钢结构原理与设计-1

3

钢结构设计原理

——土木工程2010

（2012.11讲稿）

第一章 绪论

§1.1 钢结构的特点

一、钢结构的特点

（一）.优点

1．强度高，钢材的 屈服强度

容重

比值高

例： 等矩形截面简支梁 221188

M ql A l γ==??

223

31

381212

A l y

My l bhy

I bh bh γγσ?=== 取 m a x ,2

y h

y f σ==

得 2

43y l h f γ

=

?? ?

??

或2

34y

f l h

γ= 说明：① l 不变，

y

f γ

↑→所需的梁高h ↓，经济性好

②

y

f γ

高的材料适用于大跨/高耸结构。

2．弹性模量E 大，刚度大，结构变形小

206~210,30~36[30~60]s c E MPa E MPa C C ==

例：对于均布荷载q 作用的结构，最大挠度：4

ql f k EI =

说明：E ↑f ↓，E 大的材料适用于大跨/高耸的结构。

3．钢材均质，各向同性，为理想弹塑性材料 ——计算假定符合钢结构实际受力

4. 塑性与韧性好

——塑性好，屈服台阶长，受力变形时吸收能量大，适用于动荷载结构和抗震结构

5. 可焊性好

——易于制造复杂结构体系，如复杂节点、完全密封容器等

6. 适于标准化设计和工业化制造，安装速度快，施工不受季节

与气候限制

7．通过螺栓和节点构造，便于拆缷和拼装，易于修复和更换——适用于可修复结构、环保结构、临时结构（施工支架，施工挂篮等）

8．环保材料

——可完全拆除，回收，利用

（二）缺点

1. 易腐蚀

——需定期检查及涂漆，养护与维修费用高。

2.耐火性差

——t≥300°C时，强度急剧下降

t＜250°C时，材料性能才相对稳定

当温度作用可能＞150°C时，结构需采用防火措施。

3.低温条件下，在复杂应力状态下易发生脆性破坏

4.钢桥噪音大，不适于城区

5.相对其它建筑材料，价格偏高

二、钢结构适用范围

1．在桥梁结构中（横向）

①．跨度40

≤，一般不用。

L m

②．40250

<≤，与混凝土桥方案比选后选用。

m L m

例：a）1968年用国产16Mn低合金钢建成南京长江大桥：

+?+?+?

m m m m

128316031603160

b）1994年通车的九江长江大桥：

m m m

++（主跨系杆拱）

180216180

③．跨度L>800m的大跨悬索桥加劲梁，常采用钢桁梁、钢板

④．钢—混结合梁中钢板梁或钢桁梁，钢管砼桁架桥等。

⑤．拆装式军用桥，钢引桥，钢立交桥

2．工业与民用建筑中（竖向）

①．高层房屋钢结构

②．重型工业厂房

③．大型场馆，购物中心（如Wall Mark等）

④．海洋平台，起重运输等

⑤．高耸结构

3．各种临时性结构

如：万能杆件，钢塔架，钢拱架，挂篮，钢模板，膺架等。§1.2 钢结构设计和设计规范

自学

§1.3 钢结构课程内容和要求

自学

第二章 钢结构的材料及性能

§2.1. 钢材的工作性能

? 钢结构采用的钢材称为结构钢（structural steel ）

一、强度

? 以低碳钢标准试件在常温下静载单向拉伸试验来讨论

工作阶段：

OA A B BC CD DE '-??'

-??

-?????弹性阶段弹塑性阶段屈服阶段－强化阶段－颈缩阶段

BC 段：上屈服点

?下屈服点（鲍辛格效应）

? 定义：

A A A --A A p f ''-比例极限（点），上附近弹性极限（认为与相同）

y f -屈服点

u D f -强度极限，抗拉强度（对应最高点）

s OA E =A

s A

E tg σαε=－段内的切线模量：

说明：

0A -u

u u P f A P D =-名义应力，工程应力

（-对应点拉应力，原始截面积）

u

b u u

P f A A =

--实际应力（考虑颈缩的实际截面积）

u b f f <，u f 工程应用中取

? 屈强比：

y

u f f

? 表明设计强度的一种储备

,,y

u y u f f f f ?↑↓????↓↑??

强度储备，不够安全（易发生脆性破坏）强度储备，安全性大（塑性破坏） ? 钢结构设计中，常把y f 定义为应力极限（或叫设计强度），作为承

载能力极限状态的标志。 ? 以16mMnq 钢为例：

200,240,380~420p y u f MPa f MPa f MPa

===

二、塑性

? 钢结构破坏的两种形式：塑性破坏和脆性破坏 ? 塑性破坏前：有显著的变形，有明显的屈服台阶 ? 衡量塑性的两个指标：伸长率δ和断面收缩率? 1．伸长率δ

10

=

100%L L L δ-? 式中：0L ——原标距

1L ——新标距

? δ大，钢材破坏前产生的永久塑性变形和吸收能量的能力愈强，延伸性和塑性愈好。

? δ大，对调整结构中局部超高应力、结构中塑性内力重分布

的进行和减少结构脆性破坏的倾向性都有重要意义（一般

δ25%>）。

2．断面收缩率?

01

100%A A A ψ-=?

式中：0A ——原截面面积

1A ——断口截面面积

? ψ表示钢材颈缩区可能产生的最大塑性变形能力，是衡量在力作用下产生永久塑性变形而不致断裂的性质的一项重要指标。

? ψ↑，塑性性质愈好。

三、韧性

表征钢材因塑性破坏而断裂的过程中吸收能量的能力，表示钢材抵抗冲击荷载的能力。

? 塑性指标——由静载试验获得 ? 韧性——由动载试验获得

? 实验方法：梅氏试件（我国）：开有U 形槽口 夏比试件（西方）：开有V 形槽口 ? 旧规范采用梅氏试件，新规范采用夏比试件（P11）

kv V

A A

=

式中：

kv A ——冲击功（击断标准试件需要的功）

V——试件破坏所需要的功

A——缺口处最小截面积

A↑，韧性越好。

kv

四、可焊性

?指某种钢材在合理的设计与一定的工艺的条件下，经过焊接后能获得良好的连接性能。

1．焊接会引起：

某些裂缝和局部区域内钢材变脆；

残余应力；

焊缝中可能还有气孔、根部未焊透等。

2．可焊性试验：

A）抗裂性试验：按规定条件将试件焊成后有多少裂缝立即出现。

B）使用性能可焊性试验：是指焊接区域材料的塑性；要求焊接

后其工作性能不低于母材。

?方法：焊接模型→一段时效和若干加载→截取小试件

→冲击韧性试验

五、冷弯性

?在常温下冷加工结构的抗弯曲变形和抗分层能力

?冷弯试验：钢试件弯成180?，检查其内、外及侧面有无裂缝、裂断或剥落。

?它是常规静力拉伸及冲击韧性试验的补充，可检验钢材内部缺陷（如：夹杂分布、结晶排列等），检查钢材的塑性和可焊性。

§2.2 钢材种类，牌号及规格

一、钢材的种类

1．按冶炼方法：电炉钢：质量最佳，贵，建筑中不用

平炉钢：质量好，价低，

转炉钢：顶吹氧气转炉钢结构钢

酸性侧吹转炉钢质量相对差，

碱性侧吹转炉钢在淘汰中2．按脱氧方法（钢锭浇注方法）

?钢液中残留氧，将使钢材晶粒粗细不匀并发生热脆。

?强脱氧剂：硅——镇定钢：质量最好，浇注时平静凝固，晶

粒密实，均匀。

半镇定钢

弱脱氧剂：锰——沸腾钢：质量较差，脱氧不充分，产生

“一氧化碳”→溢出→浇注

时在沸腾状态下凝固

3．按化学成份：普通碳素钢

优质碳素钢

普通低合金钢

优质低合金钢

铸钢

锻钢

?钢结构只采用碳素结构钢和低合金钢的几种

（1）碳素钢

?据含碳量多少分为：低碳钢[C:<0.25%]——多用于钢结构

中碳钢[C:0.25%≤C<0.60%]——机械零

件或支座

高碳钢[C:0.60%

具、弹簧、轴承等。

?C↑→强度↑→韧性、塑性↓

?优质碳素钢：由普通碳素钢经过热处理（如调质处理）后得

到，含S、P低，用于高强螺栓等。

（2）低合金钢

?在普通碳素钢中添加一种或几种合金元素得到

?常用合金元素（alloying element）有：锰（Mn）、硅（Si）、

铜（Cu）、硼（B）、铬（Cr）、镍（Ni）、钒（V）、

铌（Nb）等。

?其合金元素总含量不超过3%。

?其含碳量≤0.2%

?、16Mnq、16MnVNq、16MnNbq、15MnV

?优质低合金钢

普通合金钢经过调质处理而得，强度较高，塑性韧性不变。

如：40B钢（用于高强螺栓）

二、钢牌号

? Q ???——质量等级符号·脱氧方法符号。

厚度≤16mm 时钢材的屈服点值。

如：Q235-A·F （沸腾钢F ，半沸腾钢b ，镇定钢Z ）

? 常用结构钢

235Q ： 碳素钢（原规范3号钢） 345Q （16Mn ）

390Q （15MnV ） 低合金钢 420Q （15MnVN ）

? 钢牌号的选用

1）承重结构：抗拉强度、伸长率、屈服强度、磷含量指标等 2）焊接结构：碳含量十冷弯性能 3）需检算疲劳的结构：冲击韧性 4）对抗腐蚀有特殊要求结构：耐候钢

三、钢材规格

? 钢结构由钢厂以热轧钢材、热轧型钢供应。 1．钢材规格符号（P25~P27）

? 钢板：a b c ?? ? 槽钢：[A b ? 角钢：a b c ∠?? ? I 字钢：IA b （长边×短边×厚度：等边角钢边长写一个） ? H 型钢：Ha ×b ×c ×d

（翼板内，外侧平行，I 字钢内侧有坡度）

?钢管： a×b

（a——钢管外径，b——钢管壁厚）

2．热轧钢板

厚钢板：4~60mm（结构钢）

薄钢板：0.35~4mm（主要用于制作冷弯薄壁型钢）

扁钢板：4~50mm（桥梁中，板梁，箱梁板件，拼接板等）3．热轧型钢

?等边L，不等边L，普通[，普通I，H型钢和部分T型钢4．冷弯薄壁型钢（P27）

?采用冷弯型钢机，压力机模压，弯曲机上弯曲，由钢板经

冷加工而成。

?常用厚度：2~6mm

?主要用于轻型建筑结构

§2.3钢材的脆性断裂

1．焊接结构（比铆接结构更）易发生脆性断裂，其原因有：

（1）焊接后往往残留有缺陷，如气孔、尖碴、裂纹或未焊透

（2）焊接后内部存在残余应力

（3）焊接接头往往刚性较大，材料的塑性降低

（4）焊接将结构连成整体，裂缝一旦发展，范围很大

2．发生脆性破坏的原因

（1）化学成份：?碳↑，塑性下降→易脆断

?碳↑，高温（800~1000°C ）时→“热脆” ? 硫化铁熔化使钢内形成微小裂纹 ?磷↑，低温（<-5°C ）时变脆→“冷脆”

（2）冶炼方法和轧钢工艺

?冶炼方法：不同冶炼方法得到的钢中碳、硫、磷含量不同；

钢液中残留氧（脱氧不充分），将使钢材晶粒粗

细不匀，发生——“热脆”

?轧制过程：改善钢材的内部组织和工作性能。

薄钢板比厚钢板工作性能好 厚钢板易发生脆性断裂

厚钢板沿厚度方向可能发生层状撕裂（焊接点处，P22）

（3）冷加工硬化

? 常温下冷加工过程中，产生塑性变形和时效硬化

? 局部屈服点提高，但塑性、韧性↓

? K 点处发生塑性变形，卸载后到K '，再加载到B '点屈服：B B y f f f '>=（原）

（4）复杂应力状态

缺陷（裂纹、孔洞、夹杂）

外形突变

→ 应力集中三向应力 → 钢材塑性↓→ 脆断危险↑

? 说明：

? 三向应力作用下，六面体单元发生 形状改变 体积改变（压缩） 即：外力功 = 形状改变应变能 + 体积改变应变能

? 研究证实：钢材适用形状能量强度理论——第四强度理论 可推导得到（教材P19）：

折算应力0)y f σ=

= ? 表明：1σ，2σ，3σ同号且值接近时，即使1σ，2σ，3σ很大，

亦会0y f σ<，表明钢材不易屈服，常处于弹性工作状

态——此时，一旦1σ、2σ、3σ差值发生变化，当0=y f σ，

发生屈服，由于处于高应力，高能量状态，瞬间将发生无明显变形征兆的脆性破坏。

（5）温度

? 0250,s C T C E << 基本不变，材性稳定，塑性，韧性变化小 ? 300T C > 时，钢表面氧化膜呈蓝色，塑性韧性↓，出现“蓝

脆现象”。

? 钢材脆断易在低温（尤其10T C <- ）下发生。

? 试验研究表明：钢材存在冷脆转变温度1T ，当1T T <时，钢的冲击韧性↓，易发生冷脆。

? 可见：缺口试件的冷脆转变温度比正常试件高。

§2.5 钢结构的疲劳

? 钢结构构件和其连接在很多次重复加载和卸载作用下①，在其强度还低于钢材抗拉强度②，甚至低于钢材屈服点②的情况下突然断裂③，称为疲劳破坏。 ? 疲劳破坏基本特征：

1）应力＜钢材抗拉强度下发生，具低应力类脆性断裂的特征 2）破坏具局部性质，宏观上无明显塑性变形区域 3）破坏前，要经历一个疲劳损伤的累积过程 4）疲劳断口宏观上和微观上都有显著的特征 5）疲劳寿命具极大的离散性——应采用概率方法分析

一、疲劳破坏影响因素

? 疲劳破坏影响因素： 缺陷：机械加工缺陷，变截面没有过渡段、

焊接缺陷（如未焊透等）、冶炼工艺形成的缺陷（如：夹杂，气泡，分层等）

荷载（应力）循环特征 荷载（应力）循环次数 ? 应力谱：所研究结构部位的应力随时间变化的历程 ? 应力循环特征：

应力幅：max min σσσ?=- 应力比：min

max

σρσ=

最大应力：max σ

? 疲劳强度——在一定的循环次数下，引起疲劳破坏的最大应力 ? 疲劳极限（持久极限）——在一定的循环特征下，材料可以承

受无限次应力循环而不发生破坏的最大应力ed σ

? 对一定的钢材（图）：

? 荷载（应力）循环次数N ，max σ ? 当N →∞时，max min ()σ即为疲劳极限，此

是疲劳容许应力制定的依据。

? 对于焊接结构，研究表明，疲劳破坏主要与应力幅值max min

σσσ=-有关。

说明：? 焊接结构疲劳裂纹源多在焊接根部和端部——已存在

很高残余应力，往往其峰值已达y f ；

? 设荷载在计算部位的应力循环特征：max σ、min σ； ? 由于残余应力已达y f ，此时，min

max

σρσ=

并不代表计算部位的实际应力状态（图a ，b 中的ρ不同），但两者σ?相同，因此，用应力幅值max min σσσ=-更能真实体现对疲劳破坏的影响。

二．疲劳验算

? 两种验算方法：

max σ≤[]n σ----------------------------------------- （方法一） max min σσσ?=-[]σ≤?-----------------------------（方法二）

1．国家标准《钢结构设计规范》GB50017-2003 ? 采用[]σσ?≤?方法。 （1）常幅疲劳验算

[]σσ?≤?----------------------------------------------------------①

对于焊接部位：max min σσσ?=- 对于非焊接部位：max min 0.7σσσ?=- ? 其中常幅疲劳容许应力幅：

[]1

c n ρ

σ???= ???

--------------------------------------------------②

式中：n ——应力循环次数

,c β——参数，与构件和连接类型及受力情况有关 （2）变幅疲劳验算（P447）

[]1

()i i e i n n β

ρ

σσσ????=≤??

????

?

∑∑ 式中：i n 为对应于应力幅水平达i σ?时的循环次数

2．铁路桥梁钢结构设计规范（TB10002.2-2005） ? 同时采用两种验算方法

? 部件承受压——压循环应力作用时，疲劳裂缝不扩展，不考虑

疲劳

（1）焊接构件及连接疲劳验算

A ）疲劳应力为拉—拉及拉为主的拉—压构件 （min

max

0σρσ=

≥）（01ρ>≥-）

[]max min 0()d n t r r r σσσ-≤---------------------------（方法一）

式中：[]0σ——疲劳容许应力幅：0,200N ρ==万次时能承

受的等幅应力（与构件及连接形式有关，分成12种疲劳应力幅类别）。

d r ——双线桥的双线系数（1.13~1.19）

n r ——损伤修正系数（1.0~1.4），跨度L ＞20m ，取

n r =1.0

t r ——板厚修正系数

B ）疲劳应力为压为主的拉-压构件（min

max

1σρσ=

<-）

：

[]max 0d n t p r r rr σσ'≤-------------------------（方法二）

式中：p r ——应力修正系数，与ρ有关，

,p r ρ

（2）非焊接构件及连接疲劳验算

A ）拉-拉构件（0ρ>）：

[]max min 0()d n t r r r σσσ-≤

B ）拉-压（0ρ<）（包括拉为主和压为主）

[]max 0d n t p r r rr σσ'≤

关于d r n r t r p r 的说明：

d r （双线系数）：双线铁路桥主桁，主梁（不包括横梁及连接横

梁）检算疲劳时，按一线偏心加载并以杠杆原理分配荷载效应，因此需以双线系数d r 修正。

n r （损伤修正系数）：原规范n

r 主要依据max

80/V

km h =货车，年运

量大于3000万吨的标准荷载比频谱制定。现

max 120/V km h →年运量增加→n r 。

t r （板厚修正系数）：总体反映板厚由于材质，焊接及制造工艺

对疲劳下降的影响

25,1t t mm r ≤=，25,t t mm r >=

p r （应力比修正系数）：

? 在max σ（疲劳强度）—N 曲线中（S —N ），N 一定时，max σ 与ρ有关

? []0σ指0ρ=时，N=200万次对应的疲劳强度

故：在用[]max n σσ≤的模式中应考虑ρ影响，相当于：

[][]0n t p rr σσ=

第三章 钢结构的设计方法

? 设计的可靠性（或设计目标）：安全性，适用性，耐久性 ? 安全性：荷载效应≦结构抗力

00,,,,1

1

s k s i k i k i k R i

R

S S R R γγγγγγ=≤=

∑∑

------------------?

式中：0γ——结构重要性系数

s γ——名义荷载安全系数

k S ——名义荷载效应系数

,s i γ——第i 个荷载的分项系数

,k i S ——第i 个荷载对荷载效应的贡献

,R i γ——第i 种材料提供抗力分项系数（材料安全系数）

,k i R ——第i 种材料提供抗力

R γ——名义抗力安全系数

k R ——名义抗力

? 适用性：荷载效应S ≦结构正常作用限值C

（如挠度，振动频率，应力等）

§3.1 容许应力法

? 经典定值设计方法，目前仍在使用 ? 表达式：常用应力形式表示

由式?有：01

11(

)k k k s R S R R K

γγγ≤=

钢结构设计原理(答案)

一、 填空题（每空1分，共10分） 1、钢材的两种破坏形式分别为脆性破坏和 。 2、焊接的连接形式按构件的相对位置分为 、搭接、角接和T 形连 接。 3、钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛，其中轴心受拉构件需进行钢结构强度和 的验算。 4、轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 、和 。 5、梁整体稳定判别式11l b 中，1l 是 1b 。 6、静力荷载作用下，若内力沿侧面角焊缝没有均匀分布，那么侧面角焊缝的计算长度不宜大于 。 7、当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 时，对一般梁可不配置加劲肋。 二、 单项选择题（每题2分，共40分） 1、有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接，采用手工电弧焊， 采用E43焊条。 (A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须 2、工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为y f t b 235) 1.010(1λ+≤，其中λ的含义为 。 (A)构件最大长细比，且不小于30、不大于100 (B)构件最小长细比 (C)最大长细比与最小长细比的平均值 (D)30或100 3、偏心压杆在弯矩作用平面内的整体稳定计算公式

x 1(10.8') mx x x x Ex M f A W N N βN ?γ+≤-中，其中，1x W 代表 。 (A)受压较大纤维的净截面抵抗矩 (B)受压较小纤维的净截面抵抗矩 (C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩 (D)受压较小纤维的毛截面抵抗矩 4、承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是 。 (A)抗拉强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 (C)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (D)屈服强度、伸长率、冷弯性能 5、随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是 。 (A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降 (B)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高 (C)钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高，而抗剪强度下降 (D)视钢号而定 6、在低温工作(-20oC)的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需要 的指标是 。 (A)低温屈服强度 (B)低温抗拉强度 (C)低温冲击韧性 (D)疲劳强度 7、直角角焊缝的有效厚度e h 的取值为 。 (A)0.7f h (B)4mm (C)1.2f h (D) 1.5f h 8、对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时 。 (A)要考虑正面角焊缝强度的提高 (B)要考虑焊缝刚度影响 (C)与侧面角焊缝的计算式相同 (D)取f β＝1．22 9、单个螺栓的承压承载力中,[b b c c N d t f =?∑]，其中∑t 为 。 (A)a+c+e (B)b+d (C)max{a+c+e ，b+d} (D)min{ a+c+e ， b+d} 10、承压型高强度螺栓可用于 。

钢结构设计原理 基本概念复习题及参考答案

2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ，也不得小于 8hf ；侧面角焊缝承受静载时，其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态，正常使用极限状态 2.加强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点） 3.螺栓材质，螺栓有效面积 4.塑性破坏，脆性破坏 5.限制宽厚比，设置加劲肋 6.性能等级，螺栓直径

7.8h f，40mm，60 h f 8.钢号，截面类型，长细比 9.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接 10.应力集中，应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构），应力循环次数 11.矩形，抛物线，三角形 12.弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 13.技术先进，经济合理，安全适用，确保质量 14.普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝 15.热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面 16.荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？

级钢结构设计原理期末考试试卷

2013-2014年第一学期 2010级土木工程专业钢结构设计原理课程期末考试 规范答案及评分细则 一、填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分） 1. 承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。 2. 钢材牌号Q235－BF,其中235表示屈服强度,B表示质量等级为B级,F表示沸腾钢。 3. 钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性 5. 角焊缝的厚度大而长度过小时，使焊件局部过热严重，因此侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长 度不得小于8hf和40mm。 6.当梁的整体稳定系数φb＞0.6时，材料进入弹塑性阶段，这时，梁的整体稳定系数应采用φ'b。 7. 对承受静力荷载或间接承受动力荷载的钢梁，允许考虑部分截面发展塑性变形，在计算中引入 塑性发展系数来考虑。 8.焊接梁的设计中，翼缘板的局部稳定常用限制宽厚比的办法来保证，而腹板的局部稳定则采用 配置加劲肋的办法来解决。 9.按正常使用极限状态计算时，轴心受压构件要限制构件长细比，受弯构件要限制构件挠度，拉、 压弯构件要限制构件长细比。 10.目前我国设计规范中压弯构件弯矩作用平面内整体稳定验算多采用相关公式法，利用边缘屈服 准则，建立压弯构件弯矩作用平面内稳定计算的轴力和弯矩相关公式。 二、单选题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 1. 在结构设计中，失效概率P f与可靠指标β的关系为。 A.P f越大，β越大，结构可靠性越差 B.P f越大，β越小，结构可靠性越差 C.P f越大，β越小，结构越可靠 D.P f越大，β越大，结构越可靠 2. 钢材的设计强度是根据确定的。 A. 抗拉强度 B. 抗压强度 C. 屈服强度 D. 极限强度 3. 钢材的伸长率δ用来反映材料的。 A.承载能力 B.弹性变形能力 C.塑性变形能力 D.抗冲击荷载能力 4. 钢中硫和氧的含量超过限量时，会使钢材。 A. 变软 B. 热脆 C. 冷脆 D. 变硬 5. 钢材经历了应变硬化（应变强化）之后。 A. 强度提高 B. 塑性提高 C. 冷弯性能提高 D. 可焊性提高 6．手工电弧焊使用的焊条宜使焊缝金属与主体金属的强度相匹配，Q345钢宜采用焊条。 A．E43系列B．E50系列C．E55系列D．E235系列 7．下列关于焊接应力叙述错误的是（）。 A．焊接应力增大了构件变形，降低了构件的刚度 B．焊接应力减小了构件有效截面和有效惯性矩，降低了构件稳定承载力 C．焊接应力降低了结构的静力强度，从而降低了构件的疲劳强度 D．在无外加约束情况下，焊接应力是自相平衡的力系 8. 下列螺栓破坏属于构造破坏的是。

钢结构设计基本原理课后答案 肖亚明

合肥工业大学出版社出版 （肖亚明主编） 第三章 1. 解：Q235钢、2/160mm N f w f =、kN N 600= （1）采用侧面角焊缝 最小焊脚尺寸：mm t h f 6.5145.15.1max =?=≥ 角钢肢背处最大焊脚尺寸：mm t h f 12102.12.1min =?=≤ 角钢肢尖处最大焊脚尺寸：mm t h f 8~9)2~1(10)2~1(=-=-≤ 角钢肢尖和肢背都取 mm h f 8= 查表3-2得：65.01=K 、35.02=K kN N K N 39060065.011=?==，kN N K N 21060035.022=?== 所需焊缝计算长度： mm f h N l w f f w 63.217160 87.02103907.023 11 =????=?= mm f h N l w f f w 19.11716087.02102107.023 22 =????=?= 焊缝的实际长度为： mm h l l f w 63.2338263.217211=?+=+=，取240mm 。 mm h l l f w 19.1338219.117222=?+=+=，取140mm 。 （2）采用三面围焊缝，取mm h f 6= 正面角焊缝承担的内力为： kN f l h N w f f w f 97.16316022.1100267.07.033=?????==∑β 侧面角焊缝承担的内力为： kN N N K N 01.3082/97.16360065.02/311=-?=-= kN N N K N 02.1282/97.16360035.02/322=-?=-= 所需焊缝计算长度：

最新钢结构设计原理重点

钢结构设计原理重点 1、什么是柱子曲线？现行规范采用几条？为什么采用此数目？（1）根据设计中经常采用的住的不同截面形式并考虑初弯矩和残余应力影响的稳定系数9 -正则化-广义长细比曲线 （2）4条 （3）初弯矩和残余应力不同 2、轴心构件的屈曲形式，什么截面发生此种屈曲？ 弯曲屈曲单轴对称截面绕非对称轴失稳扭转屈曲双轴对称屈曲（十字形）弯扭屈曲单轴对称截面绕对称轴失稳 3、影响轴压构件初始缺陷的因素有哪些？残余应力、初弯曲、初弯矩、初偏心 4、构件翼缘腹板局部稳定各简化为什么条件上的板？其计算原则是什么？ （1）构件翼缘-三边简支，腹板-四边简支（2）局部不失于整体失稳5、格构式受压构件需要对那些进行验算？（1）构件在弯矩作用平面内失稳（2）构件在弯矩作用平面外失稳（3）单肢验算（4）缀材验算 6、格构式受压构件对虚轴为何采用换算长细比？它的缀件有什么作用？计算模型？ （1）两分肢向缀材抗剪强度比实腹式构件弱得多，绕虚轴稳定承载力有所降低，故采用加大的长细比（2）缀材承受剪力，而且能接受分肢计算长度（3）缀条为腹板，缀板为梁

7、轴压设计原则（1）等稳定性：使构件两个主轴方向的稳定承载力相同，以达到经济的效果，长细比应尽量接近，入x=入y（等稳定性原则）。（2）宽肢薄壁（3）连接方便，便于施工（4）制造省工 8.轴心受压正常使用极限状态如何保证？控制长细比 9.梁强度需验算哪些方面？弯曲正应力，剪应力，局部压应力，折算 应力。 10.抗弯强度验算塑性发展系数的要求？陈绍蕃、顾强钢结构设计原 理第二版p79 页，对直接承受动力荷载的梁，不考虑塑性发展，11?梁翼缘局部设计稳定的保证措施：限制宽厚比a弹性设计v根号 下235/fy; b塑性设计v 9倍的；c部分塑性v 13倍的。 12.梁腹板加劲肋作用 横向:承受剪力&局部压应力纵向:承受弯矩。 短加劲肋:承受局部压应力。 13.支撑加劲肋作用及如何计算? 承受集中力和支座反力 14.影响梁整体稳定性的因素有哪些？ a抗弯刚度，抗扭刚度，翘曲刚度，提高M cr,稳定性增加，b受压区侧向支撑长度增加，临界弯矩M cr增加，C荷载性质（纯弯曲时最低，其次是均布荷载，再次是集中力） d 荷载作用位置，作用于翼缘M cr 降低，作用于下翼缘M cr增加f支座多余约束条件越强；M cr增加e 加强受压翼缘比加强受拉翼缘有效，M ”增加。 15.何时无需进行梁整体稳定？ a有铺板密铺在梁受压翼缘上并与其牢固连接，能阻止受压翼缘侧向位

(完整word版)《钢结构设计原理》期末考试试卷及答案(2).docx

天津大学试卷专用纸学院建筑工程学院专业土木工程专业班年级学号姓名共4页第1页 20xx ～20xx 学年第 x2 学期期末考试试卷《建筑钢结构设计》（A 卷共5页）4、简述吊车对厂房结构产生的三种荷载；（4分） 答：竖向荷载，由吊车体系的自重产生；横向水平制动力，由吊车小车的启动与刹车产生；纵向水平制动力，由吊车大车的启动与刹车产生。 （考试时间：年月日） 题号一二成绩核分人签字5、简述多层钢结构体系的主要类型；（ 4 分） 得分答：柱—支撑体系：框架梁柱节点均为铰接，在纵向与横向沿柱高设置竖向柱间支撑； 一、简答题（共30 分）纯框架体系：在纵横两个方向均为多层刚接框架；框架支撑体系：一个方向为柱—支撑 1、写出钢结构排架承载力极限状态设计公式 n 体系，另一个方向为纯框架体系的混合体系。0 ( G C G G kQ 1 C Q1 Q 1k i 2 ci Qi C Qi Q ik ) R 中符号（, ）的含义；（4分）6、高层钢结构体系的主要类型；（4 分） 答：0为重要性系数；G ,Qi 为永久荷载及可变荷载的分项系数；为组合系数。答：框架结构体系、框架—剪力墙结构体系、外筒式结构体系、筒中筒式结构体系、筒束式结构体系及钢—混凝土组合结构体系。 2、单层厂房钢结构屋盖支撑体系由哪些支撑构成；（4 分） 7、高层钢结构不宜采用Q390 钢的原因是什么？（ 2 分） 答：上（下）弦横向水平支撑；下弦纵向水平支撑；垂直支撑。 答： Q390钢伸长率为 18%，不符合伸长率大于 20%的规定； 8、简述采用时程分析法时地震波的选取原则；（4 分） 3、简述单层厂房横向框架的两种主要类型及其特点；（ 4 分）答：至少应采用 4条能反映当地场地特性的地震加速度波，其中宜包括一条本地区历史 答：（ 1）横梁与柱铰接，特点是对柱基沉降的适应性较强，且安装方便，计算简单，受 上发生的实测地震记录波。如当地没地震记录，可根据当地场地条件选用合适的其他地 力明确，缺点是下段柱的弯矩较大，厂房的横向刚度较差。（2）横梁与柱刚接，特点是 区的地震记录。如没有合适的地震记录，可采用根据当地地震危险性分析结果获得的人 对减少下段柱弯矩，增加厂房横向刚度有利。由于下段柱截面高度小，从而可以减少厂 工模拟地震波，但 4 条波不得全用人工模拟的地震波。地震波的持续时间不宜过短，应 房的建筑面积，却使屋架受力复杂，连接构造亦麻烦，且对柱基础的差异沉降比较敏感。 取 10-20s或更长。

钢结构基本原理课程设计

2013级土木工程专业 《钢结构》课程设计任务书 钢结构课程是土木工程专业重要的实践性教学环节，是对学生知识和能力的总结。通过钢结构课程设计，使学生进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行基本的钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 设计题目： 钢结构平台梁板柱的设计 设计资料： (a) (b) (a) 梁格布置(b) 次梁布置简图 钢结构平台的梁格布置如如上图所示。铺板为预制钢筋混凝土板。平台永久荷载（包括铺板重力）为5kN/m2，荷载分项系数为，可变荷载分项系数为m2，荷载分项系数为；活荷载F=,钢材采用Q235，E43型焊条，焊条电弧焊。试对此钢结构平台的次梁、主梁和柱子（包括柱脚）进行设计。 要求： 1.每位同学自己独立完成，不能有任何雷同的课程设计计算书，否则都记为不及格； 2.课程设计计算书可以手写也可以打印，打印使用A4纸张； 3.完成并提交期限时间为第15周周五（12月9日）。 提示：可以参考教材P131例题4-2，P135例题4-4，P149习题4-10，P186习题5-2。

《课程设计说明书》格式规范 一、封面要求 学生提交的正稿封面样式附后。评定成绩必须有教师签名并写出评语。 二、正文规范 1、字体字号要求 ①设计标题用小三号黑体、居中，英文标题对应用小三号Times New Roman、居中，“摘要”用5号黑体，中文摘要内容用5号宋体，“Abstract”用5号黑体，英文摘要内容用5号Times New Roman。 ②课程设计正文内容 第一级标题用四号黑体、靠左；第二级标题用小四号黑体、靠左；正文全文用小四号宋体、英文用Times New Roman 12。 ③页码用小五号居中，页码两边不加修饰符，页码编号从正文开始。 ④图表标题用小五号黑体，居图表幅宽中间位置。 2、内容要求 ①正文必须按照《湖南农业大学学报（自然科学版）》要求，即包括完整的标题、作者、指导教师、中英文摘要、前言、方案比较分析、设计计算、讨论、小结、参考文献、致谢、附录含计算数据、参考手册相关计算表格等。 ②文理通顺、说理有据。 ③图表中文标题下必须有英文对照。

2011级钢结构设计原理期末考试试卷1

2011级钢结构设计原理期末考试试卷1

2013-2014年第一学期 2010级土木工程专业钢结构设计原理课程期末考试 标准答案及评分细则 一、填空题（本大题共10小题，每空1分，共20分） 1. 承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。 2. 钢材牌号Q235－BF,其中235表示屈服强度,B表示质量等级为B级,F表示沸腾钢。 3. 钢材五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性 5. 角焊缝的厚度大而长度过小时，使焊件局部过热 严重，因此侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度不得小于 8hf 和40mm 。 6.当梁的整体稳定系数φ ＞0.6时，材料进入弹 b 。 塑性阶段，这时，梁的整体稳定系数应采用φ' b 7. 对承受静力荷载或间接承受动力荷载的钢梁，允 许考虑部分截面发展塑性变形，在计算中引入 塑性发展系数来考虑。 8.焊接梁的设计中，翼缘板的局部稳定常用限制 宽厚比的办法来保证，而腹板的局部稳定则采用配置加劲肋的办法来解决。

9.按正常使用极限状态计算时，轴心受压构件要限 制构件长细比，受弯构件要限制构件挠度，拉、压弯构件要限制构件长细比。 10.目前我国设计规范中压弯构件弯矩作用平面内 整体稳定验算多采用相关公式法，利用边缘屈服准则，建立压弯构件弯矩作用平面内稳定计算的轴力和弯矩相关公式。 二、单选题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 1. 在结构设计中，失效概率P f与可靠指标β的关系为。 A. P f越大，β越大，结构可靠性越差 B. P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C. P f越大，β越小，结构越可靠 D. P f 越大，β越大，结构越可靠 2. 钢材的设计强度是根据确定的。 A. 抗拉强度 B. 抗压强度 C. 屈服强度 D. 极限强度 3. 钢材的伸长率δ用来反映材料的。 A. 承载能力 B. 弹性变形能力 C. 塑性

《钢结构设计基本原理》练习及答案大全完整版

一 填空题 1、 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载的 设计 值；计算疲劳时，应采用荷载的 标准 值。 2、 钢材Q235B 中，235代表 屈服值 ，按脱氧方法该钢材属于 镇静 钢。 3、 对于普通碳素钢，随含碳量的增加，钢材的屈服点和抗拉强度 升高 ，塑性和韧性 降低 ，焊接性能 降低 。 4、当采用三级质量受拉斜对接焊缝连接的板件，承受轴心力作用，当焊缝轴线与轴心力方向 ，焊缝强度可不计算 。 5 、 等因素综合考虑，选用合适的钢材。 6、钢材受三向同号拉应力作用，数值接近，即使单项应力值很大时，也不易进入 塑性 状态，发生的破坏为 脆性 破坏。 7、在普通碳素结构钢的化学成分中加入适量的硅、锰等合金元素，将会 提高 钢材的强度。 8、 轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的 受弯 受力工作确定的。 9、如下图突缘式支座加劲肋，应按承受支座反力的轴心受压构件计算梁平面外（绕Z 轴）稳定，钢材Q235 ， 其长细比为 21.07 。 1 200 10

10 的影响。 11、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制挠度，拉、压构件要限制 长细比。 12、钢材经过冷加工后，其强度和硬度会有所提高，却降低了塑性和韧性，这种现象称为钢 。 13 拉伸并卸载后，也称为名义屈服点。14 15和构件或连接的构造形式。 16 17构件的稳定承载力。18 承压型连接。 19、对于单轴对称的轴心受压构件，绕非对称主轴屈曲时，会发生弯曲屈曲；而绕对称主轴 20 高稳定承载力。 21、梁的整体稳定系数φb大于0.6时，需用φb′代替φb，它表明此时梁已经进入 _______ __阶段。 22、弯矩绕虚轴作用的双肢格构式压弯构件，采用缀条式格构柱，其分肢的稳定应按 构件进行验算。 23强度确定的。 24原则。 25、设杆件节点间的几何长度为l，则梯形钢屋架的支座斜杆在屋架平面内的计算长度为 杆件几何长度或l。 26、钢材的冲击韧性越小,。 27。

2010级钢结构设计原理期末考试试卷2(补考)

一、填空题（本大题共11小题，每空1分，共20分） 1. 结构或构件的极限状态分为承载能力极限状态和正常使用极限状态，在对结构或构件进行 极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。 2.某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之（增大、减小、不变）。 3. 时效硬化会改变钢材的性能，将使钢材的提高，、降低。 4. 某不等边角钢，长肢宽度为125mm，短肢宽度为80mm，厚度为10mm，采用符号可表示为。 5. 钢材的破坏有延性破坏和脆性破坏两种形式，出现疲劳破坏时，截面上的应力低于材料的， 其破坏形式属于破坏。 6. 普通螺栓连接受剪时，限制端距e≥2d, 是为了避免钢板端部被___________。 7．轴心受力构件的强度承载力决定于截面应力不超过，而稳定承载力则决定于截面应力不超过。 8. 双肢格构柱截面的主轴分为和两种 9.加劲肋主要包括横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋，作为腹板的支承，将腹板分成尺寸较小的 板段，以提高临界应力。对提高梁支承附近剪力较大板段的临界应力是有效的；而对提高梁跨中附近弯矩较大板段的稳定性特别有利；则常用于局部压力较大的情况。 10.双轴对称焊接组合工字形截面偏心受压柱，偏心荷载作用在腹板平面内，可能发生的失稳形式 为或 二、单选题（本大题共20小题，每小题1分，共20分） 1. 钢结构设计中钢材的设计强度为。 A. 强度标准值 B. 钢材屈服点 C. 强度极限值 D. 钢材的强度标准值除以材料分项系数 2. 钢结构中使用钢材的塑性指标，目前最主要用表示。 A. 流幅 B. 冲击韧性 C. 可焊性 D. 伸长率 3. 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。 A. 脆性破坏 B. 塑性破坏 C. 强度破坏 D. 失稳破坏 4. 钢材的三项主要力学性能为。 A. 抗拉强度、屈服强度、伸长率 B. 抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 C. 抗拉强度、冷弯性能、伸长率 D. 冷弯性能、屈服强度、伸长率 5. 钢中磷和氮的含量超过限量时，会使钢材。 A. 变软 B. 热脆 C. 冷脆 D. 变硬 6．钢材经过冷加工产生冷作硬化后，其基本保持不变。 A．抗拉强度B．塑性C．韧性D．弹性模量 7．产生焊接残余应力的主要原因是。 A．钢材塑性变形太大B．钢材弹性模量太高 C．焊接时热量分布不均匀D．焊缝的高度太小

《钢结构设计原理》／试题库(含答案).

钢结构设计原理试题库 一、填空题 1. 钢结构计算的两种极限状态是和。 2. 钢结构具有、、、、 和等特点。 3. 钢材的破坏形式有和。 4. 影响钢材性能的主要因素有、、、 、、、和。 5. 影响钢材疲劳的主要因素有、、、 6. 建筑钢材的主要机械性能指标是、、、 和。 7. 钢结构的连接方法有、和。 8. 角焊缝的计算长度不得小于，也不得小于。侧面角焊缝承受静载时，其计算长度不宜大于。 9.普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即、、、、和。 10. 高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 11. 轴心压杆可能的屈曲形式有、、和。 12. 轴心受压构件的稳定系数 与、和有关。 13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是、和。 14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 15.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用的方法来解决。 二、问答题 1.钢结构具有哪些特点？ 2.钢结构的合理应用范围是什么？ 3.钢结构对材料性能有哪些要求？ 4.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？ 5.影响钢材性能的主要因素是什么？ 6.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？ 7.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 8.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 9.焊缝可能存在的缺陷有哪些？ 10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 11.对接焊缝的构造要求有哪些？ 12.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 13.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结 构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 14.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形 式有何不同？ 15.螺栓的排列有哪些构造要求？

钢结构基本原理及设计测试题

钢结构基本原理及设计 试 题 题号 一 二 三 四 五 六 七 八 九 十 总分 分数 班号 姓名 一、 填空题：(每空1分，共20分) 1、 计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载的 设计值；计算疲劳时，应采用荷载的 标准 值。 2、 钢材Q235B 中，235代表 屈服点 ，按脱氧方法该钢材属于 镇静 钢。 3、 对于普通碳素钢，随含碳量的增加，钢材的屈服点和抗拉强度 增高 ， 塑性和韧性 下降 ，焊接性能 变差 。 4、当采用三级质量受拉斜对接焊缝连接的板件，承受轴心力作用，当焊缝轴 线与轴心力方向间夹角满足 tan 1.5θ≤ ，焊缝强度可不计算 。 5、钢材的选用应根据结构的重要性 荷载特征、连接方法、工作环境、应力状态、钢材厚度 等因素综合考虑，选用合适的钢材。 6、钢材受三向同号拉应力作用，数值接近，即使单项应力值很大时，也不易 进入 塑性 状态，发生的破坏为 脆性 破坏。 7、 某梯形钢屋架，屋脊处应设 刚性 性系杆，该系杆按 受压 杆设计。 8、 轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的 受弯 受力工作确定的。 9、 如下图突缘式支座加劲肋，应按承受支座反力的轴心受压构件计算梁平面外 （绕Z 轴）稳定，钢材Q235钢， 此受压构件截面面积值为 2960mm 2 ， 其长细比为 21.07 10、 格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定计算采用换算长细比是考虑剪切变形 的影响。 11、实腹式单向偏心受压构件的整体稳定，分为弯矩 作用平面内 的稳定和 弯矩 作用平面外 的稳定。 二、 单项选择题(每题2分，共16分) 1、对于Q235钢板，其厚度越大 D 。 h 0=1000 1 1 20 200 10 8 Z

钢结构设计原理1

1. 钢结构一般情况下属延性破坏，故总体安全等级为（）级 一 二 三 四 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：二 2. 在其它条件相同情况下，简支钢梁在下列哪种受力情况下对应的临界弯矩值最低 全跨匀布荷载 跨中一集中荷载 纯弯矩 任意荷载 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：纯弯矩 3. 采用格构式轴心受压构件，可以显著提高（） 构件的强度 构件绕虚轴的刚度 构件绕实轴的刚度 构件的局部稳定 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：构件绕虚轴的刚度 4. 常用的炼钢炉有（）种形式

2 3 4 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案： 3 5. 强度计算时，不考虑截面部分塑性发展的构件是（） 轴心受力构件 受弯构件 拉弯构件 压弯构件 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：轴心受力构件 二判断题 1. 在对接焊缝的拼接处，当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，应分别在宽度方向或厚度方向从一侧或两侧做成坡度不大于1: 2.5的斜角 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 2. 对于计算疲劳的梁也要考虑塑性的发展 错

本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：错 3. 实腹式压弯构件的板件与轴心受压构件和受弯构件的板件的受力情况相似，其局部稳定性也是采用限制板件宽（高）厚比的办法来加以保证的 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 4. 厚钢板常用做大型梁、柱等实腹式构件的翼缘和腹板，以及节点板等 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 5. 设计或选用屋面压型钢板时，应考虑风吸力引起截面应力反号的影响，此时，不计入风吸力外所有可变荷载效应的影响，构件自重的荷载分项系数取作1.0 错 对 本题分值： 5.0 用户未作答 标准答案：对 6. 冷弯薄壁型钢系由带钢或钢板经辊轧、模压冷弯或冷拔成型，由于薄壁和截面开展，其回转半径较普通型钢截面要大，比较经济 错 对

钢结构设计原理题库及答案

1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 D 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 C 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数n 大于或等于 【 A 】 A5×104 B2×104 C5×105 D5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 B 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完 全 相 同 情 况 下 ， 下 列 疲 劳 强 度 最 低 的 是 【 A 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1

C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 B 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 C 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 B 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 C 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 D 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢背、肢尖内力分配系数 1 k 、 2 k 为

钢结构设计基本原理练习及答案大全完整版

一填空题 1、计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载的设计值；计算疲劳时，应采用荷载的标准值。 2、钢材Q235B中，235代表屈服值，按脱氧方法该钢材属于镇静钢。 3、对于普通碳素钢，随含碳量的增加，钢材的屈服点和抗拉强度升高，塑性和韧性降低，焊接性能降低。 4 ，焊缝强度可不计算。 5 、等因素 综合考虑，选用合适的钢材。 6、钢材受三向同号拉应力作用，数值接近，即使单项应力值很大时，也不易进入塑性状态，发生的破坏为脆性破坏。 7、在普通碳素结构钢的化学成分中加入适量的硅、锰等合金元素，钢材的强度。 8、轴心受压柱的柱脚底板厚度是按底板的受弯受力工作确定的。 9 Z轴）稳 定，钢材Q235，其长细比为21.07 。 10 的影响。 11、按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制挠度，拉、压构件要限制 长细比。 12 。 13 拉伸并卸载后， 也称为名义屈服点。14 15和构件或连接的构造形式。 16 17构件的稳定承载力。18 承压型连接。 1 2 10

19 20 高稳定承载力。 21、梁的整体稳定系数φb大于0.6时，需用φb′代替φb，它表明此时梁已经进入 性 _______ __阶段。 22 构件进行验算。 23强度确定的。 24、在钢屋架的受压杆件设计中，原则。 25、设杆件节点间的几何长度为l 杆件几何长度或l。 26、钢材的冲击韧性越小,。 27。 28、焊接结构选用焊条的原则是,。 29 。

二、选择题 1、对于Q235钢板，其厚度越大 D 。 A. 塑性越好 B.韧性越好 C.内部缺陷越少 D.强度越低 2、如图采用C 。 A. 1 B. 3 C. 2或4 D. 5 3、工 字形截面轴心受压构件,翼缘外伸部分的宽厚比'/(100.1b t λ≤+ C 。 A.构件绕强轴方向的长细比 B.构件两个方向的长细比平均值 C.构件两个方向的长细比较大值 D.构件两个方向的长细比较小值 4、单向受弯构件的抗弯强度/()x x nx M W f σγ=≤ 其中 1.05x γ=时,为使翼缘不先失去局部稳定, 翼缘外伸部分的宽厚比b`/t 为 B 。 A . D. 5、已知焊接工字形截面简支梁，承受均布荷载作用,钢材Q235，fy =235N/mm 2，并在支座设置支承加劲肋，梁腹板高度900mm ，厚度12mm ，要求考虑腹板稳定性，则 D 。 A 布置纵向和横向加劲肋 B 按计算布置横向加劲肋 C 按构造要求布置加劲肋 D 不用布置加劲肋 6、荷载作用于截面形心的焊接工字形等截面简支梁，最容易发生整体失稳的情况是 C 。 A 跨中集中荷载作用 B 跨间三分点各有一个集中荷载作用 C 梁两端有使其产生同向曲率、数值相等的端弯矩作用 D 全跨均布荷载作用 7、计算梁的抗弯强度M W f x x nx x /()(.)γγ≤?10,与此相应的翼缘外伸肢宽厚比不应超过 A 。

钢结构设计原理题库及答案

钢结构设计原理题库 一、 单项选择题 (在每小题列出的四个备选项中只有一个是符合 题目要求的，请将其代码填写在题后的括号内。错选、多选或未 选均无分) 1．下列情况中，属于正常使用极限状态的情况是 【 】 A 强度破坏 B 丧失稳定 C 连接破坏 D 动荷载作用下过大的振动 2．钢材作为设计依据的强度指标是 【 】 A 比例极限f p B 弹性极限f e C 屈服强度f y D 极限强度f u 3．需要进行疲劳计算条件是：直接承受动力荷载重复作用的应力循环次数 n 大于或等于 【 】 A 5×104 B 2×104 C 5×105 D 5×106 4．焊接部位的应力幅计算公式为 【 】 A max min 0.7σσσ?=- B max min σσσ?=- C max min 0.7σσσ?=- D max min σσσ?=+ 5．应力循环特征值（应力比）ρ=σmin /σmax 将影响钢材的疲劳强度。在其它条件完全相同 情况下，下列疲劳强度最低的是 【 】 A 对称循环ρ=-1 B 应力循环特征值ρ=+1 C 脉冲循环ρ=0 D 以压为主的应力循环 6．与侧焊缝相比，端焊缝的 【 】 A 疲劳强度更高 B 静力强度更高 C 塑性更好 D 韧性更好 7．钢材的屈强比是指 【 】 A 比例极限与极限强度的比值 B 弹性极限与极限强度的比值 C 屈服强度与极限强度的比值 D 极限强度与比例极限的比值. 8．钢材因反复荷载作用而发生的破坏称为 【 】 A 塑性破坏 B 疲劳破坏 C 脆性断裂 D 反复破坏. 9．规范规定：侧焊缝的计算长度不超过60 h f ，这是因为侧焊缝过长 【 】 A 不经济 B 弧坑处应力集中相互影响大 C 计算结果不可靠 D 不便于施工 10．下列施焊方位中，操作最困难、焊缝质量最不容易保证的施焊方位是 【 】 A 平焊 B 立焊 C 横焊 D 仰焊 11．有一由两不等肢角钢短肢连接组成的T 形截面轴心受力构件，与节点板焊接连接，则肢 背、肢尖内力分配系数1k 、2k 为 【 】 A 25.0,75.021==k k B 30.0,70.021==k k

钢结构设计原理习题及答案

第一章 绪论 1．填空题 （1）某构件当其可靠指标β减小时，相应失效概率将随之 。 （2）承载能力极限状态为结构或构件达到 或达到不适于继续承载的变 形时的极限状态。 （3）在对结构或构件进行 极限状态验算时，应采用永久荷载和可 变荷载的标准值。 2．选择题 （1）在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为 。 A. P f 越大，β越大，结构可靠性越差 B. P f 越大，β越小，结构可靠性越差 C. P f 越大，β越小，结构越可靠 D. P f 越大，β越大，结构越可靠 （2）按承载力极限状态设计钢结构时，应考虑 。 A. 荷载效应的基本组合 B. 荷载效应的标准组合 C. 荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合 D. 荷载效应的频遇组合 3．简答题 （1）钢结构和其他建筑材料结构相比的特点。 （2）钢结构的设计方法。 第二章 钢结构的材料 1．（1）假定钢材为理想的弹塑性体，是指屈服点以前材料为 性的。 （2）伸长率10δ和伸长率5δ，分别为标距长l ＝ 和l ＝ 的试件拉 断后的 。 （3）如果钢材具有 性能，那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或局 部超载而发生突然断裂。

α是钢材的指标。 （4） k 2．填空题选择题 （1）钢材的设计强度是根据确定的。 A. 比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服点 D. 极限强度（2）钢结构设计中钢材的设计强度为。 A. 强度标准值 B. 钢材屈服点 C. 强度极限值 D. 钢材的强度标准值除以抗力分项系数 （3）钢材是理想的体。 A. 弹性 B. 塑性 C. 弹塑性 D. 非弹性（4）钢结构中使用钢材的塑性指标，目前最主要用表示。 A. 流幅 B. 冲击韧性 C. 可焊性 D. 伸长率（5）钢材的伸长率δ用来反映材料的。 A. 承载能力 B. 弹性变形能力 C. 塑性变形能力 D. 抗冲击荷载能力 （6）建筑钢材的伸长率与标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。 A. 达到屈服应力时 B. 达到极限应力时 C. 试件塑性变形后 D. 试件断裂后 （7）钢材的三项主要力学性能为。 A. 抗拉强度、屈服强度、伸长率 B. 抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 C. 抗拉强度、冷弯性能、伸长率 D. 冷弯性能、屈服强度、伸长率 （8）钢材的剪切模量数值钢材的弹性模量数值。 A. 高于 B. 低于 C. 相等于 D. 近似于 （9）在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是的典型特征。

《钢结构设计原理》读书笔记

《钢结构设计原理》读书笔记

读了《钢结构设计原理》联想到现代建筑设计中，公共建筑和标志性建筑采用钢结构的越来越多。建筑自人类产生以来都是人们生活的重要组成部分，随着科技的发展新型材料的运用越来越广泛，钢材是其中普遍采用的一种。而以钢结构为主体的建筑是现代空间结构发展的主流，钢结构建筑通常由型钢、钢管、钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成，有的还用钢铰线、钢丝绳组成，其连接方式采用焊缝、螺栓或铆钉连接，探讨现代钢结构建筑设计与表现具有重要的意义和价值。 下面就钢结构建筑所具有的优越性，探讨了我国现阶段大力开发推广钢结构技术的可行性，并从建筑设计与表现的角度研究了钢结构建筑的特征做一下几点分析： 1.1钢结构建筑的发展历史 世界建筑发展的轨迹进入了21世纪，我们注意到了这样一个变化——钢结构建筑正在建筑领域扮演着越来越重要的角色，“石头写成的历史”已成为过去，而钢结构被人们越来越多地用来记录时代的文明和成就，承载社会生活的内涵。近年来国际上广受赞誉的优秀作品中，钢结构技术被大量地运用，建筑师们显示出了驾驭钢结构技术令人赞叹的娴熟技艺，表现出钢结构建筑一股强劲的发展势头。最早在建造房屋中使用钢结构的国家可以追溯到十八世纪末的英国，一百年后法国工程师埃菲尔建造了著名的铁塔，人们也开始尝试建造钢结构的独户住宅，从此钢结构建筑彻底改变了以往建筑造型的模式，建筑设计的理念与方法亦随之嬗变。

钢结构的应用在我国有悠久的历史。钢结构建筑发展大体可分为三个阶段：一是初盛时期（50年代～60年代初），二是低潮时期（60年代中后期～70年代），三是发展时期（80年代至今）。50年代以苏联156个援建项目为契机，取得了卓越的建设成就。60年代国家提出在建筑业节约钢材的政策，执行过程中又出现了一些误区，限制了钢结构建筑的合理使用与发展。80年代沿海地区引进轻钢建筑，国内各种钢结构的厂房、奥运会的一大批钢结构体育馆的建设，以及多栋高层钢结构建筑的建成是中国钢结构发展的第一次高潮。但我国每年的建筑用钢量仅1%被用于预制钢结构，与发达国家80%以上的用量比较，差距巨大。可喜的是，目前我国钢结构建筑的发展出现了未曾有过的兴旺景象。主要表现在： 1.1.1高层、超高层建筑由中外合作到国产化的起步 我国著名的高层、超高层建筑大多是中外合作的产物，如上海金茂大厦、环球金融中心、深圳地王大厦、北京京广中心等。中外合作设计对于掌握国外先进技术及锻炼培养人才起到了促进和推动作用。1998年建成的大连远洋大厦（高201m，51层）标志着高层钢结构建筑国产化的起步，1999年建成的深圳赛格广场（291.6m，72层）是世界上最高的钢管混凝土结构建筑。 1. 1.2轻钢结构建筑的迅猛发展与国外公司的大批涌入 近年来、轻钢建筑以其商品化程度高、施工速度快、使用效果好、应用面广、造价低等优势获得了迅猛发展。全国每年约有200万平方米轻钢建筑竣工。在此背景下，国外轻钢结构生产厂商也纷纷在我国设分公司、制造厂，获得了很大的销售量。

钢结构设计原理

. 钢结构设计原理要求：；作答时要按照模版信息填写完整，写明题型、题号1.独立完成，．．．．2.作答方式：手写作答或电脑录入，使用学院统一模版（模版详见附件）； 3.提交方式：以下两种方式任选其一， 1)手写作答的同学可以将作业以图片形式打包压缩上传； 2)提交电子文档的同学可以将作业以word文档格式上传； 4.上传文件命名为“中心-学号-姓名-科目.rar”或“中心-学号-姓名-科目.doc”； 5.文件容量大小：不得超过10MB。 请在以下几组题目中，任选一组题目作答，满分100分。 第一组： 一、简答题（每小题25分，共50分） n??????试简述式中各项符号的意1、结构设计式R?S)(S?S?QiKQiciQ10QG1GKK2i?义。 2、说明下列钢号的代表意义：Q235Bb、Q235D、Q235AF、Q235Ab 二、计算题（每小题25分，共50分） N?667KN（静载设计值）1、如图所示，角钢和节点板采用两面侧焊缝连接，，2L100?10，节点板厚度为10mm角钢为，钢材为Q235，焊条为E43型，手 w2mmN/160f?，肢尖肢背焊缝厚度相同。试确定工焊，角焊缝强度设计值f所需焊缝的厚度和施焊长度。 .. .

2、如图所示的拉弯构件，间接承受动力荷载，横向均布荷载设计值m/?8KNq I22a，无削弱，试确定构件能承受的最大的轴拉力设计值。钢材截面为F??AQ235 第二组： 一、简答题（每小题25分，共50分） 1、选择钢材时应考虑哪些因素 2、结构的极限状态是什么？钢结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？什么是结构的可靠度？ 二、计算题（每小题25分，共50分） l?10m kN3500，，计算长度设计值1、一实腹式轴心受压柱，承受轴压 力)(x0l?5m，截面为焊接组合工字形，尺寸如图所示，翼缘为剪切边，钢材为 y0????150235Q。，容许长细比 求：(1)、验算整体稳定性 .. . (2)、验算局部稳定性。