鋼結構基本原理複習總結
一．填空題
1、 影響結構疲勞壽命的最主要因素是構造狀態、 迴圈荷載和迴圈次數 。
2、 鋼材的機械效能指標為屈服強度、抗拉強度、伸長率、 冷彎效能 、
z向收縮率和衝擊韌性 。
3、 荷載作用點的位置對梁的整體穩定有影響，相對於荷載作用於工字形截面簡支梁受拉翼緣，當荷載作用於梁的受壓翼緣時，其梁的整體穩定性將降低 。
4、 某工字形組合截面簡支梁，若腹板的高厚比為100，應設定橫向加勁肋，
若腹板高厚比為210，應設定縱向加勁肋。
5．鋼材中含有c、p、n、s、o、cu、si、mn、v等元素,其中 n、o 為有害的雜質元素。
6、在軸心受壓構件中，確定箱形截面板件滿足區域性穩定的寬（高）厚比限值的原則是構件應力達到屈服前其板件不發生區域性屈曲（或區域性屈曲臨界應力不
低於屈服應力，或不先於屈服） ，確定工字形截面確定板件寬（高）厚比限
值的原則是構件整體屈曲前其板件不發生區域性屈曲（或區域性屈曲臨界應力不
低於整體屈曲臨界應力或等穩定或不先於整體失穩） 。
7．衡量鋼材塑性效能的主要指標是伸長率 。
8.鋼材的三脆是指熱脆 、 冷脆 、 藍脆 。
9.鋼材五項機械效能指標是屈服強度 、 抗拉強度 、 延伸率 、 冷彎效能 、 衝擊韌性 。
10．對於綴板式格構柱，單肢不失穩的條件是單肢穩定承載力不小於整體穩定承載力 ，且不大於容許長細比 。
11．綴條式格構柱的綴條設計時按軸心受力構件計算。
12．對於綴條式格構柱，單肢不失穩的條件是單肢穩定承載力不小於整體穩定承載力 。
13.薄板的強度比厚板略高 。
14．角焊縫的最小計算長度不得小於和焊件厚度 。
15．承受靜力荷載的側面角焊縫的最大計算長度是 。
16．在螺栓連線中，最小端距是 2d0 。
17．在螺栓連線中，最小栓距是 3d0 。
18．普通螺栓連線,當板疊厚度∑t〉5d時 (d－螺栓直徑),連線可能產生栓杆受彎破壞。
19．單個普通螺栓承壓承載力設計值，式中表示受力方向承壓構件總厚度的較小值。
20．普通螺栓連線靠螺栓杆傳遞剪力；摩擦型高強度螺栓連線靠摩擦力傳遞剪力。
21.手工焊焊接q235鋼，一般採用 e43 型焊條。
22.焊接結構在焊縫附近形成熱影響區,該區材質存在缺陷 。
23.側面角焊縫連線或正面角焊縫的計算長度不宜。
24.承壓型高強度螺栓僅用於承受非動力荷載結構的連線中。
25.採用手工電弧焊焊接q345鋼材時應採用 e50 焊條。
26．格構式軸心受壓構件的等穩定性的條件繞虛軸與繞實軸的長細比相同 。
27．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。
28. 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。
29．軸心受壓構件的缺陷有殘餘應力 、 初始偏心 、 初始曲率 。
30．軸心受壓構件的屈曲形式有彎曲屈曲 、 扭轉屈曲 、 彎扭曲屈曲 。
31．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 。
32．時效硬化會改變鋼材的效能，將使鋼材的強度提高， 塑性、韌性降低。
33．鋼材在250c度附近有強度提高塑性、韌性降低現象，稱之為藍脆現象。
二．簡答題
1．簡述哪些因素對鋼材效能有影響？
化學成分；冶金缺陷；鋼材硬化；溫度影響；應力集中；反覆荷載作用。
2．鋼結構用鋼材機械效能指標有哪幾些？承重結構的鋼材至少應保證哪幾項指標滿足要求？
鋼材機械效能指標有：抗拉強度、伸長率、屈服點、冷彎效能、衝擊韌性；
承重結構的鋼材應保證下列三項指標合格：抗拉強度、伸長率、屈服點。
3．鋼材兩種破壞現象和後果是什麼？
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，並有較長的變形持續時間，可便於發現和補救。鋼材的脆性破壞，由於變形小並突然破壞，危險性大。
4．選擇鋼材屈服強度作為靜力強度標準值以及將鋼材看作是理想彈性一塑性材料的依據是什麼？
選擇屈服強度fy作為鋼材靜力強度的標準值的依據是：①他是鋼材彈性及塑性工作的分界點，且鋼材屈服後，塑性變開很大（2%~3%），極易為人們察覺，可以及時處理，避免突然破壞；②從屈服開始到斷裂，塑性工作區域很大，比彈性工作區域約大200倍，是鋼材極大的後備強度，且抗拉強度和屈服強度的比例又較大（q235的fu/fy≈1.6~1.
9）,這二點一起賦予構件以fy作為強度極限的可靠安全儲備。
將鋼材看作是理想彈性—塑性材料的依據是：①對於沒有缺陷和殘餘應力影響的試件，比較極限和屈服強度是比較接近（fp=(0.7~0.
8)fy），又因為鋼材開始屈服時應變小（εy≈0.15%）因此近似地認為在屈服點以前鋼材為完全彈性的，即將屈服點以前的б-ε圖簡化為一條斜線；②因為鋼材流幅相當長（即ε從0.15%到2%~3%），而強化階段的強度在計算中又不用，從而將屈服點後的б-ε圖簡化為一條水平線。
5．什麼叫做衝擊韌性？什麼情況下需要保證該項指標？
韌性是鋼材抵抗衝擊荷載的能力，它用材料在斷裂時所吸收的總能量(包括彈性和非彈性能)來度量，韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標。在寒冷地區建造的結構不但要求鋼材具有常溫()衝擊韌性指標，還要求具有負溫(、或)衝擊韌性指標。
6．為什麼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，並消除顯微組織的缺陷，也可使澆注時形成的氣孔，裂紋和疏鬆，在高溫和壓力作用下焊合。因而經過熱軋後，鋼材組織密實，改善了鋼材的力學效能。薄板因輥軋次數多，其強度比厚板略高。
7．同一種鋼材的伸長率指標為什麼δ5>δ10
若圓形段原標距長度l0=10d0(d0為圓柱試件直徑)，所得的伸長率用δ10；若圓柱段原標距長度l0=5d0，所得的伸長率用δ5。試件拉斷時的絕對變形值l內有兩部分，其一是整個工作段的均勻伸長，其二是「頸縮」部分的區域性伸長；由於均勻伸長與原標距長度有關，而區域性伸長僅與原標距長度的橫截面尺寸有關，因此，伸長率δ的大小同試件原標距長度與橫截面尺寸的比值有關，所以δ5≠δ10；又因為區域性伸長在原標距長度小的試件中所佔變形的比例大，故δ5>δ10。
8．對於重要的受拉或受彎的焊接結構，需要具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷、碳含量，冷彎試驗的合格保證，為什麼還需要具有常溫衝擊韌性的合格保證。
重要的受拉或受彎焊接結構由於焊接殘餘應力δr 的存在，往往出現多向拉應力場，因而有發生脆性破壞的較大危險。同時對受拉、受彎的焊接構件與受壓（含壓彎）構件的受力狀態不同，導致對缺陷反映速度不同，受拉，受彎構件反映速度快，對鋼材質量要求較高。因此對這類構件要求有常溫衝擊韌性的合格保證。
9．為什麼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，焊件的區域性加熱嚴重，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。
10．對接焊縫在哪種情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。由於
一、二級檢驗的焊縫與母材強度相等，故只有**檢驗的焊縫才需進行抗拉強度驗算。
11．在抗剪連線中,普通螺栓連線與摩擦型高強度螺栓連線的工作效能有何不同？
普通螺栓受剪時，從受力直至破壞經歷四個階段，由於它允許接觸面滑動，以連線達到破壞的極限狀態作為設計準則；高強度螺栓在擰緊時，螺桿中產生了很大的預拉力，而被連線板件間則產生很大的預壓力。連線受力後，由於接觸面上產生的摩擦力，能在相當大的荷載情況下阻止板件間的相對滑移，因而彈性工作階段較長。當外力超過了板間摩擦力後，板件間即產生相對滑動。
高強度螺栓摩擦型連線是以板件間出現滑動為抗剪承載力極限狀態，
12．螺栓在鋼板上應怎樣排列合理？
螺栓在鋼板上的排列有兩種形式：並列和錯列。並列布置緊湊，整齊簡單，所用連線板尺寸小，但螺栓對構件截面削弱較大；錯列布置鬆散，連線板尺寸較大，但可減少螺栓孔對截面的削弱。
螺栓在鋼板上的排列應滿足三方面要求：①受力要求②施工要求③構造要求，並且應滿足規範規定的最大最小容許距離：最小的栓距為3d0，最小的端距為2d0
13．在選用鋼材時應考慮哪些因素？
結構的重要性、荷載情況、連線方法、結構所處的溫度和環境、鋼材厚度
14．軸心受壓構件的穩定承載力與哪些因素有關?
構件的幾何形狀與尺寸；杆端約束程度；鋼材的強度；焊接殘餘應力；初彎曲；初偏心
15．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：栓杆被剪斷；板件被擠壞；板件被拉斷；板件衝剪破壞；栓杆受彎破壞。前三種是通過計算避免破壞，最後兩種通過構造方法避免破壞。
16．焊接殘餘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。
對結構的疲勞強度有明顯的不利影響。
17．與其他建築材料的結構相比,鋼結構有哪些特點？
（1）建築鋼材強度高，塑性、韌性好鋼結構的重量輕（2）鋼結構的重量輕
（3）材質均勻，與力學計算假定比較符合4）鋼結構製作簡便，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
18．格構柱繞虛軸的穩定設計為什麼要採用換算長細比？
格構式軸心受壓柱當繞虛軸失穩時，剪力主要由綴材分擔，柱的剪下變形較大，剪力造成的附加撓曲影響不能忽略，故對虛軸的失穩計算，常以加大長細比的辦法來考慮剪下變形的影響，加大後的長細比稱為換算長細比。
19．高強螺栓連線有幾種型別？其效能等級分哪幾級？
高強螺栓連線有兩種型別：摩擦型連線和承壓型連線。高強螺栓效能等級分8.8級和10.9級。
20．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並與其牢固連線，能阻止梁受壓翼緣的側向位移時；
（2）工字形截面簡支梁受壓翼緣的自由長度與其寬度之比不超過規定的數值時；
（3）箱形截面簡支梁，其截面尺寸滿足，且時。
29．什麼叫做組合梁喪失區域性穩定？如何避免區域性失穩？
組合梁一般由翼緣和腹板等板件組成，如果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後，腹板或受壓翼緣有可能偏離其平面位置，出現波形鼓曲，這種現象稱為梁區域性失穩。採用限制寬厚比的辦法來保證梁受壓翼緣板的穩定性，採用設定加勁肋的方法來保證腹板的區域性穩定性。
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