学习资料收集于网络，仅供参考 第一章 绪论 钢结构的特点 1，钢结构自重较轻 2，钢结构工作的牢靠性较高 3，钢材的抗振 (震 )性，抗冲击性好 4， 7， 钢结构制造的工业化程度较高， 施工周期短 5，钢材的塑性， 韧性好 6，钢材的密闭性好 钢材的强度高 8，一般钢材耐锈蚀性差 9，一般钢材耐热不耐火 10，钢材低温时脆性增大； 钢结构的应用范畴： 大跨度结构：用钢结构重量轻； 高层建筑：用钢结构重量轻和抗震性能好；强度高，截面尺寸小，提高有效使用面积； 工业建筑：用钢结构施工周期短，能承担动力荷载； 轻质结构：冷弯薄壁型钢，轻型钢； 高耸结构：轻，截面尺寸小；抗震抗风； 活动式结构：轻； 可拆卸或移动的结构：轻，运输便利，拆卸便利； 容器和大直径管道：密闭性好； 抗震要求高的结构，急需早日交付的结构工程，特种结构； 结构设计的目的：安全性，耐久性，适用性； 影响结构牢靠性的因素：荷载效应 S 和结构抗力 R Z 表示结构完成预定功能状态的函数，简称功能函数； Z=0 极限状态； Z=R-S 概论极限状态设计方法： 承载才能极限状态： 1.整个结构或结构的一部分失去平稳，如倾覆等 . 2.结构构件或链接因超过材料的强度而破坏，包括疲惫破坏，或过度变形不适于连续承载； 3.结构转变为机动体系 4.结构或结构构件丢失整体稳固性； 5.低级丢失承载才能而破坏； 正常使用极限状态： 1.影响正常使用或外观的变形 2.影响正常使用或耐久性能的局部破坏（包括裂缝） 影响正常使用的振动；影响正常使用的其他特定状态； 牢靠度：结构在规定的设计使用年限内，在规定的条件下，完成预定功能的概率； 钢结构连接是以破坏强度而不是屈服作为承载才能的极限状态； 其次章 钢结构的材料 钢材依据脱氧方法，分为沸腾钢，半冷静钢，冷静钢，脱氧剂硅和锰； 热轧型钢：钢锭加热至 1200-1300 度，通过轧钢机将其轧制成所需外形和尺寸； 热处理：淬火，正火，回火； 钢材疲惫： 在反复荷载下在应力低于钢材抗拉强度甚至低于屈服点时突然断裂， 缘由：焊接结构：应力幅 属脆性破坏 非焊接结构：应力幅 +应力比 1.钢材的强度设计值为什么要按厚度进行划分？ 同种类钢材， 随着厚度或者直径的减小， 钢材的轧制力和轧制次数的增加， 钢材的致密性较 好，存在大缺陷的几率较小，故强素会提高，而且钢材的塑性也会提高； 2.碳，硫，磷对钢材的性能有哪些影响？ 碳含量增加，强度提高，塑性，韧性和疲惫强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性； 硫使钢热脆， 即高温时钢材变脆； 降低钢的塑性韧性， 可焊性耐疲惫性能， 有害成分； 0.045% 学习资料 第 1 页，共 8 页 学习资料收集于网络，仅供参考 磷使钢冷脆； 即低温时使钢变脆； 含量应 0.05% 但磷也可提高钢材的强度和抗锈性； 氧使钢热脆； 3.促使钢材转脆的主要因素有哪些？ 0.12% (1) 钢材质量差，厚度大：钢材的碳，硫，磷，氧，氮等元素含量过高 ,晶粒较粗 ,夹杂物等 冶金缺陷严峻 ,韧性差等；较厚的钢材辊轧次数较少，材质差，韧性低，可能存在较多的冶 金缺陷； (2) 结构或构件构造不合理：孔洞，缺口或截面转变急剧或布置不当等使应力集中严峻； (3) 制造安装质量差：焊接，安装工艺不合理 ,焊缝交叉 ,焊接缺陷大 ,残余应力严峻；冷加工 引起的应变硬化和随后显现的应变时效使钢材变脆； (4) 结构受有较大动力荷载或反复荷载作用：但荷载在结构上作用速度很快时（如吊车行进 时由于轨缝处高差而造成对吊车梁的冲击作用和地震作用等） ，材料的应力 - 应变特性就要 发生很大的转变；随着加荷速度增大 ,屈服点将提高而韧性降低；特殊是和缺陷，应力集中， 低温等因素同时作用时 ,材料的脆性将显著增加； （5）在较低环境温度下工作： 当温度从常温开头下降肘 ,材料的缺口韧性将随之降低 ,材料逐 ,也 渐变脆；这种性质称为低温冷脆；不同的钢种 ,向脆性转化的温度并不相同；同一种材料 会由于缺口外形的尖锐程度不同 ,而在不同温度下发生脆性断裂； 4.应力集中对钢材的机械性能有何影响，设计时如何减小应力集中？ 在材料断面急剧变化， 结构外形急剧变化， 材料内部有气孔， 夹渣等缺陷， 断面开孔等部位， 应力比正常值高出很多， 这种现象就叫应力集中； 应力集中是由于零件的结构设计不合理或 加工制造未按设计要求倒角或倒圆所致； 主要产生在零件的面面交截处； 结果是导致零件材 应力集中系数的大小，只与构件外形和尺寸有关，与材料无关； 冷弯试验主要检验钢材的什么性能？ 冷弯性能是指钢材在常温下承担弯曲变形的才能，是钢材的重要工艺性能； 冷弯试验能反映试件弯曲处的塑性变形， 能揭示钢材是否存在内部组织不匀称， 内应力和夹 杂物等缺陷； 冷弯试验也能对钢材的焊接质量进行严格的检验， 在未熔合，裂缝及杂物等缺陷； 能揭示焊件受弯表面是否存 冷弯性能也是钢材机性能的一项指标， 仅能验钢材承担规定的弯曲变形能国， 它是比单向拉伸试验更为严格的一种试验方式； 它不 仍能反映出钢材内部的冶金缺陷， 如结晶情形， 非金 常作为静力拉 属夹杂物的分布情形等； 因此它是判别钢材塑怀性能和质量后个综合性指标， 伸试验和冲击试验等补充试验； 对一般结构构件所采纳的钢材， 可不必通过冷弯试验： 只有 某些重要结构和需要冷加工的构件，才要求它不仅伸长率合格，而且冷弯试验也要合格； 钢材在多轴应力状态下，如何确定他的屈服条件？用折算应力 冲击韧性是指钢材在冲击荷载的作用下断裂时吸取机械能才能，是衡量钢材抗击可能因低 温，应力集中， 冲击荷载作用等而导致脆性断裂一项机械性能， 脆性断裂总是发生在有缺口 高峰应力地方； 由冲击韧性值 （ ak）和冲击功 （ Ak ）表示， 其单位分别为 钢结构设计规范验算疲惫强度的时候，为什么把构件和结构和连接分成 J/cm2 和 J（焦耳） ； 8 组，依据？ 对于肯定的疲惫寿命 n，不同构件和连接发生疲惫破坏时应力幅大小主要取决于构造形式； 应力集中大构造形式， 其破坏的时候应力幅值较小； 钢材的破坏形式分为塑性破坏与脆性破坏两类； 依据是按构造形式引起的应力集中程度； 塑性破坏的特点是：钢材在断裂破坏时产生很大的塑性变形，又称为延性破坏， 其断口呈纤维状，色发暗，有时能看到滑移的痕迹； 钢材的塑性破坏可超过采纳一种 标准圆棒试件行拉伸破坏试验加以验证；钢材小：发生塑性破坏时变形特点明显， 很存易被发觉力：准时实行补救措施，因而不致引起严峻后果；而且适度的塑性交形 能起到调整结构内力分布的作用，使原先结构应力不匀称的部分趋于匀称，从而提高 学习资料 第 2 页，共 8 页 学习资料收集于网络，仅供参考 结构的承载才能； 脆性破坏的特点是：钢材秆断裂破坏时没有明显的变形征兆， 其断口平齐，呈有 光泽的见粒状 ；钢材的脆件破坏可通过来用一种比标准圆棒试什更粗，计在其中部 位置车削出小凹槽 (凹槽处的净截面积与标淮圆棒相同 )的试件进行拉伸破坏试验加 以验证；由于脆性破坏具有突然性，无法猜测，故比塑性破坏要危急得多，在钢结构 工程设计，施工与安装中应实行话当措施尽力防止； 钢结构对钢材有哪些要求？ 材料的强度高，塑性和韧性好；材质匀称，和力学运算的假定比较符合；制作简便，施工周 期短；质量轻；钢材耐腐蚀性差；钢材耐热，但不耐火； 选用钢材时应当考虑哪些因素？ 选用钢材时，考虑 :结构的重要性，荷载特点，连接方法，工作环境，应力状态和钢材厚度， 结构受力性质等， 挑选合适牌号和质量等级的钢材； 国际上钢号的表示方法一般包括哪几部分？ 三个部分；字首符号，钢材的强度值，钢材的质量等级； 要确保结构物的安全牢靠， 要经济合理； 第三章 钢结构的连接 1.钢结构常用的连接方法有哪些种？各种的特点是什么？ 钢结构常用的连接方法有：焊缝连接，螺栓连接，铆接； 焊缝连接：属刚接（ 可以承担弯矩 ），除了直接承担动力荷载的结构中，超低温状态下，均 可采纳焊缝连接；构造简洁，节约钢材，加工便利，肯定条件下仍可以采纳自动化操作，生 产效率高，焊缝连接刚度大，密封性能好；缺点是脆性增大，产生残余应力及残余变形； 螺栓连接： 属铰接（ 弯矩为零 ）一般情形下均可使用； 分为一般螺栓连接和高强度螺栓连接； 优点是现场作业快，简洁拆除，修理便利；铺张钢材；缺点是增加制造工作量，减弱构件截 面，比焊接多费钢材； 铆接：当结构受力较小的情形下使用；优点是塑性和韧性好，传力牢靠，易于检查和保证， 可以承担动载的重型结构；缺点是工艺复杂，用钢量多； 焊条的选用应当和焊接钢材的性能相适应； 代表焊缝熔敷金属或对接焊缝的抗拉强度； Q235-E43 Q345-E50 电弧焊：产生电弧热，加热金属并融解；电阻焊：利用电流的电阻产生的热量； 焊缝缺陷：焊缝尺寸偏差；咬边；弧坑；未熔合；母材被烧穿；气孔；非金属夹渣；裂纹； 以上的缺陷，一般会引起应力集中， 危害最大，不答应发生； 减弱焊缝有效截面， 降低承载力， 特殊裂纹对焊缝受力 对接焊缝需进行强度验算的情形：只对有拉应力构件中的三级对接焊缝，才需特地运算 角焊缝 正面角焊缝：平行于焊缝；（端焊缝） 侧面角焊缝：垂直于焊缝； 在角焊缝设计中，对焊脚尺寸和运算长度有哪些构造要求？为什么？ 最大焊脚尺寸：防止焊缝过烧焊件； 最小焊脚尺寸：防止焊缝冷裂； 最大运算长度：防止应力沿焊缝长度不匀称分布； 最小运算长度：防止焊缝沿长度缺陷几率增加； 在运算正面角焊缝时，什么情形需要考虑强度设计值增大系数 f？为什么？ 正面角焊缝需要考虑，侧面角焊缝和直接承担动力荷载的情形下不需要考虑； 残余应力与残余变形的成因是什么？如何削减焊接残余应力和焊接残余变形？ 焊接应力和变形产生的主要缘由是焊接过程中，对焊件的不匀称加热和冷却； 学习资料 第 3 页，共 8 页 学习资料收集于网络，仅供参考 1，焊接位置的合理支配； 2，焊缝尺寸要适当； 3，焊缝数量宜少； 4，应尽量防止两条或三 条焊缝垂直交叉； 5，尽量防止在母材厚度方向的收缩应力； 焊接残余应力对构件的影响是什么？ 1 对静力强度无影响；刚度降低；构件稳固性降低；疲惫强度降低，更易低温冷脆； 10.螺栓在钢板上和型钢上排列的容许距离有哪些规定，他们是依据哪些要求确定的？ 受力要求：端距：以免端部被剪掉；栓距和线距： 大，且对钢板的截面减弱过多，从而降低其承载力； 3d，否就螺孔四周应力集中地相互影响较 构造要求： 螺栓间距不宜过大， 特殊是受压板件当栓距过大时，简洁发生凸曲现象，板和刚 性构件连接时，栓距过大不易紧密接触，潮气简洁侵入缝隙锈蚀； 施工要求：栓距应当有足够的距离，以便于转动扳手，拧紧螺母； 一般螺栓连接在受剪时依靠螺栓栓杆承压和抗剪传递剪力， 很小，其影响可以忽视； 在拧紧螺帽时螺栓产生的预拉力 高强度螺栓除了其材料强度高之外， 拧紧螺栓仍施加很大的预拉力， 使被连接板件的接触面 之间产生压紧力，因而板件问存在很大的摩擦力； 螺栓群在扭矩的作用下，在弹性受力阶段的最大的螺栓，其内力值在什么假定下求得的？ 1，被连接板件为肯定刚性体； 2，螺栓时弹性体； 3，各螺栓绕螺栓群的形心旋转，使螺栓 沿垂直于旋转半径 r 的方向受剪，各螺栓所受的剪力大小与 r 成正比； 15.拉剪一般螺栓和拉剪高强度螺栓摩擦型的连接的运算方法有何不同，拉剪高强度螺栓承 压型连接的运算方法又有何不同？ 高强度螺栓实际上有摩擦型和承压型两种； 摩擦型高强度螺栓承担剪力的准就是设计荷载引起的剪力不超过摩擦力； 承压型高强度螺栓就是以杆身不被剪坏或板件不被压坏为设计准就； 摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓实际上是同一种螺栓， 只不过是设计是否考虑滑移； 摩擦 型高强螺栓肯定不能滑动，螺栓不承担剪力， 一旦滑移， 设计就认为达到破坏状态，在技术 上比较成熟； 承压型高强螺栓可以滑动， 栓剪坏或钢板压坏） 螺栓也承担剪力， 最终破坏相当于一般螺栓破坏 （螺 建筑结构的主构件的螺栓连接， 一般均采纳高强螺栓连接； 一般。