本文格式為Word版，下載可任意編輯——鋼結構復習資料（一）

鋼結構復習題

一、填空題

?結構有哪兩種極限狀態：承載能力極限狀態，正常使用極限狀態

?工程結構必需具備哪些功能：安全性，使用性，耐久性，總稱為結構的可靠性?疲乏破壞的三個階段：裂紋的形成，裂紋的緩慢擴展，迅速斷裂

?鋼材的選擇：結構的重要性，荷載的性質，連接方法，工作環境，鋼材厚度?焊縫連接形式：對接搭接T形連接角部連接

?焊縫剩余應力：縱向焊接剩余應力，橫向，厚度方向。產生原因：焊接加熱和冷卻過程中不均勻收縮變形

?梁的剛度用梁在標準荷載作用下的撓度來衡量

?抗剪螺栓破壞形式：螺栓桿剪斷，孔壁壓壞，板被拉斷，板端剪斷，螺桿彎曲?承受動力荷載作用的鋼結構，應選用塑性，沖擊韌性好的鋼材。

?冷作硬化會改變鋼材的性能，將使鋼材的屈服點提高，塑性和韌性降低。?鋼材五項機械性能指標是屈服強度、抗拉強度、冷彎性、伸長率、沖擊韌性。?鋼材中氧的含量過多，將使鋼材出現熱脆現象。

?鋼材含硫量過多，高溫下會發生熱脆，含磷量過多，低溫下會發生冷脆。?時效硬化(老化)會改變鋼材的性能，將使鋼材的強度提高，塑性韌性降低。?鋼材在250oC度附近有抗拉強度、硬度提高伸長率降低現象，稱之為藍脆現象。?鋼材的沖擊韌性值越大,表示鋼材抗爭脆性斷裂的能力越強。

?鋼材牌號Q235－BF,其中235表示屈服強度,B表示質量等級B級,F表示沸騰鋼。?鋼材的三脆是指熱脆、冷脆、藍脆。

?焊接結構選用焊條的原則是,計算焊縫金屬強度宜與母材強度相適應。

?鋼材中含有C、P、N、S、O、Cu、Si、Mn、V等元素,其中SPON為有害的雜質元素。?衡量鋼材塑性性能的主要指標是伸長率。?結構的可靠指標β越大,其失效概率越小。

?承重結構的鋼材應具有屈服強度、抗拉強度、伸長率和冷彎性、硫磷極限含量

的合格保證,對焊接結構尚應具有含碳量的合格保證;對于重級工作制和起重量對于或大于50t中級工作制焊接吊車梁類似結構的鋼材,應具有常溫沖擊韌性的保證。

?冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態下塑性變形能力和鋼材質量的綜合指標?薄板的強度比厚板略高。

?采用手工電弧焊焊接Q345鋼材時應采用E50焊條。?焊接剩余應力不影響構件的強度。

?角焊縫的最小計算長度不得小于1.5tmax和焊件厚度。?承受靜力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是60hf。?在螺栓連接中，最小端距是2d0?在螺栓連接中，最小栓距是3d0

?普通螺栓連接,當板疊厚度∑t〉5d時(d－螺栓直徑),連接可能產生栓桿受彎。?鋼材的抗剪強度與屈服點的關系式是fv=0.58fy

b?單個普通螺栓承壓承載力設計值Nc式中?t表示受力方向承壓構件?d??t?fcb，

總厚度的最小值

?普通螺栓連接靠螺栓桿傳遞剪力；摩擦型高強度螺栓連接靠摩擦力傳遞剪力。?手工焊焊接Q235鋼，一般采用E43型焊條。焊接結構在焊縫附近形成熱影響區,該區

材質存在缺陷。

?側面角焊縫連接或正面角焊縫的計算長度不宜>60hf。?承壓型高強度螺栓僅用于承受非動力荷載結構的連接中。?承受動力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是40hf。?軸心受壓構件的承載能力極限狀態有強度和穩定性。

?格構式軸心受壓構件的等穩定性的條件繞虛軸和繞實軸的長細比一致。?雙軸對稱的工字型截面軸壓構件失穩時的屈曲形式是彎曲屈曲。?單軸對稱截面的軸心受壓構件，當構件繞對稱軸失穩時發生彎扭屈曲。?軸心受壓構件的缺陷有剩余應力、初始偏心、初始曲率。?軸心受壓構件的屈曲形式有彎曲屈曲、扭轉屈曲、彎扭屈曲。

?對于綴板式格構柱，單肢不失穩的條件是單支穩定承載力不小于整體穩定承載力，且

不大于容許長細比。

?綴條式格構柱的綴條設計時按軸心受力構件計算。

?對于綴條式格構柱，單肢不失穩的條件是單支穩定承載力不小于整體穩定承載力。?為做到軸心受壓構件對兩主軸的等穩定，應使兩主軸方向長細比一致。?軸壓柱的柱腳中錨栓直徑應根據構造確定。

?在軸心壓力一定的前提下,軸壓柱腳底板的面積是由基礎砼的局壓強度決定的。

?工字形軸壓構件翼緣局部穩定保證條件是根據三邊簡支一邊自由的均勻受壓板導出?為保證組合梁腹板的局部穩定性,當滿足80?h0/tw?170時,應設置橫向加勁肋。?焊接工字形梁腹板高厚比

h0tw?170235時，為保證腹板不發生局部失穩，應設置fy橫向加勁肋和縱向加勁肋。

?梁的最小高度是由強度控制的。

?組合梁的局穩公式是按限制受壓翼緣板的寬厚比和腹板的高厚比原則確定。?支承加勁肋應驗算的內容是在腹板平面外的穩定性、承壓強度計算、與腹板的連

接焊縫計算。

?鋼梁在集中荷載作用下，若局部承壓強度不滿足應采取的措施是設置支撐加勁肋。?按正常使用極限狀態計算時,受彎構件要限制撓度，拉、壓構件要限制長細比。?荷載作用在上翼緣的梁較荷載作用在下翼緣的梁整體穩定承載力高。

?承受靜力荷載或間接承受動力荷載的工形截面壓彎構件，其強度計算公式中，塑性發展

系數γx取_1.05。

?工字形受彎構件翼緣板的局部穩定保證條件是根據_單向均勻受壓板的臨界力_導出的。?組合梁腹板與翼緣間的連接焊縫受_剪_；當該焊縫為角焊縫時,最大計算長度60hf。?軸心受力構件的截面形式有：熱軋型剛截面，冷彎薄壁型剛截面，組合截面

二、選擇題

1．鋼材的性能因溫度而變化，在負溫范圍內鋼材的塑性和韌性（B）A不變B降低C升高D稍有提高，但變化不大2．表達鋼材塑性性能的指標是（C）

A屈服點B強屈比C延伸率D抗拉強度

3．在構件發生斷裂破壞前，有明顯先兆的狀況是（B）的典型特征A脆性破壞B塑性破壞C強度破壞D失穩破壞4．構件發生脆性破壞時，其特點是（D）。

A變形大B破壞持續時間長C有裂縫出現D塑性變形小或無變形5．鋼材中磷含量超過限制時，鋼材可能會出現（A）。A冷脆B熱脆C藍脆D徐變

6．在鋼結構設計中，認為鋼材屈服點是構件可以達到的（A）。A最大應力B設計應力C疲乏應力D穩定臨界應力7．鋼結構用鋼的含碳量一般不大于（C）。A0.6%B0.25%C0.22%D0.2%

8．鋼結構具有良好的抗震性能是由于（C）。

A鋼材的強度高B鋼結構的質量輕C鋼材良好的吸能能力和延性D鋼結構的材質均勻9．鋼材的設計強度是根據（C）確定的。

A比例極限B彈性極限C屈服強度D極限強度

10.有二個材料分別為3號鋼和16Mn鋼的構件需焊接，采用手工電弧焊，焊條應選用（A）型。

AE43BE50CE55DT50

11.以下因素中，（A）與鋼構件發生脆性破壞無直接關系。A目鋼材屈服點的大小B鋼材含碳量C負溫環境D應力集中12．反應鋼材的最大抗拉能力的是（D）。

A比例極限B彈性極限C屈服強度D極限強度13．鋼材的冷彎試驗是判別鋼材（C）的指標。A強度B塑性C塑性及冶金質量D韌性及可焊性14．鋼材經歷了應變硬化應變加強之后（A）。

A強度提高B塑性提高C冷彎性能提高D可焊性提高15.結構工程中使用鋼材的塑性指標，目前最主要用（D）表示。A流幅B沖擊韌性C可焊性D伸長率16.以下狀況屬于正常使用極限驗算的是（B）A．受壓構件的穩定計算B．梁的撓度驗算C．受彎構件的彎曲強度驗算D．螺栓連接的強度驗算17.產生焊接剩余應力的主要因素之一是（C）A.鋼材的塑性太低B.鋼材的彈性模量太大C.焊接時熱量分布不均勻D.焊縫的厚度太小

NM??fWA?xWn18．實腹式偏心受壓構件強度計算公式n中，n為（C）

A.受壓較大纖維的毛截面抗爭矩B.受壓較小纖維的毛截面抗爭矩C.受壓較大纖維的凈截面抗爭矩D.受壓較小纖維的凈截面抗爭矩19．板件的寬厚比加大,其臨界應力(B).A提高B降低C不變D關系不定20.摩擦型高強度螺栓抗剪能力是依靠（C）

A栓桿的預拉力B栓桿的抗剪能力C被連接板件間的摩擦力D栓桿被連接板件間的擠壓力21．在動荷載作用下，側面角焊縫的計算長度不宜大于（A）A60hfB40hfC80hfD120hf

22．在鋼結構連接中，常取焊條型號與焊件強度相適應，對Q345鋼構件，焊條宜采用（B）。AE43型BE50型CE55型D前三種均可

23．某角焊縫T形連接的兩塊鋼板厚度分別為8mm和10mm，適合的焊角尺寸為（B）。A4mmB6mmC10mmD12mm24．以下螺栓破壞屬于構造破壞的是（C）。

A鋼板被拉壞B鋼板被剪壞C螺栓被剪壞D螺栓被拉壞25．在承受靜力荷載時，正面角焊縫強度比側面角焊縫強度（A）。A高B低C相等D無法判斷

26．對于對接焊縫，當焊縫與作用力間的夾角?滿足tan??（B）時，該對接焊縫的可不進行驗算。A1B1.5C2D0.5

27.某承受軸向力的側面角焊縫的焊縫長度為300mm，焊腳尺寸為6mm，

該焊縫能承受的最大動荷載為（C）

A．100.8KNB.161.2KNC.201.6KND.245.9KN28．軸壓柱在兩個主軸方向等穩定的條件是（C）。

A桿長相等B計算長度相等C長細比相等D截面幾何尺寸相等29．實腹式組合工字形截面柱翼緣的寬厚比限值是（A）。A?10?0.1??fwf?160N/mm2，

235235235235B?25?0.5??C15D80fyfyfyfy30.實腹式軸心受拉構件計算的內容有（D）。

A強度B強度和整體穩定性C強度、局部穩定和整體穩定D強度、剛度（長細比）31．長細比較小的十字形軸壓構件易發生屈曲形式是（C）A彎曲B扭曲C彎扭屈曲D斜平面屈曲

32．單軸對稱的軸心受壓拄，繞對稱軸發生屈曲的形式是（D）A．彎曲屈曲B．扭轉屈曲C．彎扭屈曲D．三種屈曲均可能34．計算長度一定的軸心壓桿回轉半徑增大，其穩定承載力（A）。A提高B降低C不變D不能確定

A?a??b??cB?b??c??aC?c??b??a35．以下梁不必驗算整體穩定的是（D）

A焊接工字形截面B箱形截面梁C型鋼梁D有剛性鋪板的梁36．驗算組合梁剛度時，荷載尋常取（A）A標準值B設計值C組合值D最大值

37．梁腹板的高厚比80?h0tw?170時，應設置（A）

A橫向加勁肋B縱向加勁肋C縱橫向加勁肋D短加勁肋38．實腹式組合工字形截面柱腹板的寬厚比限值是（B）。A?10?0.1??235235235235B?25?0.5??C15D80fyfyfyfy39．梁的縱向加勁肋應布置在（C）。

A靠近上翼緣B靠近下翼緣C靠近受壓翼緣D靠近受拉翼緣40.梁的最小高度是由（A）控制的。A強度B建筑要求C剛度D整體穩定41.當梁整體穩定系數

時，用

代替

，主要是由于（）。

A梁的局部穩定有影響B梁已進入彈塑性階段C梁發生了彎扭變形D梁的強度降低了

43.兩端鉸接、單軸對稱的T形截面壓彎構件，彎矩作用在截面對稱軸平面并使翼緣受壓。可用（）等公式進行計算。I、

III、

II、

IV、

AI、II、IIIBII、III、IVCI、II、IVDI、III、IV44．壓彎構件在彎矩作用平面外，發生屈曲的形式是（C）。A彎曲屈曲B扭轉屈曲C彎扭屈曲D三種屈曲均可能

二、簡答題

●簡述哪些因素對鋼材性能有影響？

化學成分；冶金缺陷；鋼材硬化；溫度影響；應力集中；反復荷載作用。

?鋼結構用鋼材機械性能指標有哪些？承重結構的鋼材至少應保證哪些指標滿足要求？

鋼材機械性能指標有：抗拉強度、伸長率、屈服點、冷彎性能、沖擊韌性；承重結構的鋼材應保證以下三項指標合格：抗拉強度、伸長率、屈服點●鋼材兩種破壞現象和后果是什么？

鋼材有脆性破壞和塑性破壞。塑性破壞前，結構有明顯的變形，并有較長的變形持續時間，可便于發現和補救。鋼材的脆性破壞，由于變形小并突然破壞，危險性大。

?為什么薄鋼板的強度比厚鋼板的強度高(或鋼材的強度按其厚度或直徑分組)？

鋼材的軋制能使金屬的晶粒彎細，并消除顯微組織的缺陷，也可使澆注時形成的氣孔，裂紋和疏松，在高溫柔壓力作用下焊合。因而經過熱軋后，鋼材組織密實，改善了鋼材的力學性能。薄板因輥軋次數多，其強度比厚板略高。

?為什么要規定角焊縫的最小計算長度和側面角焊縫的最大計算長度？

角焊縫的焊腳尺寸大而長度較小時，焊件的局部加熱嚴重，焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近，以及焊縫中可能產生的其他缺陷(氣孔、非金屬夾雜等)，使焊縫不夠可靠，規定了側面角焊縫或正面角焊縫的最小計算長度。

側面角焊縫在彈性階段沿長度方向受力不均勻，兩端大中間小，故規定了側面角焊縫的最大計算長度

?對接焊縫在哪種狀況下才需要進行計算？

焊接缺陷對受壓、受剪的對接焊縫影響不大，故可認為受壓、受剪的對接焊縫與母材強度相等，但受拉的對接焊縫對缺陷甚為敏感。由于一、二級檢驗的焊縫與母材強度相等，故只有三級檢驗的焊縫才需進行抗拉強度驗算。

?普通受剪螺栓的破壞形式有哪些？在設計中應如何避免這些破壞（用計算方法還是構造

方法）？

破壞形式有：栓桿被剪斷；板件被擠壞；板件被拉斷；板件沖剪破壞；栓桿受彎破壞。前三種是通過計算避免破壞，最終兩種通過構造方法避免破壞。

?焊接剩余應力對結構有哪些影響？

對結構的靜力強度不影響，降低結構的剛度，增加鋼材在低溫下的脆斷傾向。對結構的疲乏強度有明顯的不利影響。

?與其他建筑材料的結構相比,鋼結構有哪些特點？

建筑鋼材強度高，塑性、韌性好鋼結構的重量輕（2）鋼結構的重量輕

材質均勻，與力學計算假定比較符合4）鋼結構制作簡便，施工工期短（5）鋼結構密閉性較好（6）鋼結構耐腐蝕性差（7）鋼材耐熱但不耐火（8）鋼結構低溫或其他條件下脆性斷裂

?梁整體穩定的保證條件有那些？

1.有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上并與其穩固連接，能阻止梁受壓翼緣的側向位移2.工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度l1與其寬度b1之比不超過規定的數值3.箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足hbo?6，且

l1bo?95(235)fy?什么叫做組合梁喪失局部穩定？如何避免局部失穩？

組合梁一般由翼緣和腹板等板件組成，假使將這些板件不適當地減薄加寬，板中壓應力或剪應力達到某一數值后，腹板或受壓翼緣有可能偏離其平面位置，出現波形鼓曲，這

種現象稱為梁局部失穩。采用限制寬厚比的方法來保證梁受壓翼緣板的穩定性，采用設置加勁肋的方法來保證腹板的局部穩定性。

?鋼結構的連接方法：焊接連接(不消弱構件截面，構造簡單，儉約鋼材，焊縫處薄弱)

鉚釘連接（塑性韌性極好，質量簡單檢查和保證，費鋼又費工）

螺栓連接（操作簡單，便于拆卸）

?減少焊縫變形和焊接應力的方法：1.采取合理的焊接次序2.施焊前給一個相反的與變形

3.小尺寸焊件預熱，回火

?抗剪螺栓受力過程：當連接處于彈性階段時，各螺栓受力不等，兩端大中間小。隨著外

力增加進入塑性階段后，內力重分布使受力均勻。

四、名詞解釋???

伸長率：試件被拉斷時的絕對變形值與試件原標距之比

應力集中系數：高峰區的最大應力與凈截面的平均應力之比，系數越大越易變脆

冷作硬化：冷加工使鋼材產生很大的塑性變形，從而提高了鋼的屈服點，降低了鋼的塑性和韌性的現象

?時效硬化（老化）：在高溫時溶化于鐵中的碳和氮，逐漸析出形成自由碳化物和氮化物，使鋼材的強度提高，塑性韌性降低的現象

?應力幅準則：應力幅表示應力變化的幅度，對于焊接結構，只要應力幅一致，對構件疲

勞的實際效果就一致，與應力循環特征或平均應力無關。

?形狀系數：梁的塑性彎矩與彈性彎矩的比值，只與截面的幾何形狀有關，與材料無關

鋼結構的連接計算題參考答案

1．已知A3F鋼板截面500mm?20mm用對接直焊縫拼接，采用手工焊焊條E43型，用引弧板，按Ⅲ級焊縫質量檢驗，試求焊縫所能承受的最大軸心拉力設計值。

解：查附表1.2得：ftw?185Nmm2

則鋼板的最大承載力為：N?btwftw?500?20?185?10?3?1850KN

2．焊接工字形截面梁，設一道拼接的對接焊縫，拼接處作用荷載設計值：彎矩M?1122KN?mm，剪力V?374KN，鋼材為Q235B，焊條為E43型，半自動焊，Ⅲ級檢驗標準，試驗算該焊縫的強度。

解：查附表1.2得：ftw?185Nmm2，fvw?125Nmm2。

截面的幾何特性計算如下：慣性矩：

Ix?1?1??8?10003?2???280?143?280?14?5072??268206?104mm412?12?翼緣面積矩：Sx1?280?14?507?1987440mm4則翼緣頂最大正應力為：

Mh1122?103?1028?????0.215Nmm2?ftw?185Nmm2滿足要求。4Ix2268206?10?2腹板高度中部最大剪應力：

500??374?103??1987440?500?8??VSx2???52.07Nmm2?fw?125Nmm2???v4Ixtw268206?10?8滿足要求。