钢结构简答题汇总

基础部分

1.钢材的塑性破坏和脆性破坏各指什么？

答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度，。后才发生，破坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏是指塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点fy，断裂从应力集中处开始的破坏形式。

2.化学成分碳，硫。磷对钢材的性能有哪些影响?

答：碳含量增加，强度提高，塑性，韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。硫使钢热脆，磷使钢冷脆。但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。

3.简述钢结构对钢材的基本要求。

答：(1)较高的强度(抗拉强度fu和屈服点fy)；(2)足够的变形能力(塑性和韧性)；(3)良好的工艺性能(冷加工、热加工和可焊性能)；(4)根据结构的具体工件条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。

4.钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点？

答：建筑钢材强度高，塑性和韧性好；钢结构的重量轻；材质均匀，与力学计算的假定比较符合；钢结构制作简便，施工工期短；钢结构密闭性好；钢结构耐腐蚀性差；钢结构耐热但不耐火；钢结构可能发生脆性断裂。

5.简述钢材塑性破坏和脆性破坏。

f后才发生，破答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度

u

f，断裂从应力集中处坏前构件产生较大的塑性变形；脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点

y

开始。

6.钢结构的特点是什么？

答：①强度高、重量轻；②材质均匀、可靠性高；③塑性、韧性好；④工业化程度高；⑤安装方便、施工期短；⑥密闭性

好、耐火性差；⑦耐腐蚀性差。

7（a）什么是钢材的主要力学性能（机械性能）？

答：钢材的主要力学性能（机械性能）通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件（2065℃）下均匀拉伸、冷弯和冲击等单

独作用下显示的各种机械性能（静力、动力强度和塑性、韧性等）。

7.为什么钢材的单向均匀拉伸试验是钢材机械性能的常用试验方法？

答：钢材的单向均匀拉伸比压缩、剪切等试验简单易行，试件受力明确，对钢材缺陷的反应比较敏感，试验所得各项机械

性能指标对于其它受力状态的性能也具有代表性。因此，它是钢材机械性能的常用试验方法。

8.净力拉伸试验的条件有哪些？

答：①规定形状和尺寸的标准试件；②常温（2065℃）；③加载速度缓慢（以规定的应力或应变速度逐渐施加荷载）。

9.在钢材静力拉伸试验测定其机械性能时，常用应力-应变曲线来表示。其中纵坐标为名义应力，试解释何谓名义应力？

答：所谓名义应力即为试件横截面上的名义应力σ=F/A0（F、A0为试件的受拉荷载和原横截面面积）。

10.钢材的弹性？

答：对钢材进行拉伸试验，当应力σ不超过某一定值时，试件应力的增或减相应引起应变的增或减；卸除荷载后（σ=0）试

件变形也完全恢复（ε=0），没有残余变形。钢材的这种性质叫弹性。

11.解释名词：比例极限。

答：比例极限：它是对钢材静力拉伸试验时，应力-应变曲线中直线段的最大值，当应力不超过比例极限时，应力应变成正

比关系。

12.解释名词：屈服点

屈服点：当钢材的应力不增加而应变继续发展时所对应的应力值为钢材的屈服点。

13.解释名词：弹性变形

答：弹性变形：卸除荷载后，可以完全恢复的变形为弹性变形。

14. 解释名词：塑性变形

答：塑性变形：卸除荷载后，不能恢复的变形。

15. 解释名词：抗拉强度

答：抗拉强度：钢构件受拉断裂时所对应的强度值。

16. 解释名词：伸长率

答：伸长率是钢结构试件断裂时相对原试件标定长度的伸长量与原试件标定长度的比值，用δ5；或δ

10表示。δ 5 表示试件标距l 0与横截面直径d 0之比为5；δ

10表示试件标距l 0与横截面直径d 0之比为10。对于板状试件取等效直径d 0=2π0A A 0

为板件的横截面面积。

17. 钢材承载力极限状态的标志是什么、并做必要的解释。

答：钢材在弹性阶段工作即ζ﹤f y 时，应力与应变间大体呈线性正比关系，其应变或变形值很小，钢材具有持续承受荷载

的能力；但当在非弹性阶段工作即ζ﹥f y 时，钢材屈服并暂时失去了继续承受荷载的能力，伴随产生很大的不适于继续受

力或使用的变形。因此钢结构设计中常把屈服强度f y 定为构件应力可以达到的限值，亦即把钢材应力达到屈服强度f y 作为

强度承载力极限状态的标志。

18. 解释屈强比的概念及意义。

答：钢材屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比。屈强比表明设计强度的一种储备，屈强比愈大，强度储备愈小，不够安全；

屈强比愈小，强度储备愈大，结构愈安全，但当钢材屈强比过小时，其强度利用率低，、不经济。

19. 什么是钢材的冷弯性能？

答：钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对产生裂纹的抵抗能力的一项指标。

20. 钢材的冷弯性能和哪些因素有关？

答：钢材的冷弯性能取决于钢材的质量，并与试验所取弯心直径d 对钢材厚度a 的比值有关。

21. 能否用钢材的冷弯性能考察钢材在复杂应力状态下发展塑性变形能力，为什么？

答：钢材的冷弯性能不但是检验钢材适应冷加工能力和显示钢材内部缺陷（如分层、离析、非金属夹杂、气泡等）状况的

一项指标；而且由于冷加工时试件中部受弯部位受到冲头挤压以及弯曲和剪切的复杂作用，因此也是考察钢材在复杂应力

状态下发展塑性变形能力的一项标志。

22. 什么是钢材的冲击韧性？

答：钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收机械能的一种能力，是衡量钢材抵抗可能因低温、应力集中、

冲击荷载作用等而导致脆性断裂能力的一项机械性能。

23. 测定钢材冲击韧性时，常用标准试件的型式有哪几种？

答：测定钢材冲击韧性时，常用标准试件的型式有梅氏（Mesnager ）U 型缺口试件和夏比（Charp ）V 型缺口试件两种。

24. 如何测定钢材的冲击韧性？

答：钢材的冲击韧性通常采用有特定缺口的标准试件，在材料试验机上进行冲击荷载试验，使试件断裂来测定。

25. 何谓钢材的弹性极限？

答：对钢材进行拉伸试验，当应力σ不超过某一定值时，试件应力的增或减相应引起应变的增或减；卸除荷载后（σ=0）试

件变形也完全恢复（ε=0），没有残余变形。钢材的这种性质叫弹性。在应力-应变曲线上，弹性阶段所对应的最高应力点

f e 称为弹性极限。

26. 试解释钢材U 型缺口试件的冲击韧性指标αk 的含义。

答：钢材U 型缺口试件的冲击韧性指标一般用冲击值αk 表示，即用冲击荷载使试件断裂时试件所吸收（消耗）的功A k 除以

缺口处横截面面积所得的值，其单位为J/mm 2（即Nmm/mm 2）或Nmm/mm 2。

27. 试解释钢材V 型缺口试件的冲击韧性指标A kv 的含义。

答：钢材V 型缺口试件的冲击韧性指标一般用冲击功A kv 来表示。

28. 钢材的冲击韧性和哪些因素有关？

答：钢材的冲击韧性与①钢材质量、②试件缺口状况、③加载速度、④温度、⑤钢材厚度有关。其中温度越低、钢材厚度

越大，其冲击韧性越差。

29.决定钢材机械和加工工艺性能的主要因素是什么？什么因素与钢材的机械性能有密切关系？什么因素对钢材的机械性能有重要影响？

答：决定钢材机械和加工工艺性能的主要因素是①钢材的化学成分及其②微观组织结构；

钢材的①冶炼、②浇注、③轧制等生产工艺与钢材的机械性能有密切关系；

钢结构的①加工、②构造、③尺寸、④受力状态、及其所处的⑤环境温度等对钢材的机械性能有重要影响？

30.钢的主要化学成分是什么？钢材中的微量元素包括什么？

答：钢材主要化学成分是铁，在普通的碳素钢中约占99%；

钢材中的微量元素有①碳（C）；②有利元素锰（Mn）、硅（Si）；③有害杂质元素硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）、氢（H）；

④在合金钢中还有特意添加以改善钢材性能的某些合金元素，如锰（Mn）、钒（V）等。

31.碳元素对钢材的性能有哪些影响？

答：碳含量对钢的强度、塑性、韧性和焊接性有决定性的影响。（其中焊接性是指钢材对焊接的适应性，主要指在一定的焊接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度。）随着碳含量的增加，钢材的抗拉强度和屈服强度提高；但其塑性、冷弯性能和冲击韧性、特别是低温冲击韧性降低，焊接性也变坏。结构钢材的碳含量不能过高，通常不超过0.22%。

32.硫元素对钢材的性能有哪些影响？

答：硫是钢中十分有害的元素。①硫的化合物使钢的焊接性变坏；②硫降低钢材的塑性和冲击韧性。

33.磷元素对钢材的性能有哪些影响？

答：磷是钢中十分有害的元素。磷的有害作用主要是①使钢在低温时韧性降低并容易产生脆性破坏；在高温时，②磷会降低钢的塑性。

34.何为“热脆”？

答：硫与铁的化合物硫化铁（FeS），散布在钢材纯铁体的间层中，当温度在800～1200℃时熔化而使钢材出现裂纹，这种现象称为“热脆”。“热脆”会使钢的焊接性变坏。

35.何为“冷脆”？

答：钢材中由于某些有害元素的存在（如磷元素），使钢材在低温时韧性降低并容易产生脆性破坏，这种现象称为“冷脆”。

36.钢冶炼后因浇注方法（脱氧程度或方法）不同可以分为几种？

答：钢冶炼后因浇注方法不同可以分为四种，分别是：①沸腾钢、②半镇静钢、③镇静钢、和④特殊镇静钢。

37.什么是沸腾钢？

答：沸腾钢是在炉中和盛钢桶中的熔炼钢液中仅用弱脱氧剂锰铁进行脱氧，当钢液注锭时，钢液中仍保留有相当多的氧化铁，与其中的碳等化合生成一氧化碳（CO）等气体大量逸出，致使钢液剧烈“沸腾”，所以称其为沸腾钢。

38.沸腾钢具有什么特点？

答：沸腾钢的缺点是：①沸腾钢注锭后，冷却速度快，溶于钢液中的气体不能全部逸出，而且容易形成气泡包在钢锭中；

②“沸腾”使硫、磷杂质分布不均匀，出现其局部富集的“偏析”现象；③钢的“偏析”及分布不均匀的气泡，不但使钢材的质量不均匀，而且常常使轧制钢材产生分层，降低钢材、特别是厚钢板的抗层状撕裂（即钢板在厚度方向上受拉而分层破坏）的能力。

沸腾钢的优点是：①沸腾钢生产工艺简单；②价格便宜；③质量能满足一般承重钢结构的要求，因此其应用范围比较广泛。

39.什么是镇静钢？

答：镇静钢是在熔炼钢液中加入适量的强脱氧剂硅（或铝）和锰等，进行彻底脱氧，因而钢液注锭时不发生沸腾现象，钢液在钢锭模中平静地逐渐冷却，所以称其为镇静钢。

40.镇静钢具有什么特点？

答：镇静钢的优点是：由于钢液不沸腾、冷却速度比较慢，钢液中的残余气体比较容易逸出，因而①钢材的质量优良、质地均匀、组织致密、杂质少、偏析小。与沸腾钢相比，②其冲击韧性和焊接性比较好；③冷脆和时效敏感性比较小；④强度和塑性也略高。

镇静钢的缺点是：①镇静钢需要一定量的强脱氧剂；②铸锭时需要适当保温；③工艺过程复杂；④冷却后钢锭头部因缩凹而需要切除的部分（约为20%）比较多；⑤价格相应也较高。

41.什么是半镇静钢？

答：半镇静钢是在熔炼钢液中加入少量的强脱氧剂氧化硅（或铝），其脱氧程度、质量、价格介于沸腾钢和镇静钢之间，因而称其为半镇静钢。

42.什么是特殊镇静钢？

答：特殊镇静钢的脱氧程度比镇静钢更高，一般应含有足够的形成细晶粒结构的元素，如铝等，通常是用硅脱氧后再用铝补充脱氧。我国碳元素结构钢中的Q235-D钢，以及桥梁用钢如16Mnq等属特殊镇静钢。

43.热处理的作用是什么？

答：普通钢材轧制后是自然堆放而不做热处理。如经过适当的热处理，则可以显著提高其强度并保持其良好的塑性和韧性。我国一般钢结构中目前尚不采用热处理钢材，而高强度螺栓则是用一些强度较高的优质碳素结构钢（45、35号钢）或低合金结构钢（20MnTiB、40B、35VB钢等），制成螺栓后进行热处理调质（淬火后高温回火），以进一步提高其强度和质量性能。

44.钢材中的残余应力是如何产生的？

答：热轧型钢中的热轧残余应力是因其热轧后不均匀冷却而产生的。其发生机理是：

①在型钢热轧终结时，其截面各处的温度大体相同，但其边缘、尖角及薄细部位因与空气接触表面多而冷却凝固较快，其余部分冷却凝固较迟缓。先冷却部位常形成强劲的约束，阻止后冷却部位金属的自由收缩，从而常使随后冷却的部位受拉，在型钢中产生复杂的残余应力分布。

②钢材在以后的调直和加工（剪切、气割、焊接等）还将改变“①”中的残余应力分布。

钢材或构件经过退火或其它方法处理后，其残余应力可部分乃至全部消除。

45.残余应力对钢材的受力性能有何影响？

答：①钢构件承受荷载时，荷载引起的应力将与截面残余应力叠加，使构件某些部位提前达到屈服强度并发展塑性变形。如继续增加荷载，只有截面弹性区承受荷载的增加值，而塑性区的应力不再增加。所以，构件达到强度极限状态时的截面应力状态与没有残余应力时完全相同，即残余应力不影响构件强度。

②由于构件截面塑性区退出受力和发展塑性变形，残余应力将降低构件的刚度和稳定性。

③残余应力特别是焊接残余应力与荷载应力叠加后，常使钢材处于二维或三维的复杂应力状态下受力，将降低其抗冲击断裂和抗疲劳破坏的能力。

46.温度对钢材的机械性能有何影响？

答：钢材的机械性能随温度的不同而有变化，①当温度由常温升高时，钢材的屈服强度f y、抗拉强度f u和弹性模量E的总趋势是降低的，但在150℃以下时变化不大；②钢材的温度由常温下降至负温度范围内时，钢材的强度（f y、f u）等虽有提高，但塑性和韧性降低、脆性增加。

47.何为“蓝脆”？

答：当温度在250℃左右时，钢材的抗拉强度f u反而有比较大的提高，但此时相应的伸长率δ比较低、冲击韧性变差，钢材在此温度范围内破坏时常呈脆性破坏特征，称其为“蓝脆”。

48.什么是钢材的冷加工硬化（冷作硬化、应变硬化）？

ζ

G

C J H

再

卸加

载载

O O/ε

如图所示：由钢材重复加载的ζ-ε曲线显示，当第一次加载（由O点开始）至已经发展塑性变形的J点后完全卸载至O/点；当再次加载时ζ-ε曲线大致将按卸载时的原有直线O/J回升，荷载更大时再沿原来的钢材一次加载情况的ζ-ε曲线的JGH段变化，表现为钢材的屈服强度提高，弹性范围增加，塑性和伸长率降低。钢材的这种性质称为钢材的冷加工硬化（冷作硬化、应变硬化）。

49.钢材的冷加工硬化对钢材的性能有何影响？

答：钢材在冷拉、冷拔、冷弯、冲切、剪切等冷加工时都会产生很大的塑性变形，由此产生冷作硬化。①冷作硬化可提高钢材的屈服强度，②但同时降低塑性和增加脆性，③对钢结构特别是承受动力荷载的钢结构是不利的。

50.何为钢材的实效硬化？

钢材随时间进展将使屈服强度和抗拉强度提高、伸长率和冲击韧性降低，称为钢材的实效硬化。

51、试解释钢材发生实效硬化的机理？

答：钢材发生实效硬化是由于高温时溶于钢材纯铁体中极少量的氮等，随着时间的延长从纯铁中析出，并形成自由氮化物而存在于纯铁晶粒间的滑动面上，阻止了纯铁体晶粒间的滑移，因而约束了塑性发展。

50.何为钢材的应力集中？

答：钢材的标准拉伸试验是采用经过机械加工的光滑圆形或板状试件，在轴心拉力作用下试件截面应力分布均匀。而实际钢结构的构件中常有孔洞、缺口等，致使构件截面突然改变。在荷载作用下，这些截面突变处的某些部位（孔洞边缘或缺口尖端等处）将产生局部高峰应力，其余部位应力比较低而且分布极不均匀，这种现象称为钢材的应力集中。

51.何为应力集中系数？并叙述其作用。

通常把钢材截面的高峰应力与平均应力（当构件截面受轴心力作用时）的比值称为应力集中系数。用希腊字母η表示。

应力集中系数可表明应力集中程度的高低，其值取决于构件截面突然改变的急剧程度。

52.试叙述应力集中对钢材性能的影响。

答：①在应力集中的高峰应力区内，通常存在着同号的平面应力状态或立体（三维）应力状态，这种应力状态使钢材的变形发展困难而导致脆性状态破坏。钢材构件截面缺口改变愈急剧、即应力集中愈高的试件，其抗拉强度愈高，但塑性愈差、发生脆性破坏的可能性也愈大。

②应力集中引起孔槽边缘处局部的应力高峰；当结构所受净力荷载不断增加时，高峰应力及其邻近处局部钢材将首先达到屈服强度。此后继续增加荷载将使该处发展塑性变形而应力保持不变，所增加的荷载由邻近应力较低处即尚未达到屈服强度部分的钢材承受。然后塑性区逐步扩展，直到构件全截面都达到屈服强度时即为强度的极限状态。因此，因此应力集中一般不影响截面的静力极限承载力，具体进行钢结构设计时可不考虑应力集中的影响。

③比较严重的应力集中、特别是在动力荷载作用下，加上残余应力和钢材加工的冷作硬化等不利因素的影响，常是结构、尤其在低温环境下工作的钢结构发生脆性破坏的重要原因。

所以进行钢结构设计时，应尽量减免构件截面的急剧改变，以减少应力集中，从构造上防止构件的脆性破坏。

53.什么是钢材的疲劳或疲劳破坏？

答：钢材在循环应力多次反复作用下裂纹生成、裂纹扩展、以至钢材断裂破坏的现象称为钢材的疲劳和疲劳破坏。

54.钢材的疲劳破坏有何特征？

答：钢材发生疲劳破坏时，①破坏面上的应力低于钢材的抗拉强度，甚至低于其屈服强度；②破坏断口比较整齐，其表面有比较清楚的疲劳纹理，该纹理显示以某点为中心向外呈半椭圆状放射型的海滨沙滩痕迹般的现象；③通常构件没有明显的变形，呈现出突然的脆性破坏特征。

55.钢材的疲劳破坏与什么因素有关？

答：钢材的疲劳破坏与①钢材的质量、②构件的几何尺寸、③钢材的缺陷、④循环荷载在钢材内部引起的反复循环应力的特征⑤及循环次数有关。

56.钢材的疲劳破坏应力幅或疲劳容许应力幅主要取决于哪些因素？哪些因素影响不显著？

因为钢构件或连接的疲劳破坏是在循环应力反复作用下，产生疲劳裂纹并发生扩展，最终导致钢构件或连接断裂。所以，疲劳破坏应力幅或疲劳容许应力幅主要取决于①应力循环次数n、②构件或连接的具体构造细节和③应力集中程度。

钢材强度等级对疲劳破坏应力幅或疲劳寿命的影响并不显著。

57.钢材疲劳破坏时循环应力特征用什么来描述？

答：钢材疲劳破坏时的循环应力特征可用应力随时间变化的曲线即应力谱描述。疲劳破坏试验通常采用正弦波应力谱，标志应力谱特征①可用应力比ρ=ζmin/ζmax和②ζmax（ζmax和ζmin分别为绝对值最大和最小应力，并常以ζmax的应力为正）来表示；③也可以用应力幅△ζ=ζmax-ζmin和④ζmax表示。

58.何为钢材的疲劳强度极限？或何为钢材的耐久疲劳强度？

答：根据钢材的疲劳试验结果，当钢材、试件、试验环境条件相同、并且应力比ρ=ζmin/ζmax为定值时，最大应力ζmax随疲

劳破坏时应力循环次数n的增加而降低，而且ζ-n曲线具有平行于n轴的渐进线。当n趋于很大时，ζmax趋于ζe f。ζe f表示应力循环无穷多次时试件不致发生疲劳破坏的循环应力ζmax的极限值，称为钢材的疲劳强度极限或称为钢材的耐久疲劳强度。

59.何为钢材的条件疲劳强度？

答：由于钢材的应力循环次数n≥5×106时的疲劳强度变化已经趋于很小，实际应用上常取相应于n=5×106次的疲劳强度作为钢材的耐久疲劳强度，而相应于其它循环次数的疲劳强度ζmax称为钢材的条件疲劳强度。

60.对何种钢结构及对钢结构的何部位在何种条件下应进行疲劳计算？

答：钢结构设计规范规定：对承受动力荷载重复作用的钢构件（如吊车梁、吊车桁架等），当应力变化的循环次数n≥105次时，应对应力循环中出现拉应力的部位进行疲劳计算。而对于上述条件下，出现压应力的部位则不进行疲劳计算，这是因为，对于钢构件或其连接中的微裂纹在压应力的作用下，裂纹不会扩展，而且有逐渐闭合的趋势。

61.对钢结构进行疲劳计算时应选用荷载的什么值？如何考虑动力系数对荷载的影响？

答：计算疲劳破坏时，作用于钢结构的荷载取标准值，不乘荷载分项系数，也不乘动力系数，并按弹性方法计算其应力。这是因为引起疲劳破坏的荷载是经常重复作用的正常使用荷载，即不乘分项系数的荷载标准值。

动力系数的影响在以试验为基础确定的疲劳计算公式和参数中已经加以考虑。

62.对钢结构进行疲劳计算时，如何考虑应力集中与缺陷对疲劳的影响？

答：在对钢结构进行疲劳计算时，不另外考虑应力集中与缺陷（如气孔、非金属夹杂、偏析、咬边、未焊透、未熔透等）的影响，其不利影响已在各部位按具体构造进行疲劳计算分类时加以考虑。但在设计时应该注意从构造上避免过大的应力集中，特殊不利情况时另作考虑。

63.什么叫做钢材或钢结构的脆性断裂？

答：钢材或钢结构的脆性断裂是指低于名义应力（钢材做拉伸试验时的抗拉强度或屈服强度）情况下发生突然断裂的破坏。其断裂面通常是纹理方向单一和比较平的劈裂表面，很少或没有剪切唇边。

64.钢结构发生脆性断裂破坏的影响因素有哪些？

答：钢结构发生脆性断裂破坏往往是多种不利因素综合影响的结果，综合起来有以下几方面：

①钢材的质量差：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重，韧性差等。

②结构构件构造不当：孔洞、缺口或截面改变急剧或布置不当等使应力集中严重。

③制造安装质量差：焊接、安装工艺不合理，焊缝交错，焊接缺陷大，残余应力严重。

④结构承受较大动力荷载，或在较低环境温度下工作等：该项对较厚钢材影响更为严重。

65.如何防止钢结构的脆性断裂？

答：为防止钢结构的脆性断裂，除了必要时需按断裂力学原理作断裂分析外，一般应注意以下几个方面：

①合理设计和选用钢材：具体设计时应注意选择合适的结构方案和杆件截面、连接及构造型式，避免截面的急剧改变，减小构造应力集中。应根据结构的荷载情况（包括静力或动力性质）、所处环境温度和所用钢材厚度，选用合适的钢种并提出需要的技术要求（包括必要的冲击韧性要求）等。

②合理制造和安装：钢材的冷加工易使钢材发生硬化和变脆，应采取措施尽量减少其不利影响。焊接尤其是手工焊接容易产生裂纹或类似裂纹式缺陷，应选择合适的焊接工艺和参数，力求减少焊接缺陷，如对厚钢板采用焊前预热、焊后保温或热处理等措施、使用合格焊工、必要的质量检验等。对结构和构件的拼装应采用合理的工艺顺序，提高精度，减小焊接和装配残余应力。

③建立必要的使用维修规定和措施：应保证结构按设计规定的用途、荷载和环境条件使用不得超规范使用。建立必要的维修措施，经常监视结构尤其是承受动力荷载结构发生裂纹或类裂纹等缺陷或损坏的情况。

66.钢材按化学成分可以分为哪几种？

答：钢材按化学成分可以分为①碳素钢和②合金钢。

67.解释下列名词的含义，16MnVq

答：16MnVq的含义：桥梁用合金钢含碳量0.16%,Mn.V含量低于1.5%。

68.解释下列名词的含义，Q235---A.F;

Q235---A.F的含义：碳素结构钢屈服强度为235N/mm2，A级沸腾钢。

69.钢材选择的原则是什么？钢材的选用应考虑哪些主要因素？

答：钢材选择的原则是：即使结构安全可靠地满足要求，又要尽最大可能节约钢材，降低造价。

钢材选用时应考虑的主要因素为：结构的类型和重要性；荷载的性质；连接的方法；工作条件。

70.如何区别应用沸腾钢和镇静钢或半镇静钢？

答：①一般结构采用Q235钢时可用沸腾钢，此时能满足通常受力要求。

②当有较大动力荷载或处于较低环境温度时的结构不宜用沸腾钢，可选用镇静钢或特殊镇静钢，有时可用半镇静钢。如：

焊接结构的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构；地区冬季计算温度（采暖房内结构可按此提高10℃）小于等于零下

20℃的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构；地区冬季计算温度小于等于零下30℃的其它承重结构。非焊接结构

当地区冬季计算温度小于等于零下20℃的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。

71.钢材最少应具有哪些保证项目？

答：钢材最少应具有①三项机械性能（屈服强度、抗拉强度、伸长率）和②两项化学成分（硫、磷含量）的合格保证项目。

72.常用钢材的规格有哪些？

答：常用钢材的规格有：①热轧钢板、型钢②冷弯薄壁型钢、③压型钢板。

73.解释下列符号含义：∟125×80×8；QⅠ50；HK。

答：∟125×80×8为不等边角钢，长肢宽125mm、短肢宽80mm、厚度8mm；

QⅠ50为轻型工字钢截面高度50cm；

HK为宽翼缘H型钢。

74. 建筑钢材的破坏形式有哪些？其对应特征是什么？

答：（1）塑性破坏的特征是：钢材在断裂破坏时产生很大的塑性变形，其断口呈纤维状，色发暗，有时能看到滑移的痕迹。

发生塑性破坏时变形特征明显，很存易被发现力：及时采取补救措施，因而不致引起严重后果。而且适度的塑性交形能起

到调整结构内力分布的作用，使原先结构应力不均匀的部分趋于均匀、从而提高结构的承载能力。

（2）脆性破坏的特征是：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。由于脆性破坏具有突

然性，无法预测，故比塑性破坏要危险得多，在钢结构工程设计、施工与安装中应采取话当措施尽力避免。

疲劳破坏：经过多次循环反复荷载作用，虽然平均应力低于抗拉强度甚至低于屈服点，也会发生断裂的现象称为疲劳破坏，属于脆性断裂，影响因素：a构件的构造和连接形式，与应力集中程度和参与应力有关，b荷载循环次数，c荷载引起的应力状况。

75.如何划分钢材的质量等级？

76.1、碳素结构钢:

Q235.钢号中质量等级由A到D，表示质量的由低到高。质量高低主要是以对冲击韧性的要求区分的，

2、合金高强度结构钢

45钢也包括A,B,C,D,E五种质量等级，和碳素结构结构钢一样，不同质量等级的是按对冲击韧性的要求区分

79.钢结构中，选用钢材时要考虑哪些主要因素？（8分）

答：结构或构件的重要性；

荷载的性质(静载或动载)；

连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）；

工作条件（温度及腐蚀介质）。

80.建筑结构用钢材必须具备哪些特点？

答：强度高、塑性好、冲击韧性好，具有良好的加工性能，对于焊接结构需要有良好的可焊性。

81.钢结构规范规定哪些情况下，可不计算梁的整体性？

答：a当梁上有面板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移；；b规范规定工字形截面（含

H形钢）简支梁不需稳定性计算的最大长宽比的值；d规范规定当箱形截面尺寸满足高宽比不大于6且长宽比不超过95时，

不计算稳定性

82.钢材有哪几项基本技术指标？各项指标可以来衡量钢材那些方面的性能？

答：（1）屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯性能、冲击韧性。（2）屈服点反映强度指标；抗拉强度反映强度储备；弹模

反映应力应变关系；伸长率、断面收缩率反映钢材塑性性能；冷弯试验评估钢材质量优劣；冲击韧性衡量钢材抵抗脆性破

坏的机械性能。

83.简述哪些因素对钢材性能有影响？

化学成分；冶金缺陷；冷加工和时效硬化；温度影响；应力集中和残余应变；加荷速度和重复加载作用；复杂应力状态。

84.轴心受压构件的稳定承载力与哪些因素有关?

答：构件的几何形状与尺寸；杆端约束程度；钢材的强度；焊接残余应力；初弯曲；初偏心

85.确定轴心受压构件承载力的三种准则：压屈准则；纤维屈服准则；压溃准则。

86..双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲（大多数）和扭转屈曲；单轴对称截面的实腹式轴心压绕

其非对称轴失稳是弯曲屈曲，而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲

87.与其他建筑材料的结构相比,钢结构有哪些特点？

答：（1）建筑钢材强度高，塑性、韧性好钢结构的重量轻（2）钢结构的重量轻

（3）材质均匀，与力学计算假定比较符合4）钢结构制作简便，施工工期短（5）钢结构密闭性较好（6）钢结构耐腐蚀性

差（7）钢材耐热但不耐火（8）低温变脆+薄杆失稳

88.1钢结构具有哪些特点？

答：钢结构具有的特点：1钢材强度高，结构重量轻2钢材内部组织比较均匀，有良好的塑性和韧性3钢结构装配化程度

高，施工周期短4钢材能制造密闭性要求较高的结构5钢结构耐热，但不耐火6钢结构易锈蚀，维护费用大。

89.钢结构的合理应用范围是什么？

答：钢结构的合理应用范围：1重型厂房结构2大跨度房屋的屋盖结构3高层及多层建筑4轻型钢结构5塔桅结构6板壳

结构7桥梁结构8移动式结构

90.钢结构对材料性能有哪些要求？

答：钢结构对材料性能的要求：1较高的抗拉强度fu和屈服点fy2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能3良好的加工性能

91.钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？

答：钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一

次静力单向均匀拉伸试验得到；冷弯性能是由冷弯试验显示出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。

92.影响钢材性能的主要因素是什么？

答：影响钢材性能的主要因素有：1化学成分2钢材缺陷3冶炼，浇注，轧制4钢材硬化5温度6应力集中7残余应力8

重复荷载作用

93.什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？

答：钢材在连续反复荷载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏，这种现象称为

钢材的疲劳或疲劳破坏。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构）以及应

力循环次数。

94.选用钢材通常应考虑哪些因素？

答：选用钢材通常考虑的因素有：1结构的重要性2荷载特征3连接方法4结构的工作环境温度5结构的受力性质

受力部分

1.格构式构件截面考虑塑性发展吗?为什么?

答：格构式构件截面不考虑塑性发展。按边缘屈服准则计算，因为截面中部空

2.计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时，为什么采用换算长细比?

答：格构式轴心受压构件，当绕虚轴失稳时，因肢件之间并不是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来，构件的剪切变形较大，剪力造成的附加影响不能忽略。因此，采用换算长细比来考虑缀材剪切变形对格构式轴心受压构什绕虚轴的稳定承载力的影响。

3.哪些因素影响轴心受压构件的稳定承载力？

答：构件的初弯曲、荷载的初偏心、残余应力的分布以及构件的约束情况等。

4.设计拉弯和压弯构件时应计算的内容？

答：拉弯构件需要计算强度和刚度（限制长细比）；压弯构件则需要计算强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定）、局部稳定和刚度（限制长细比）。

5.什么情况下会产生应力集中，应力集中对钢材材性能有何影响？

答：实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时，构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，即产生应力集中形象。在负温或动力荷载作用下，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源。

6.什么是梁的整体失稳现象?

答：梁主要用寸；承受弯矩，为了充分发挥材料的强度，其截面通常设计成高而窄的形式。当荷载较小时，仅在弯矩作用平面内弯曲，当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突然发生侧向弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的弯扭屈曲或整体失稳。

7.什么是疲劳断裂？影响钢材疲劳强度的因素有哪些？

答；钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。

钢材的疲劳强度取决于构造状况（应力集中程度和残余应力）、作用的应力幅A盯、反复荷载的循环次数。

8.设计拉弯和压弯构件时应计算的内容？

答：拉弯构件需要计算强度和刚度（限制长细比）；压弯构件则需要计算强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定）、局部稳定和刚度（限制长细比）

9.什么情况下会产生应力集中，应力集中对钢材性能有何影响？

答：实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时，构件中的应力分布将不再保持均匀，而是在某些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，即产生应力集中形象。在负温或动力荷载作用下，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源。

10.实腹式轴心受压构件进行截面选择时，应主要考虑的原则是什么？

答：（1）面积的分布尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定承载力和刚度；（2）两个主轴方向尽量等稳定，以达到经济的效果；（3）便于与其他构件进行连接，尽可能构造简单，制造省工，取材方便。

11.影响梁整体稳定的因素包括哪些？提高梁整体稳定的措施包括哪些？

答：影响梁整体稳定的因素包括荷载的形式和作用位置、梁的截面形式、侧向支撑的间距以及支座形式等。提高梁整体稳定的措施包括加强受压翼缘和设置侧向支撑等。

12.什么是疲劳断裂？它的特点如何？简述其破坏过程？

答：概念:疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏

特点：出现疲劳断裂时，截面上的应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度。同时，疲劳破坏属于脆性破坏，塑形变形很小，是一种无明显变形的突然破坏，危险性较大

过程：分为三个阶段裂纹的形成裂纹缓慢扩展最后迅速断裂

疲劳破坏的构件断口上面一部分呈现半椭圆形光滑区，其余部分则为粗糙区，微观裂纹随着应力的连续重复作用而扩展，裂纹两边的材料时而相互挤压时而分离，形成光滑区；裂纹的扩展使截面愈益被削弱，至截面残余部分不足以抵抗破坏时，构件突然断裂，因有撕裂作用而形成粗糙区

13.为何要规定螺栓排列的最大和最小间距要求？

答：受力要求为避免钢板端部被剪断，螺栓的端距不应小于2d0 d0为螺栓孔径。对于受拉构件，各排螺栓的栓距和线距不应过小，否则螺栓周围应力集中相互影响较大，且对钢板截面削弱过多，从而降低其承载能力。对于受压构件，沿作用力方向的栓距不宜过大，否则在被连接的板件间容易发生凸曲现象。

构造要求：若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而发生锈蚀

施工要求：要保证有一定的空间，便于转动螺栓扳手。

14.什么情况下会产生应力集中，应力集中对材料有何影响？

答“当截面完整性遭到破坏，如有裂纹空洞刻槽，凹角时以及截面的厚度或宽度突然改变时，构件中的应力分布将变得很不均匀，在缺陷或洁面变化处附近，会出现应力线曲折密集，出现高峰应力的现象即应力集中。

影响：在应力高峰出会产生双向或三向的应力，此应力状态会使材料沿力作用方向塑性变形的发展受到很大的约束，材料容易脆性变形

15. 什么是冷工硬化（应变硬化）时效硬化？

答：冷工硬化：经冷拉冷弯冲孔机械剪切等冷加工使钢材产生很大塑性变形，产生塑性变形后的钢材再重新加荷时会提高屈服强度，同时降低塑性和韧性 时效硬化：指钢材仅随时间的增长而变脆

16. 什么是梁的内力重分布？如何进行塑性设计？

答：超静定梁的截面出现塑性铰后，仍能继续承载，随着荷载的增大，塑性铰发生塑形转动，结构内力重新分布，是其他截面相继出现塑性铰，直至形成机构，这一过程成为梁的内力重分布 塑形设计只用于不直接承受动力荷载的固端梁和连续梁，是利用内力塑性重分布，充分发挥材料的潜力，塑性铰弯矩按材料理想弹塑性确定，忽略刚才应变硬化的影响，且需满足 （1）梁的弯曲强度 M x 《W 肉nxf (2)售完构件的剪切强度 V 《h w t w f w

17. 截面塑性发展系数的意义是什么？试举例说明其应用条件

答：意义：用来表证截面索允许的塑性发展程度

应用条件：（1）需计算疲劳的梁 取1.0 (2)承受动力作用时 取 1.0 (3)压弯构件受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比

18. 影响轴心受压杆件的稳定系数ψ的因素

答：长细比、截面形式、加工条件、初弯曲、残余应力

19. 影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性措施有哪些？

答：梁的侧向弯曲刚度、扭转刚度、翘曲刚度、梁的跨长

措施：1。放宽梁的受压上翼缘

2、加强梁的受压翼缘

3、增加侧向支撑点，减少L

20. 等效弯矩系数βmax 的意义，将非均匀分布的弯矩量化为均匀分布的弯矩

21. 什么情况下不需要计算工字钢简支梁的整体稳定？

答：有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时

H 型钢或工字型截面简支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度b1之比不超过规定数值时。

22. 4、如何保证梁腹板的局部稳定？（4分） ①当y w f t h 235800≤时，应按构造配置横向加劲肋； ②当y w y f t h f 235170235

800≤<时，应按计算配置横向加劲肋； ③y w f t h 2351700>，应配置横向加劲肋和纵向加劲肋；

23. 选择轴心受压实腹柱的截面时，应考虑哪些原则？

答：1，形状力求简单,便于制造； 2. 宜具有对称轴，改善工作性能 3． 便于和其他构件连接4. 在等截面情况下具有较大惯性矩 5． 两主轴方向等刚度

24. 影响梁整体稳定的因素？

答：A 梁的截面尺寸；b 梁侧向支撑点的距离；c 横向荷载在截面上的作用位置；d 荷载类型；e 梁的端部支撑情况。

25. 试简述如何确定焊接工字形截面组合梁的截面高度H ？

答：1）首先根据建筑布置要求或运输安装或吊装能力要求，确定梁的最大高度，

2）根据刚度要求确定最小梁高

3）根据经济性要求（单根梁的重量最轻）计算经济梁高

26. 格构式和实腹式轴心受压构件临界力的确定有什么不同？双肢缀条式和双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式是什么？为什么对虚轴用换算长细比？

答：格构式轴心受压构件临界力的确定依据边缘屈服准则，并考虑剪切变形的影响；实腹式轴心受压构件临界力的确定依据最大强度准则，不考虑剪切变形的影响。双肢缀条式柱的换算长细比的计算公式：12027A A x x +=λλ 双肢缀板式柱的换算长细比的计算公式：2

120λλλ+=x x 格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时，柱的剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响不能忽略，故对虚轴的失稳计算，常以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响，加大后的长细比称为换算长细比。

27. 轴心压杆有哪些屈曲形式？

答：受轴心压力作用的直杆或柱，当压力达到临界值时，会发生有直线平衡状态转变为弯曲平衡状态变形分枝现象，这种现象称为压杆屈曲或整体稳定，发生变形分枝的失稳问题称为第一类稳定问题。由于压杆截面形式和杆端支承条件不同，在轴心压力作用下可能发生的屈曲变形有三种形式，即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。

28. 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？

答：在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑残余应力的影响、初弯曲和初偏心的影响、杆端约束的影响。

29. 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？

答：格构式轴心受压构件一旦绕虚轴失稳，截面上的横向剪力必须通过缀材来传递。但因缀材本身比较柔细，传递剪力时所产生的变形较大，从而使构件产生较大的附加变形，并降低稳定临界力。所以在计算整体稳定时，对虚轴要采用换算长细比（通过加大长细比的方法来考虑缀材变形对降低稳定临界力的影响）

30. 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？

答：钢梁在弯矩较小时，梁的侧向保持平直而无侧向变形；即使受到偶然的侧向干扰力，其侧向变形也只是在一定的限度内，并随着干扰力的除去而消失。但当弯矩增加使受压翼缘的弯曲压应力达到某一数值时，钢梁在偶然的侧向干扰力作用下会突然离开最大刚度平面向侧向弯曲，并同时伴随着扭转。这时即使除去侧向干扰力，侧向弯扭变形也不再消失，如弯矩再稍许增大，则侧向弯扭变形迅速增大，产生弯扭屈曲，梁失去继续承受荷载的能力，这种现象称为钢梁丧失整体稳定。

31. 影响钢梁整体稳定的主要因素有：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。 提高钢梁整体稳定性的有效措施是加强受压翼缘、增加侧向支承点

32. 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？

答：在钢梁中，当腹板或翼缘的高厚比或宽厚比过大时，就有可能在梁发生强度破坏或丧失整体稳定之前，组成梁的腹板或翼缘出现偏离其原来平面位置的波状屈曲，这种现象称为钢梁的局部失稳。

33. 压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？

答：可见，压弯构件的整体稳定计算比轴心受压构件要复杂。轴心受压构件在确定整体稳定承载能力时，虽然也考虑了初弯曲、初偏心等初始缺陷的影响，将其做为压弯构件，但主要还是承受轴心压力，弯矩的作用带有一定的偶然性。对压弯构件而言，弯矩却是和轴心压力一样，同属于主要荷载。弯矩的作用不仅降低了构件的承载能力，同时使构件一经荷载作用，立即产生挠曲，但其在失稳前只保持这种弯曲平衡状态，不存在达临界力时才突然由直变弯的平衡分枝现象，故压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性属于第二类稳定问题，其极限承载力应按最大强度理论进行分析。

34. 压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？

答：局部稳定性属于平板稳定问题，应应用薄板稳定理论，通过限制翼缘和腹板的宽厚比所保证的。确定限值的原则：组成构件的板件的局部失稳应不先于构件的整体稳定失稳，或者两者等稳。轴心受压构件中，板件处于均匀受压状态；压弯构件中，板件处于多种应力状态下，其影响因素有板件的形状和尺寸、支承情况和应力状况（弯曲正应力、剪应力、局部压应力等的单独作用和各种应力的联合作用），弹性或弹塑性性能，同时还有在腹板屈曲后强度的利用问题

连接部分：

1. 钢结构焊接连接方法的优点和缺点有哪些?

答： 焊接连接的优点：焊接间可以直接连接，构造简单，制作方便；不削弱截面，节省材料；连接的密闭性好，结构的刚度大；可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。

焊接连接的缺点：焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹—旦发生，容易扩展至整个截面，低温冷脆问题较为突出。

2. 高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是什么?

答：高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在于普通螺栓连接在受剪时依靠螺栓栓杆承压和抗剪传递剪力，在拧紧螺帽时螺栓产生的预拉力很小，其影响可以忽略。而高强度螺栓除了其材料强度高之外，拧紧螺栓还施加很大的预拉力，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。

3.简述钢结构连接方法的种类。

答；钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。

4.简述普通螺栓连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算的不同点。

答：在弯矩作用下，普通螺栓连接计算时假定中和轴位于弯矩所指的最下列螺栓处，高强度螺栓摩擦型连接计算时中和轴位于螺栓形心轴处。

5.受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式，如何防止？

答：螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坷、形式有四种：○1栓相被翦断②螺栓承压破坏；③板件净截面被拉断；④端板被栓杆冲剪破坏。第③种破坏形式采用构件强度验算保证，第④种破坏形式由螺栓端距≥2 d0缘证。第①、②种破坏形式通过螺性计算保证。

6.为何要规定螺栓排列的最大和最小容许距离？

答：为了避免螺栓周围应力集中相互影响、钢板的截面削弱过多、钢板在端部被螺栓冲剪破坏、被连接板件间发生鼓曲现象和满足施工空间要求等，规定了螺栓排列的最大和最小容许距离。

7.为什么要在桁架组成的屋盖结构中设置支撑系统，支撑系统的具体作用体现在哪些方法？

答：屋架在其自身平面内为几何形状不变体系并具有较大的刚度，能承受屋架平面内的各种荷载。但平面屋架本身在垂直于屋架平面的侧向刚度和稳定性则很差，不能承受水平荷载。因此需设置支撑系统。支撑系统的具体作用主要体现在：保证结构的空间整体作用；避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动；承担和传递水平荷载；保证结构安装时的稳定与方便。

8.简述普通螺栓连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的不同点？

答：在弯矩作用下，普通螺栓连接计算时假定中和轴位于弯矩所指的最下列螺栓处，高强度螺栓摩擦型连接计算时中和轴位于螺栓形心轴处。

9.钢结构连接设计应符合的原则是什么？

答：钢结构的连接设计应符合安全可靠、节省钢材、构造简单、制造安装方便等原则。

10.钢结构的连接方法分哪几种？

答：钢结构的连接方法可分为焊缝连接、螺栓连接和铆钉连接等。

11.螺栓连接可分为几类？

答：螺栓连接可分为普通螺栓连接和高强度螺栓连接。

12.螺栓连接的优点是什么？螺栓连接的缺点是什么？

答：螺栓连接的优点：安装方便，特别适用于工地安装连接；也便于拆卸，适用于需要装拆结构的连接和临时性连接。

螺栓连接的缺点：需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量；螺栓孔还使构件截面削落，而且，被连接的板件需要互相搭接或另加角钢或拼接板等连接件，因而多费钢材。

13.C级螺栓连接的优缺点各是什么？

答：C级螺栓连接又称粗制螺栓连接。其优点是结构的装配和螺栓装拆方便，操作不需要复杂的设备，比较适用于承受拉力；而其受剪性能则较差，承受剪力时常需另加承托。粗制螺栓常用于承受拉力的安装螺栓连接、次要结构和可拆卸结构的受剪连接、以及安装时的临时连接。

14.为什么C级螺栓连接的受剪性能较差？

答：C级螺栓连接的受剪性能较差是因为连接的孔径大于杆径较多，当连接所受剪力超过被连接板件间的摩擦力时，板件间的将发生较大的相对滑移变形，直至螺栓杆与板件孔壁一侧接触；又由于螺栓孔中距不准，致使个别螺栓先与孔壁接触；再加上接触面质量较差；使各个螺栓受力不均匀。

15.A、B级普通螺栓连接有何优缺点？一般用于何种受力连接？

答： A、B级螺栓连接由于加工精度高、尺寸准确和杆壁接触紧密，可用于承受较大的剪力、拉力的安装连接，受力和抗疲劳性能较好，连接变形较小；其缺点是制造和安装都较费工，价格昂贵，在钢结构中较少采用。A、B级螺栓主要用于直接承受较大动力荷载的重要结构的受剪安装。目前，实际工程中A、B级普通螺栓连接通常被摩擦型高强度螺栓连接取代。

16.高强度螺栓分为几类？各有什么优缺点？

答：当高强度螺栓承受剪力时，按照设计和受力要求的不同，可分为摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓两种。

摩擦型高强度螺栓连接由于始终保持板件接触面间摩擦力不被克服和不发生相对滑移，因而其整体性和刚度好，变形小，受力可靠，耐

疲劳。主要用于直接承受动力荷载结构的安装连接、以及构件现场拼接和高空安装连接的一些部位。

承压型高强度螺栓连接在承受剪力时，利用了摩擦力克服后继续增长的连接承载力，所以其设计承载力高于摩擦型螺栓，因而螺栓的总用量也可以节省；但摩擦型高强度螺栓连接相比，其整体性和刚度差，变形大，动力性能差，实际强度储备小；只用于承受静力或间接动力荷载结构中允许发生一定滑移变形的连接。

高强度螺栓连接的缺点：是在材料、扳手、制造和安装等方面有一些特殊技术要求，价格也较贵。

17（a）.铆钉连接的优缺点是什么？

答：铆钉杆烧红铆合时在压力下膨胀，紧紧填满全孔；冷却时杆身缩短，使两端铆钉头压紧被连接钢板，铆钉杆受一定的初拉力。所以铆钉连接的塑性、韧性和整体性好，连接变形小，传力可靠，承受动力荷载时的疲劳性能好，质量也便于检查，特别使用于重型和直接承受动力荷载的结构。铆钉连接构造复杂，用钢量大，施工麻烦，大铆时噪音大，劳动条件差。目前几乎已不在工程中应用。

17.什么情况下不需要计算工字钢简支梁的整体稳定？

18.答：有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时

H型钢或工字型截面简支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度b1之比不超过规定数值时。

19.影响高强度螺栓连接承载力的因素有哪些？

答：栓杆预应力、连接表面的抗滑移系数、钢材种类、螺栓的排列

20.为何要规定螺栓排列的最大和最小间距要求？

答：受力要求为避免钢板端部被剪断，螺栓的端距不应小于2d0 d0为螺栓孔径。对于受拉构件，各排螺栓的栓距和线距不应过小，否则螺栓周围应力集中相互影响较大，且对钢板截面削弱过多，从而降低其承载能力。对于受压构件，沿作用力方向的栓距不宜过大，否则在被连接的板件间容易发生凸曲现象。

构造要求：若栓距及线距过大，则构件接触面不够紧密，潮气易于侵入缝隙而发生锈蚀

施工要求：要保证有一定的空间，便于转动螺栓扳手。

21. 分析围焊缝在扭矩作用下的应力时，采用以下假定：

A被连接板件为绝对刚性，焊缝为弹性

B在扭矩作用下，板件绕有效截面形心轻微转动，于是焊缝上产生不均匀的弹性变形，焊缝上任一点应力的方向与扭矩的方向一致，且垂直于该点与焊缝有效截面形心的连线。

22. 纯弯曲梁的工作阶段，通常视为理想弹塑性体且截面中的应变符合平面假定。

23. 弹性工作阶段;；弹塑性工作阶段；塑性工作阶段；

24.角焊缝按施焊位置如何如何划分？及优缺点。

答：立焊：施焊较难，焊缝质量和效率均较平焊低。

横焊：施焊较难，焊缝质量和效率均较平焊低。

平焊：其施焊方便，质量易于保证，故应尽量采用

仰焊：施焊条件最差，焊缝质量不易保证，故应从设计构造上尽量避免

24b角焊缝的构造要求？

答：1、最大焊脚尺寸：为了避免烧穿较薄的焊件，减少焊接应力和焊接变形，角焊缝的焊脚尺寸不宜太大。规范规定：除了直接焊接钢管结构的焊脚尺寸hf不宜大于支管壁厚的2倍之外，hf不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍。

在板件边缘的角焊缝，当板件厚度t＞6mm时，hf≤t；当t＞6mm时，hf≤t-（1-2）mm；。圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔直径或槽孔短径的1/3。

2、最小焊脚尺寸：焊脚尺寸不宜太小，以保证焊缝的最小承载能力，并防止焊缝应冷却过快而产生裂纹。因此规定最小焊缝尺寸1.5根号t。

3、侧面角焊缝的最大计算长度：侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf。这是因为侧焊缝应力沿长度分布不均匀，两端较中间大，且焊缝越长差别越大。当焊缝太长时，虽然仍有因塑性变形产生的内力重分布，但两端应力可首先达到强度极限而破坏。若内力沿测面角焊缝全长分布时，比如焊接梁翼缘板与腹板的连接焊缝，计算长度可不受上述限制。

4、角焊缝的最小计算长度：角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近，以及焊缝中可能产生的其他缺陷，使焊缝不够可靠。角焊缝的计算长度均不得小于8hf和40mm

25.焊缝等级及检验

答：1、一级焊缝要求对‘每条焊缝长度的100%’进行超声波探伤；

2、二级焊缝要求对‘每条焊缝长度的20%’进行抽检，且不小于200mm进行超声波探伤。

3、一级、二级焊缝均为全焊透的焊缝，并不允许存在如表面气孔、夹渣、弧坑裂纹、电弧檫伤等缺陷；

4．三级焊缝只要求对全部焊缝做外观检查。常见的缺陷有：裂纹，焊瘤，烧穿，弧坑，气孔，夹渣，咬边，未熔合，未焊透.

26.一级、二级焊缝的抗拉压、抗弯、抗剪强度均于母材相同

27.摩擦型高强度螺栓工作机理是什么？

答：依靠连接板件间的摩擦力来承受荷载，以板件间的摩擦力刚要被克服作为承载能力极限状态。

28.焊接残余应力对结构有什么影响？三个方向？

答：不影响构件静力强度；降低构件稳定承载力；降低结构的疲劳强度；降低结构的刚度；加速构件的脆性破坏；残余变形影响安装、正常使用。方向：纵向，横向和厚度方向。

29.减小焊接残余应力和残余变形的方法

答：多数残余应变与残余变形是由于构造不当货焊接工艺欠妥引起

设计措施：1、尽量减少焊缝的尺寸和数量，采取适宜的焊脚尺寸和长度2、尽量对称布置，连接尽量平滑3、避免焊缝过分集中或多方向交汇于一点，以免相交处形成多号应力场使材料变脆4、搭接长度不宜小于5tmin及25mm，且不应采用一条正面角焊缝传力5、焊缝布置应在焊工便于施焊位置，尽量避免仰焊

焊接工艺：1采用合理的焊序和方向；2先焊收缩较大的焊缝；3先焊受力大的主要焊缝；4反变形法，预热，后热；5高温回火；6用带小圆弧的小锤轻击焊缝，使焊缝得到延展，也降低焊接残余应力

30.螺栓在钢板上应怎样排列合理？

答：螺栓在钢板上的排列有两种形式：并列和错列。并列布置紧凑，整齐简单，所用连接板尺寸小，但螺栓对构件截面削弱较大；错列布置松散，连接板尺寸较大，但可减少螺栓孔对截面的削弱。螺栓在钢板上的排列应满足三方面要求：①受力要求②施工要求③构造要求，并且应满足规范规定的最大最小容许距离：最小的栓距为3d0，最小的端距为2d0

31.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？

答：钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。焊接的优点：1不需打孔，省工省时；2任何形状的构件可直接连接，连接构造方便；3气密性、水密性好，结构刚度较大，整体性能较好

32.焊缝可能存在的缺陷有哪些？

答：焊缝可能存在的缺陷有裂纹、气孔、夹碴、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。

33.10.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？

答：焊缝质量分为三个等级。三级质量检查只对全部焊缝进行外观缺陷及几何尺寸检查，其外观可见缺陷及几何尺寸偏差必须符合三级合格标准要求；二级质量检查除对外观进行检查并达到二级质量合格标准外，还需用超声波或射线探伤20％焊缝，达到B级检验Ⅲ级合格要求；一级质量检查除外观进行检查并符合一级合格标准外，还需用超声波或射线对焊缝100％探伤，达到B级检验Ⅱ级合格要求；34.对接焊缝的构造要求有哪些？

答：对接焊缝的构造要求有：

1一般的对接焊多采用焊透缝，只有当板件较厚，内力较小，且受静载作用时，可采用未焊透的对接缝。

2为保证对接焊缝的质量，可按焊件厚度不同，将焊口边缘加工成不同形式的坡口。

3起落弧处易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工复杂，因此除承受动力荷载外，一般不用引弧板，而是计算时为对接焊缝将焊缝长度减2t（t为较小焊件厚度）。

4对于变厚度（或变宽度）板的对接，在板的一面（一侧）或两面（两侧）切成坡度不大于1:2.5的斜面，避免应力集中。

5当钢板在纵横两方向进行对接焊时，焊缝可采用十字形或T形交叉对接，当用T形交叉时，交叉点的间距不得小于200mm。

35.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？

答：角焊缝的计算假定是：1破坏沿有效载面；2破坏面上应力均匀分布。

36.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？

答：钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀的温度场，在高温区产生拉应力，低温区产生相应的压应力。在无外界约束的情况下，焊件内的拉应力和压应力自相平衡。这种应力称焊接残余应力。随焊接残余应力的产生，同时也会出现不同方向的不均匀收缩变形，称为焊接残余变形。

焊接残余应力的影响：1对塑性较好的材料，对静力强度无影响；2降低构件的刚度；3降低构件的稳定承载力；4降低结构的疲劳强度；5在低温条件下承载，加速构件的脆性破坏。

焊接残余变形的影响：变形若超出了施工验收规范所容许的范围，将会影响结构的安装、正常使用和安全承载；所以，对过大的残余变形必须加以矫正。

37.减少焊接残余应力和变形的方法：

答：1.合理设计:选择适当的焊脚尺寸、焊缝布置应尽可能对称、进行合理的焊接工艺设计，选择合理的施焊顺序。

2.正确施工：在制造工艺上，采用反变形和局部加热法；按焊接工艺严格施焊，避免随意性；尽量采用自动焊或半自动焊，手工焊时避免仰焊。

38.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？

答：普通螺栓连接中的抗剪螺栓连接是依靠螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。当受剪螺栓连接在达到极限承载力时，可能出现五种破坏形式，即螺栓被剪断、孔壁被挤压坏、构件被拉断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。

高强螺栓连接中的抗剪螺栓连接时，通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力，同时也使被连接件接触面相互压紧而产生相应的摩擦力，依靠摩擦力来传递外力。它是以摩擦力刚被克服，构件开始产生滑移做为承载能力的极限状态。

39.螺栓的排列有哪些构造要求？

答：螺栓排列的构造要求：

1受力要求:端距限制—－防止孔端钢板剪断，≥2do；螺孔中距限制—限制下限以防止孔间板破裂即保证≥3do，限制上限以防止板间翘曲。

2构造要求:防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀，限制螺孔中距最大值。

3施工要求:为便于拧紧螺栓，宜留适当间距。

40.普通螺栓抗剪连接中，有可能出现哪几种破坏形式？具体设计时，哪些破坏形式是通过计算来防止的？哪些是通过构造措施来防止的？如何防止？

41.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？

答：级别代号中，小数点前的数字是螺栓材料经热处理后的最低抗拉强度，小数点后数字是材料的屈强比（fy/fu ）。

8.8级为：fu≥800N/mm2，fy/fu=0.8

10.9级为：fu ≥ 1000N/mm2，fy/fu=0.9