鼓曲變形。三、格構式軸壓構件是由柱肢與綴材組成，因此除需按上述強度、整體穩(wěn)定性、剛度計算外，還需進行單肢及綴材的設計。四、軸壓構件的柱腳（實腹式及格構式）： 柱腳的作用是把柱下固定并將內力傳給基礎。由于

28、砼的強度遠比鋼材低，所以必須把柱的底部放大，以增加其與基礎頂部的接觸面積。柱腳按其與基礎的連接方式不同，又分為鉸接和剛接兩種。前者主要用于軸心受壓，后者用于承受軸力和彎矩。作業(yè)： 一、選擇題1.規(guī)定綴條柱單肢長細比為柱兩主軸方向最大長細比），是為了 。A保證整個柱的穩(wěn)定 B使兩單肢能共同工作 C避免單肢先于整個柱失穩(wěn) D構造要求 2.軸心受壓柱柱腳底板厚度是按底板 確定的. A抗彎工作 B 抗壓工作 C抗剪工作 D抗彎工作3.為提高軸心壓桿的整體穩(wěn)定性，在桿件截面不變的情況下，桿件截面形式應使其面積分布 。A盡可能集中截面形心處 B 盡可能遠離形心 C任意分布，無影響 4.計算格構式壓桿對虛軸

29、軸的整體穩(wěn)定性時 ，其穩(wěn)定性系數(shù)應根據(jù) 查表確定。 A B C D 5.軸壓構件的整體穩(wěn)定系數(shù)是按 條件分類的。A按截面形式 B 按焊接與扎制不同方法 C按截面長細比 D按截面板件寬厚比 6.軸心受壓格構式構件在驗算其繞虛軸的整體穩(wěn)定時采用換算長細比，是因為（ D ）。A格構式構件的整體穩(wěn)定承載力高于同截面的實腹式構件；B考慮強度降低的影響；C考慮單肢失穩(wěn)對構件承載力的影響；D考慮剪切變形的影響。7當綴條采用單角鋼時，按軸心壓桿驗算其承載能力，但必須將設計強度按規(guī)范規(guī)定乘以折減系數(shù)，原因是：（ B ）A格構式柱所給的剪力值是近似的； B單角鋼綴條實際為偏心受壓構件；C綴條很重要，應提高其安全程

30、度； D綴條破壞將影響繞虛軸的整體穩(wěn)定。二、填空題1.如果軸心受壓工字形截面經(jīng)計算腹板局部不滿足要求，可以采用 或者 的辦法。 2.格構式軸心受壓構件滿足承載力計算 ，除要求保證強度、整體穩(wěn)定性外，還應保證 。3.為滿足使用及安全的要求，當板中的局部穩(wěn)定滿足時，對軸心受壓構件還應進行強度、整體穩(wěn)定和構件的長細比（剛度）驗算。4.計算格構式軸心受壓柱的綴材時，需要先求出橫向剪力。此剪力大小與（柱的毛截面面積和鋼材的強度）有關。5.當格構式軸壓綴條柱的單肢長細比（不會先于整體而失穩(wěn)）時，意味著（不必驗算單肢穩(wěn)定）。6.驗算格構式軸心受壓桿繞虛軸的穩(wěn)定時，應用（換算長細比）查穩(wěn)定系數(shù)值。7.實腹時偏

31、壓構件的整體穩(wěn)定，包括彎矩 的穩(wěn)定和彎矩 的穩(wěn)定。8.實腹式軸心壓桿設計時，壓桿應符合 ， ， 。三、簡答題： 1.實腹式組合截面柱為何要進行局部穩(wěn)定性計算 ？ 為了提高柱子的剛度和整體穩(wěn)定性在用料不多增加的情況下，盡量提高截面的慣性矩，即采用寬肢薄壁的截面，這樣使得結構為達到整體穩(wěn)定性之前，就由于翼緣寬厚比和腹板的高厚比過大導致局部屈曲，部分截面退出工作，而降低柱子的剛度和整體穩(wěn)定性，所以要限制翼緣寬厚比和腹板的高厚比或采取其它措施。 2.格構式柱對虛軸進行剛度和整體穩(wěn)定性計算為什么用換算長細比？3.提高軸心壓桿鋼材的抗壓強度能否提高其穩(wěn)定承載力？為什么？答：提高軸心壓桿鋼材的抗壓強度不能提

32、高其穩(wěn)定承載力，臨界應力只是長細比的單一函數(shù)，與材料的抗壓強度無關。4. 分析說明殘余應力、初偏心、初彎曲對實際軸心受壓柱的影響？鋼結構在加工過程中往往要焊接，在焊接過程中的局部加熱和不均勻的冷卻收縮，焊件纖維不能自由變形，各纖維之間受到相互的作用力，這叫焊接殘余應力；另外鋼材在軋制、火焰切割、冷彎和變形校正等過程中也會產(chǎn)生由于纖維不能自由變形，也會產(chǎn)生拉、壓的殘余應力。在外壓力的作用下與殘余壓應力疊加，使殘余壓應力區(qū)域提前進入塑性狀態(tài)，截面的彈性區(qū)間小，桿件的抗彎剛度降低，因此穩(wěn)定承載降低。實際軸心壓桿在制造、運輸和安裝過程中，不可避免會產(chǎn)生微小的初彎曲；另外，由于構造和施工的原因，還會產(chǎn)生

33、一定程度的初偏心，因此沿桿件全長除軸心力外，還存在桿件因撓曲而產(chǎn)生的彎矩，從而降低構件的穩(wěn)定承載力第五章受彎構件要點：受彎構件的計算內容包括強度、剛度、整體穩(wěn)定性、局部穩(wěn)定性幾個方面。一、強度: 梁截面中一般有正應力、剪應力、有時還有局部壓應力（例如：吊車輪壓、次梁傳來的集中荷載等）、折算應力。梁的正應力計算一般情況下，常以最大邊緣應力達到屈服點作為強度極限狀態(tài)，在一定條件下，允許考慮截面部分塑性的發(fā)展。設計時梁內的正應力、剪應力、局部壓應力均不應超過規(guī)范規(guī)定的相應的強度設計值。如果在梁的某些部位，上述三種應力或其中兩種應力都較大時（例如：梁的翼緣與腹板的交界處）還應驗算折算應力。此外，組合梁

34、尚需計算焊縫腹板與翼緣的連接焊縫。二、剛度: 保證在其正常使用過程中不會因撓度過大而不能滿足正常使用要求。三、整體穩(wěn)定性: 受彎構件當荷載達到一定程度時，在產(chǎn)生豎向彎曲的同時，突然產(chǎn)生發(fā)生側向彎曲和扭轉，這種現(xiàn)象叫受彎構件的整體失穩(wěn)，失穩(wěn)破壞時，其臨界正應力還低于鋼材的強度。受彎構件的整體失穩(wěn)的原因，是側向剛度太小、抗扭剛度太小、側向支撐點的距離太大等，因此，應對受彎構件的整體穩(wěn)定性要計算。四、局部穩(wěn)定性: 受彎構件在荷載作用下，其受壓翼緣和腹板受壓區(qū)出現(xiàn)波狀的局部屈曲，這種現(xiàn)象稱為局部失穩(wěn)。（一）受壓翼緣局部穩(wěn)定計算為了保證受壓翼緣不會局部失穩(wěn)，應對寬度和厚度之比符合一定的要求。梁受壓翼緣寬

35、厚比應滿足：若是工字形截面 如果考慮塑性發(fā)展，要求 （二）腹板對于腹板，增加腹板的厚度提高腹板的局部穩(wěn)定，但這種做法很不經(jīng)濟，所以，常用加勁肋將其分隔成尺寸較小的區(qū)格來提高其抵抗局部屈曲的能力。加緊肋的布置方式有僅加橫向加勁肋；同時設橫向加勁肋和縱向加勁肋；同時設橫向加勁肋和受壓區(qū)的縱向加勁肋及短加勁肋。作業(yè)： 一、選擇題1.雙軸對稱工字形截面簡支梁，跨中有一向下集中荷載作用與腹板平面內，作用點位于 時整體穩(wěn)定性最好。A形心 B下翼緣 C 上翼緣 D 形心語上翼緣之間 2.梁的最小高度是由 控制的。 A強度 B建筑高度 C剛度 D整體穩(wěn)定性 3.梁的支承加勁肋應設在 。 A彎曲應力大的區(qū)段 B

36、剪應力大的區(qū)段 C 上翼緣和下翼緣由固定集中荷載的部位 D有吊車輪壓部位 4.焊接工字形截面簡支梁, 時，其整體穩(wěn)定性最好。 A加強受壓翼緣 B加強受拉翼緣 C雙軸對稱 D梁截面沿全長變化 5.單向彎曲梁失去整體穩(wěn)定性是 形式的失穩(wěn)。A彎曲 B扭轉 C彎扭 D雙向彎曲 6.為了提高梁的整體穩(wěn)定性, 是最經(jīng)濟有效的辦法。A增大截面 B增加側向支撐點，減少平面外計算長度 C設置橫向加勁肋7.焊接工字形截面梁腹板配置橫向加勁肋的目的是 。A提高梁的抗彎剛度 B提高梁的抗剪剛度 C提高梁的整體穩(wěn)定性 D提高梁的局部穩(wěn)定性8.在簡支橋梁中，當跨中已有橫向加勁肋，但腹板在彎矩作用下局部穩(wěn)定性不足，須采取加

37、勁肋構造。以下考慮加勁肋何項為正確？ A橫向加勁肋 B縱向加勁肋，設置在腹板上半部 C 縱向加勁肋，設置在腹板下半部 D加厚腹板 9.雙軸對稱工字形截面簡支梁，跨中有一向下集中荷載作用與腹板平面內，作用點位于 時整體穩(wěn)定性最好。A形心 B下翼緣 C 上翼緣 D 形心與上翼緣之間10焊接工字形鋼梁受壓翼緣寬厚比限制為 ，式中b1為（ A ）。A翼緣板外伸寬度（或翼緣板寬度的一半）； B翼緣板全部寬度；C翼緣板全部寬度的1/3； D翼緣板的有效寬度12焊接工字形組合截面梁，當腹板的局部穩(wěn)定驗算符合： 時，( C )。A不必設置加勁肋；B按構造設置橫向加勁肋；C需設置橫向加勁肋，加勁肋的間距要進行計

38、算；D除需設置橫向加勁肋，還應設置縱向加勁肋13雙軸對稱工字形截面簡支梁，受壓翼緣側向支承點的間距和截面尺寸都不改變，受( C )作用的梁的臨界彎距為最低。A多數(shù)集中荷載； B均布荷載；C純彎曲； D跨中集中荷載14工字形截面簡支梁在上翼緣受集中荷載作用，鋼材為Q235，為提高其整體穩(wěn)定承載力，最合理的方法是( D )。A改用Q345鋼； B加高腹板；C在梁跨中下翼緣加側向支撐； D在梁跨中上翼緣加側向支撐15下列因素中，( B )對梁在彈性階段的整體穩(wěn)定承載力影響不大。A梁的側向抗彎剛度； B梁所用材料的屈服點；C荷載種類； D荷載作用位置二、填空題：1. 加勁肋按分為：橫向加勁肋，縱向加筋

39、肋，短加勁肋，分別用于增大腹板抗剪能力，防止腹板受壓區(qū)的屈曲，和局部有較大壓應力作用下的腹板穩(wěn)定問題。2.按構造要求，組合梁腹板橫向加勁肋間距不得小于 。3.對承受靜力荷載和間接動力荷載的鋼梁，允許考慮截面發(fā)展塑性變形，在計算中引入 。4.提高粱整體穩(wěn)定性的措施主要有 、 、 等。5.組合梁腹板的高厚比h0/tw 時，對一般梁可不配置加勁肋。6.鋼梁喪失整體穩(wěn)定性屬于(平面外彎扭)屈曲。7.按照截面形成塑性鉸設計的梁，雖然可節(jié)約鋼材，但(變形（撓度）)卻比較大，有可能影響使用，因此設計規(guī)范只是有限制地使用(塑性) 。8.對組合工字形鋼梁，除了要驗算最大正應力和最大剪應力外在同時受有較大正應力和

40、剪應力的截面，還要在(腹板計算高度的邊緣)處驗算折算應力。9.為提高鋼梁的整體穩(wěn)定性，側向支撐點應設在鋼梁的(受壓)翼緣。10.影響梁整體穩(wěn)定臨界彎距的因素，除了梁的截面剛度和梁的向支承點間距 之外，還有(荷載種類、荷載作用位置和梁的支承情況).三、簡答題1.不計算梁整體穩(wěn)定性的條件? 2.梁的整體失穩(wěn)？在最大剛度平面彎曲的梁，遠在鋼材未達到屈服強度之前，就由于側向彎扭變形過大，導致梁失去承載力，這種現(xiàn)象就是梁的整體失穩(wěn)，這種破壞是突然的，往往事先無明顯的預兆。2. 梁的局部失穩(wěn)第六章 拉彎和壓彎構件要點：1.拉彎和壓彎構件的破壞有強度破壞、整體失穩(wěn)破壞、局部失穩(wěn)破壞。2.強度破壞是指截面的一

41、部分和全部應力都達到甚至超過鋼材屈服點的狀況。3.整體失穩(wěn)的破壞包括幾個方面：單向壓彎構彎矩平面內的失穩(wěn)，這在彎矩平面內只產(chǎn)生彎曲變形，不存在分枝現(xiàn)象；單向壓彎構彎矩平面外的失穩(wěn)，即這在彎矩平面外發(fā)生側移和扭轉，又稱彎扭失穩(wěn)；雙向壓彎構件的失穩(wěn)，即同時具有雙向彎曲變形并伴隨有扭轉變形失穩(wěn)的特點。局部失穩(wěn)破壞時發(fā)生在壓彎構件的腹板受壓區(qū)和受壓翼緣內的局部鼓曲現(xiàn)象，其產(chǎn)生的原因與受彎構件的局部失穩(wěn)相同。作業(yè) 一、選擇1.兩根幾何尺寸完全相同壓彎構件，一根端彎矩是指產(chǎn)生反向曲率，一根端彎矩是指產(chǎn)生同向曲率，這前者的穩(wěn)定性比后者的 。 A好 B差 C無法確定 D相同2.單軸對稱截面的壓彎構件，一般宜使

42、彎矩 。A繞非對稱軸作用 B繞對稱軸作用 C 繞任意軸作用 . 3當偏心荷載作用在實軸時，格構柱的平面外穩(wěn)定是通過( B )來保證的。A計算柱平面外穩(wěn)定； B計算單肢穩(wěn)定；C柱本身的構造要求； D選定足夠大的單肢間距4實腹式偏心壓桿在彎距作用平面外的整體穩(wěn)定計算公式 中， 應取( A )。A彎距作用平面內最大受壓纖維的毛截面抵抗矩；B彎距作用平面內最大受拉纖維的毛截面抵抗矩；C彎距作用平面外最大受壓纖維的毛截面抵抗矩；D彎距作用平面內最大受壓纖維的凈截面抵抗矩二、填空題：1.保證拉彎、壓彎構件的剛度是驗算 。2.實腹時偏壓構件的整體穩(wěn)定，包括彎矩 的穩(wěn)定和彎矩 的穩(wěn)定。第七章 屋蓋結構及門式剛

43、架、網(wǎng)架（補充）一、屋蓋部分要點：（一）教學內容 1鋼屋蓋的組成； 2屋蓋支撐的種類、作用和布置原則； 3檁條的型式和設計； 4普通鋼屋架的設計，繪制施工圖。（二）重點掌握知識點1鋼屋蓋的組成及分類；2常用屋架的形式；（1）無檁屋蓋結構體系的特點：在屋架上直接放置鋼筋混凝土大型屋面板，其上鋪設保溫層和防水層，荷載通過大型屋面板直接傳給屋架。（2）有檁屋蓋結構體系的特點：在屋架上設置檁條，檁條上鋪設壓型鋼板、石棉瓦等輕型屋面材料，荷載通過檁條傳給屋架。3屋蓋支撐的種類與作用；屋蓋支撐：當鋼屋蓋以平面桁架為主要承重構件時，各平面桁架要用各種支撐及縱向桿件連成一個空間幾何不變的整體結構，才能承受荷載

44、，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鋼檁條設計檁條計算：強度、整體穩(wěn)定、剛度鋼屋架施工圖閱讀二、門式剛架要點（一） 門式剛架結構的組成n 主要承重骨架門式剛架 n 檁條、墻梁 冷彎薄壁型鋼 n 屋面、墻面 壓型金屬板、彩鋼夾芯板 n 屋面及墻面保溫芯材 聚苯乙烯泡沫塑料、 聚氨酯泡沫塑料、巖棉等 n 支撐 屋面支撐、柱間支撐（二）輕型門式剛架結構與一般普通鋼結構相比具有以下技術特征： 1.結構構件的橫截面尺寸較小，可以有效地利用建筑空間，降低房屋的高度，建筑造型美觀。 2.門式剛架的剛度較好，自重輕，橫梁與柱可以組裝，為制

45、作、運輸、安裝提供了有利條件。 3.屋面剛架用鋼量僅為普通鋼屋架用鋼量的1/5-1/10，是一種經(jīng)濟可靠的結構形式。（三）門式剛架結構的特點 n 重量輕n 工業(yè)化程度高、施工周期短n 柱網(wǎng)布置靈活n 綜合經(jīng)濟效益高(四)門式剛架適用范圍屋面荷載較小，橫向跨度為924m，柱高為4.59m，沒有吊車或設有中、輕級工作制吊車(Q20t橋式吊車或Q3t懸掛式起重機)的廠房。當廠房橫向跨度不超過15m，柱高不超過6m時，屋面剛架梁宜采用等截面剛架形式。當廠房橫向跨度大于15m，柱高超過6m時，宜采用變截面剛架形式。三、網(wǎng)架（見教材）作業(yè) ： 一、選擇題1.梯形屋架下弦常采用的截面形式是兩個 。A等肢角鋼

46、相連 B不等肢角鋼短邊相連 ，短邊肢尖向下 C 不等肢角鋼短邊相連 ，短邊肢尖向上 2.梯形屋架采用再分式腹桿，主要為了 。A減少上弦壓力 B 減少下弦拉力 C 避免上弦承受局部彎矩 D減少腹桿拉力.剪力螺栓在破壞時，若栓桿過細而連接板較厚3.梯形鋼屋架受壓桿件，其合理截面形式，應使所選截面盡量滿足 的要求。A等穩(wěn)定 B 等剛度 C等強度 D 計算長度相等4.普通鋼屋架的受壓桿件中，兩個側向固定點之間 。A填板不少于兩個 B填板不少于一個 C填板不宜多于兩個 D可不設填板 5.屋架下弦縱向水平支撐一般布置在屋架 。A端豎桿處 B下弦中間 C下弦端節(jié)間 D斜腹桿 6.屋蓋中設置剛性系桿 。A可以

47、受壓 B 只能受彎 C可以受彎 D可以受壓和受彎 7.桁架弦桿在桁架平面外的計算長度應取 。A桿件的幾何長度 B弦桿幾何長度 C 弦桿側向支撐之間的距離 D檁條之間的距離8.屋架設計是時，積灰荷載與 同時考慮。A屋面活荷載 B 雪荷載 C 屋面活荷載和雪荷載的最大值 D 屋面活荷載和雪載 9.梯形屋架下弦常采用的截面形式是兩個 。A等肢角鋼相連 B不等肢角鋼短邊相連 ，短邊肢尖向下 C 不等肢角鋼短邊相連 ，短邊肢尖向上 10.屋架設計中，積灰荷載應與（ C ）同時考慮。(A)屋面活荷載 (B)雪荷載(C)屋面活荷載和雪荷載兩者中的較大值 (D)屋面活荷載和雪荷載3.受較大節(jié)間荷載作用的屋架上

48、弦桿的合理截面形式是兩個（ C ）。 (A) 等肢角鋼相連 (B) 不等肢角鋼相連 (C) 不等肢角鋼長肢相連 (D) 等肢角鋼十字相連 11.某房屋教高、跨度較大、空間港督要求較高且設有較大振動設備時，可在屋架端節(jié)間平面內設置設置（ C ）。(A) 上弦橫向支撐 (B) 下弦橫向支撐 (C) 縱向水平支撐 (D) 垂直支撐 12.梯形鋼屋架受壓桿件其合理截面形式，應使所選截面盡量滿足（ A ）的要求。(A) 等穩(wěn)定 (B) 等剛度 (C) 等強度(D) 計算長度相等 13.屋架下弦縱向水平支撐一般布置在屋架的（ C ）。 (A) 端豎桿處 (B) 下弦中間 (C) 下弦端節(jié)間 (D) 斜腹桿

49、處 14.槽鋼檁條的每一端一般用下列哪一項連于預先焊在屋架上弦的短角鋼（檁托）上（B ）。A.一個普通螺栓 B.兩個普通螺栓 C.安裝焊縫 D.一個高強螺栓15實腹式檁條可通過（ C ）與剛架斜梁連接。 A 系桿 B拉桿 C 檁托 D 隅撐16.屋架設計中，積灰荷載應與（ C ）同時考慮。(A)屋面活荷載 (B)雪荷載(C)屋面活荷載和雪荷載兩者中的較大值 (D)屋面活荷載和雪荷載17.受較大節(jié)間荷載作用的屋架上弦桿的合理截面形式是兩個（ C ）。(A) 等肢角鋼相連 (B) 不等肢角鋼相連 (C) 不等肢角鋼長肢相連 (D) 等肢角鋼十字相連 18.某房屋較高、跨度較大、空間港督要求較高且設有較大振動設備時，可在屋架端節(jié)間平面內設置設置（ C ）。(A) 上弦橫向支撐 (B) 下弦橫向支撐 (C) 縱向水平支撐 (D) 垂直支撐 19.梯形鋼屋架受壓桿件其合理截面形式，應使所選截面盡量滿足（ A ）的要求。(A) 等穩(wěn)定 (B) 等剛度 (C) 等強度(D) 計算長度相等 20、如輕型鋼屋架上弦桿的節(jié)間距為L，其平面外計算長度應取( D )。(A