水工刚结构简答题
1)角焊缝有哪些主要的构造要求？为什么设置这些要求，请简述其原因？答：角焊缝的主要尺寸是焊脚尺寸hf和焊缝计算长度lw,他们应该满足下列构造要求。(1)考虑起弧和灭弧的弧坑影响，每条焊缝的计算长度lw,取其实际长度减去2hf;(2)最小焊脚尺寸hf≧1.5 maxt,其中tmax较厚焊件厚度；若焊缝hf过小，而焊件过厚时，则焊缝冷却过快，焊缝金属易产生淬硬组织，降低塑性；（3）最大焊脚尺寸hf≦1.2tmin，其中tmin薄焊件厚度；若焊缝hf过大，易使母材形成过烧现象，同时也会产生过大的焊接应力，使焊件翘曲变形；（4）最小焊缝计算长度lw,≧40mm及8hf是为了避免焊缝横向收缩时，引起板件拱曲太大；（5）最大侧焊缝计算长度lw,≦60hf，由外力在侧焊缝内引起的剪应力，在弹性阶段沿侧焊缝长度方向的分布是不均匀的，为避免端部先坏，应加以上限制；（6）在端焊缝的搭接连接中，搭接长度不小于5tmin及25mm；是为了减少收缩应力以及因传力偏心在板件中产生的次应力；（7）在次要构建或次要焊缝中，由于焊缝受力很小，采用连续焊缝其计算厚度小于最小容许厚度时，可改为采用间断焊缝，避免局部凸曲而对受力不利和潮气侵入引起锈蚀。
2)焊接组合梁的设计包括哪几项内容？
答：①首先根据梁的跨度与荷载求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求，来选择经济合理的截面尺寸，有事可以在弯矩较小处减小梁的截面；②计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝；③验算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋④设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接⑤绘制施工详图。
3)图中所示为一平面钢闸门门叶结构示意图，请分别指明图中的序号所对应的构件名称？
答：面板、顶梁、水平次梁、横向隔板、吊耳、主梁、纵向连接系、主轮、边梁；
4) 在选定结构所需的钢材种类时，应考虑结构结构的哪些特点？
答：结合么钱钢铁生产实际情况，努力做到即使结构安全可靠，又要尽力节约钢材，降
低造价选用时注意以下几点：（1）结构所承
载特性，（2）结构类型及重要性,（3）连接
的方法（4）结构的工作温度和所处的环境。
5)加劲肋在钢梁设计中的作用是什
么？有哪些类型？在钢梁设计中必要
时，为什么增设加劲肋而不直接加大腹
板厚度？
答：作用是提高局部稳定性；有横向加劲肋
和纵向加劲肋；因为钢结构设计中要求采用
薄板，如果加大腹板厚度是不经济的。
6)翼钢结构连接和轴心受压构件的设
计为例，阐述等稳定原则在钢结构设
计中的具体应用。
答：在焊接连接中，要求焊缝截面强度不能
高于母材截面强度；在螺栓连接设计中，螺
栓连接强度和拼接板强度和母材强度匹
配等，这些体现出等稳定设计的概念；在受
压构件设计中，要求两个方向的稳定性接近
相等，这也是等稳定原则的体现。
7)当采用平面桁架作为屋卖弄承重体
系时，为什么要设置屋架支撑？支撑的
作用是什么？
答：平面桁架在平面外刚度很小，容易发生
侧向倾斜。作用为：保证桁架体系的空间几
何稳定性；提供弦杆的侧向支撑点；提高侧
向刚度及稳定性；使结构具有空间整体作用；
保证结构安装时的稳定与方便。
8)简述钢材的一次单项拉伸试验中，
随着荷载的增加，钢的工作大致可以分
为哪几个阶段？在试验测得的应力应
变曲线图可以显示哪几项机械性能指
标？
答：钢的工作大致可以分为：弹性阶段、弹
塑阶段、塑性阶段、自强和破坏阶段应力应
变曲线图可以显示的机械性能指标：比例极
限；屈服点；（屈服强度）；抗拉强度。
9)普通螺栓与高强度螺栓在受力特性
方面有什么区别？
答：两者受力主要区别是：普通螺栓连接的
螺母拧紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承
压和抗剪来传递剪力。高强度螺栓是靠凝紧
螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，
使连接构件夹紧而是搂面的摩擦阻力来承受
连接内力。
10)整体稳定临界应力受哪几个因素
的影响？如何提高和保证钢梁的整体
稳定性？
答：影响整体稳定临界应力的因素有：受压
翼缘的自由长度，梁截面的侧向抗弯刚度以
及抗扭刚度；提高和保证钢梁整体稳定性的
措施；设置纵向联接或称纵向支撑以减小受
压翼缘的自由长度，或适当加大受压翼缘的
宽度。
11)简述平面闸门结构布置主要有哪
些内容？
答：结构布置的主要内容：主梁的布置，包
括主梁的数目和位置，梁格的布置，梁格联
接形式，边梁的布置。
12)钢结构在水利工程的合理应用范
围有哪些？
答：1、活动式结构；2、可拆卸或移动的结
构；3、高耸结构；4、板结构；5、大跨度结
构；6、海工钢结构
13)为什么说梁高的选择是梁截面选
择中的关键？最小梁高和经济梁高根
据什么条件和要求确定的？
答：梁高的选择是梁截面选择中的关键，因
为截面各部分尺寸都将随梁高二改变。最小
梁高是根据刚度条件而定的，使组合梁在充
分利用钢材强度前提下或满足梁的刚度现行
规格。再设计中一般选择梁高比经济高校
10%--20%，单不得校友最小梁高。
14)简述轴心受压实腹式构件的截面
选择步骤?
答：轴心受压实腹式构件截面选择步骤：假
定长细比；根据假定长细比和等稳定条件初
步稳定A、b1和h；试选翼缘厚度和板腹厚
度；验算体稳定性，截面削弱时还需验算截
面强度；局部稳定验算。
16、简述面板设计主要有哪些内容？
答：面板设计的主要内容：初选面板厚度，
面板参加主次梁整体弯曲时的强度验算，面
板与梁格的连接计算。
17、钢材的机械性能为什么按厚度的大小进行分组取用
答：钢材的屈服强度的高低与钢材品粒粗细有关，材质好、厚度薄的钢材轧制次数多，晶粒细，内部组织均匀，屈服强度高，在国标中对同一牌按其厚度大小规定不同屈服强度。
18、组合梁腹板支座区段和跨中区段的局部稳定性有何异同？
在什么情况下应该设置横向加劲肋或纵向加劲肋？答：对于组合梁的腹板，在靠近支承端，常会由于剪应力作用面丧失局部稳定，通常采用横向加劲肋将腹板区分成若干段。当薄板因受压货受弯而失稳，必要时可采用纵向加劲肋。当组合梁的跨度与高度都很大，梁的跨中部分腹板主要由于弯应力作用失稳，须采用纵向加劲肋。
19、轴心受压格构式构件对虚构的稳定性为什么要采用换算长细比？
答：格构式构件对虚轴的稳定性比具有同样轴比的实腹式构件小，因为格构式构件的单肢是每隔一定距离用缀才联系起来的，当构件绕虚轴失稳时剪力引起的变形比实腹式构件答得多，计算时不能忽略。格构式构件对虚轴的稳定性是以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响，而加大后的长细比就成为换算长细比。
20、闸门是如何进行分类的？分别指出在各种分类方式中闸门的类型。
答：闸门的类型很多，主要划分有：1、按闸门的功能可分为工作闸门、事故闸门、检修闸门、和施工闸门；2、按闸门孔口的位置分为露顶闸门和潜孔闸门；3、按闸门的结构形式可分为平面闸门、弧形闸门及人字闸门。
21、预应力钢结构的优越性是什么？答：由于在结构中采用预应力，既可以调整结构的内力，又可采用高强度钢索，从而可以充分发挥钢材应有的弧度，并能再加结构的刚度，可以较大幅度地节约钢材。
22、影响钢材机械性能的主要因素有哪些？
答：影响钢材机械性能的主要因素有：钢材的化学成分，钢的冶炼、浇注和轧制，复杂应力和应力集中，实效硬化、冷作硬化和低
温影响。
23、钢梁能否采用塑性设计应考虑哪
些因素的影响？
答：钢梁能否采用塑性设计应考虑下列因素
的影响：变形的影响1、变形的影响；2、
剪应力的影响；3、局部稳定的影响；4、脆
断或疲劳的影响；5、钢材本身有较好的塑性
24、屋架内力计算时考虑了哪几种荷
载组合？为什么？
答：屋架内力计算时考虑了以下三种结合：1、
全跨永久荷载+全跨可变荷载2、全跨永久
荷载+半跨可变荷载3、全跨屋架、支撑及天
窗架自重+半跨檀条、屋面板和活荷载，这主
要是根据使用过程和施工过程中可能出现的
最不利组合进行计算
25、简单介绍以下钢材单向拉伸试验
测得的应力应变曲线图，分为哪几个
阶段，并画图示意
答：钢材单向拉伸试验测得应力应变曲线图
可以分为：弹性阶段、弹塑阶段、塑性阶段、
自强和破坏阶段
28：门叶结构由哪些部件和构件组
成？他们的作用是什么？
答案：门叶结构是由面板、梁格、横向和纵
向连接系、行走支承以及止水等部件组
成。作用：面板：直接挡水将承受的水压
力传给梁格；梁格：用来支承面板，以减少
面板跨度而达到减少面板厚度的目的；空间
链接系：保证整个梁格在闸门空间的相对位
置，同时还起到增加门叶结构在横向竖平面
内和纵向竖平面内刚度的作用；行走支撑：
保证门叶结构上下移动的灵活性同时还将闸
门上所承受的水压力传递到埋设在门槽内的
轨道上；吊具：用来连接启闭机的牵引构件；
止水：防止闸门漏水。
29:在尺寸相同的条件下，正面角焊缝
与侧面角焊缝哪个静力强度高？当正
面角焊缝与侧面角焊缝同时存在时，在
轴心力作用下应如何计算？
答案：正面角焊缝的静力强度高，在轴心力
作用下正面角焊缝与侧面角焊缝同时存在时
一般先按公式计算正面角焊缝所承担的内
力，剩余的力再由侧面角焊缝承担。
30、钢结构跟其他材料的结构相比具
有哪些特点？
答案：钢结构自重较轻；钢结构工作的可靠
性较高；钢材的抗震性，抗冲击性较好；钢
结构制造的工业化程度较高；钢结构可以准
确快速的装配；容易做成密封结构；钢结构
易腐蚀；钢结构耐火性差。
32：简述一下闸门所承受水压力的传
递途径？（P196）
答；水压力传到面板再分别传到主梁、水平
次梁和竖直次梁，水平次梁再传到竖直次梁，
竖直次梁传到主梁，主梁传到边梁，边梁再
传到主轮（或滑道）然后传到轨道，轨道
再传给闸墩。
1.为什么选择屈服点作为建筑钢材静
力强度承载力极限的依据？
（1）钢材屈服后，塑性变形很大，从屈服到
断裂的塑性变形约等于弹性变形的200倍，
这样大的塑性变形已使结构失去正常使用功
能而达到极限状态，因而无法利用强化阶段。
（2）屈服后塑性变形很大，险情极易被察觉，
可以及时采取适当补救措施，以免突然发生
破坏。（3）抗拉强度和屈服点的比值较大，
成为结构极大的后背强度，符合结构多级抗
震设防的准则，使钢结构从来不会发生真正
的塑性破坏。
2.实腹式轴心受压柱有哪些设计原
则？（1）截面面积的分布应尽量远离主轴
线，以增大截面的惯性矩和回转半径，从而
提高柱的整体稳定性和刚度；（2）使两个轴
方向的稳定性相等；（3）构造简单，便于制
作；（4）便于与其他构件连接；（5）选用
便于供应的钢材规格。
3.简述平面钢闸门主梁设计的特点？
答当主梁所承受的最大弯矩值不超过
500kNm时，可考虑使用型钢作为主梁。若
型钢强度不足，可在其上翼缘加焊扁钢予
以加强。采用型钢可以简化制造，降低成
本。当型钢不能满足要求时，可采用由钢
板焊接而成的主梁组合梁。当跨度较大
时，采用变截面组合梁较为经济合理。
4.说明格构式压弯构件的设计步骤？（1）初选截面尺寸；（2）计算截面的几何特征；（3）刚度验算；（4）弯矩作用平面内的整体稳定验算；（5）分肢稳定验算；（6）缀材设计。
5.梁的支座构造应满足什么原则？
（1）支座与墩台间应有足够的承压面积；（2）尽可能使反力通过支座中心，承压应力分布比较均匀；（3）对于简支梁，特别是大跨度梁，应保证梁沿纵向移动的可能，减少因温度变化梁胀缩时产生的附加压力。
6.焊接连接有哪些优点？
优点是不削弱构件截面，可省去拼接板，结构简单，节约钢材，制造加工方便，密封性能好，易于自动化作业，生产效率高。７.桁架外形的选择应考虑哪些因素？答：应充分考虑使用要求、受力合理、节约钢材、桁架与柱或其他构件的连接方法（铰接或钢接），以及整个桁架的刚度等问题。此外，为了便于制造和安装，应尽量使桁架的杆件及节点统一化。
8.平行弦桁架的最大优点是什么？怎样提高整体结构的刚度？
答（1）它的最大优点是弦杆和腹杆长度均能一致，节点的构造可以统一，上下弦杆的拼接数量较少。（2）平行弦桁架两端可以和钢柱做成刚性连接，共同形成承重刚架，这样可以提高整体结构的刚度。
9.简述实腹式轴心受压柱截面设计
的步骤。
答（1）假定柱子的长细比，求出所需的截面面积A。（2）求两个主轴所需的回转半径ix，iy。（3）根据截面面积A和回转半径
ix iy优先选用轧制型钢，如普通工字钢、H 型钢等。（4）根据A，h，b，并考虑构造要求和局部稳定等，初拟截面尺寸。（5）计算截面的几何特征并验算柱子的强度、整体稳定、局部稳定和刚度。
10.减小或消除焊接残余应力有哪些
措施？
答（1）在构造设计方面应着重避免能引起三向拉应力的情况；（2）在制造方面应选用适当的焊接方法、合理的装配及焊接次序，尽量使各焊接件能自由收缩。11.焊接连接有哪些缺点？
答:缺点是由于焊接连接处局部受高温，在
热影响区形成的材质较差，冷却又很快，再
加上热影响区的不均匀收缩，易使焊件产生
焊接残余应力以及残余变形，甚至可能造成
裂缝，导致脆性破坏对结构工作产生不利影
响。
12.在桁架体系中，支撑有哪些主要作
用？
答（1）保证桁架结构的空间几何稳定性，
即几何形状不变。（2）保证桁架结构的空间
刚度和空间整体性。（3）为桁架弦杆提供必
要的侧向支撑点。（4）承受并传递水平荷载。
（5）保证结构安装时的稳定且便于安装。
13.系杆的布置原则是什么？
答：在垂直支撑的平面内一般设置上下弦
系杆；屋脊节点及主要支撑点处需设置刚性
系杆，天窗侧柱处及下弦跨中附近设置柔性
系杆，当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，
则第一柱间所有系杆均应为刚性系杆。
14.简述钢梁整体失稳的概念。
答：钢梁截面一般都设计成高而窄且壁厚
较薄的开口截面，以获得弯矩作用平面内较
大的抗弯承载力和抗弯刚度，但抗扭和侧向
抗弯能力较差。如工字形截面梁，弯矩作用
在其最大刚度平面内，当弯矩逐渐增加使梁
受压，翼缘的最大弯曲应力达到某一数值时，
梁在很小的侧向干扰力作用下，会突然向刚
度较小的侧向弯曲，并伴有扭矩而破坏，这
种现象称为整体失稳。
15.减小或消除焊接变形有哪些措
施？
答：（1）反变形法即在施焊前预留适当的
收缩量和根据制造经验预先造成相反方向和
适当大小的变形来抵消焊后变形；（2）采用
合理的焊接和装配顺序控制变形也十分有
效；（3）焊接变形的矫正方法，以机械矫正
和局部火焰加热矫正较为常用。
16.梁的强度计算有哪些要求？
答:要求钢梁在荷载作用下，其弯曲正应
力、剪应力、局部承压应力以及在复杂应力
状态下的折算应力等均不超过规范规定的相
应强度设计值。
17.平面钢闸门结构布置的主要任务
是什么？结构布置为什么要合理？
答:（1）确定闸门上需要设置的构件，每
种构件需要的数目以及确定每个构件的所在
位置等。（2）结构布置是否合理直接关系到
闸门能否达到安全运行、使用方便、操作灵
活、经久耐用、节约材料、构造简单和制造
方便等方面的要求。
18.屋架设计应考虑那些荷载组合？
答（1）全跨永久荷载+全跨可变荷载；（2）
全跨永久荷载+半跨可变荷载；（3）全跨屋
架、支撑及天窗架自重+半跨檩条、屋面板和
活荷载。
19.哪些梁不须计算整体稳定？
答（1）有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上
并与其牢固连接、能阻止梁受压翼缘的侧向
位移时；（2）工字形截面或H型钢截面简支
梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比
不超过规定的数值时；（3）箱形截面简支梁，
其截面尺寸满足h/b0≤6，且≤
l1/b095(235/fy)时不必计算。
20.钢材选用应考虑的主要因素有哪
些？
答（1）结构的重要性。（2）荷载情况。（3）
连接方法。（4）结构所处的温度和环境。（5）
钢材的厚度。
21、钢结构的特点？
答：①钢结构自重较轻②钢结构的可靠性
较高③钢材的抗震性、抗冲性较好④钢结
构制造的工艺化程度较高⑤钢结构可以准
备快速的装配⑥容易做成密封结构⑦钢结
构极易腐蚀⑧钢结构耐火性差
22、钢结构在水工中的应用有哪些？
答：①活动式结构②装拆式结构③板结构
④高耸结构⑤大跨度结构⑥海工钢结构
23、截面选择的具体步骤是？
答：①选择梁高h和腹板高度h0 ②选择腹
板厚度hw ③选择翼缘尺寸b1和t1 ④梁的
强度、整体稳定和挠度的验算。
24、闸门的类型有哪些?
答：按功用分为：工作闸门、事故闸门、检
修闸门和施工闸门；按闸门空口的位置分：
露顶闸门、潜孔闸门；按闸门结构形式分为：
平面闸门、弧形闸门及船闸上常采用的人字
25、平面闸门结构布置的主要内容有哪些？
答：确定闸门上需要的构件，每种构件需要的数目以及确定每个构件所在的位置。①主梁的布置②梁格的布置③梁格连接形式
④边梁的布置
26、平面闸门门叶结构组成又哪些？答：面板、梁格、横向和纵向连接系（即横向和纵向支撑）、行走支承（滚轮或滑块）以及止水等部件组成。①边梁、②主轮、③面板顶梁、④水平次梁、⑤横向隔板、⑥纵向连接系、⑦主梁、⑧吊耳
27.焊接组合梁的设计步骤？
答;首先根据求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求，选择合理的截面尺寸，有时可在弯矩较小处减小梁截面；计算梁的翼缘和腹板连接焊缝；验算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋；设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接；最后绘制施工详图。28.角焊缝的焊脚尺寸为什么要规定最大和最小？
1）最大焊脚尺寸是避免近焊缝区主体金属"过烧"，减小主体金属的翘曲和焊接应力2）最小焊脚尺寸是避免焊缝 hf 过小，而焊件过厚时，焊缝冷却过快，焊缝金属易产生碎硬组织，降低塑性
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
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”。
35 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，
45其残余应力可部分乃至全部消除残
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
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
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。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fy、抗拉强度fu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（fy、fu）等虽有提高，
但塑性和韧性降低、脆性增加。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。67
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。
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。
答;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。
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ζ max 称为钢材的条件疲劳
强度。
60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）
61.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。
62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
高钢材的强和抗锈性
63.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。
水工钢结构简答题
简答题 1、角焊缝有哪些主要的构造要求？为什么设置这些要求，请 简述其原因？ 答案：角焊缝的主要尺寸是焊脚尺寸hf和焊缝计算长度l w,他们应该满足下列构造要求。 (1)考虑起弧和灭弧的弧坑影响，每条焊缝的计算长度l w,取其实际长度减去2hf; (2)最小焊脚尺寸h f≧1.5max t,其中tmax较厚焊件厚度；若焊缝hf过小，而焊件过厚时，则焊缝冷却过快，焊缝金属易产生淬硬组织，降低塑性； （3）最大焊脚尺寸hf≦1.2tmin，其中tmin薄焊件厚度；若焊缝hf过大，易使母材形成过烧现象，同时也会产生过大的焊接应力，使焊件翘曲变形；（4）最小焊缝计算长度l w,≧40mm及8hf是为了避免焊缝横向收缩时，引起板件拱曲太大；（5）最大侧焊缝计算长度l w,≦60hf，由外力在侧焊缝内引起的剪应力，在弹性阶段沿侧焊缝长度方向的分布是不均匀的，为避免端部先坏，应加以上限制；（6）在端焊缝的搭接连接中，搭接长度不小于5tmin及25mm；是为了减少收缩应力以及因传力偏心在板件中产生的次应力；（7）在次要构建或次要焊缝中，由于焊缝受力很小，采用连续焊缝其计算厚度小于最小容许厚度时，可改为采用间断焊缝，避免局部凸曲而对受力不利和潮气侵入引起锈蚀。 3、焊接组合梁的设计包括哪几项内容？ 答案：①首先根据梁的跨度与荷载求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求，来选择经济合理的截面尺寸，有事可以在弯矩较小处减小梁的截面；②计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝；③验算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋④设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接⑤绘制施工详图。 4、图中所示为一平面钢闸门门叶结构示意图，请分别指明图 中的序号所对应的构件名称？ 答案：面板、顶梁、水平次梁、横向隔板、吊耳、主梁、纵向连接系、主轮、边梁； 5、在选定结构所需的钢材种类时，应考虑结构结构的哪些特 点？ 答案：结合么钱钢铁生产实际情况，努力做到即使结构安全可靠，又要尽力节约钢材，降低造价选用时注意以下几点：（1）结构所承载特性，（2）结构类型及重要性，（3）连接的方法（4）结构的工作温度和所处的环境。 6、加劲肋在钢梁设计中的作用是什么？有哪些类型？在钢梁 设计中必要时，为什么增设加劲肋而不直接加大腹板厚度？ 答：作用是提高局部稳定性；有横向加劲肋和纵向加劲肋； 因为钢结构设计中要求采用薄板，如果加大腹板厚度是不经济的。7、翼钢结构连接和轴心受压构件的设计为例，阐述等稳定原 则在钢结构设计中的具体应用。 答：在焊接连接中，要求焊缝截面强度不能高于母材截面强度；在螺栓连接设计中，螺栓连接强度和拼接板强度和母材强度匹配等，这些体现出等稳定设计的概念；在受压构件设计中，要求两个方向的稳定性接近相等，这也是等稳定原则的体现。 8、当采用平面桁架作为屋卖弄承重体系时，为什么要设置屋架支撑？支撑的作用是什么？ 答：平面桁架在平面外刚度很小，容易发生侧向倾斜。作用为：保证桁架体系的空间几何稳定性；提供弦杆的侧向支撑点；提高侧向刚度及稳定性；使结构具有空间整体作用；保证结构安装时的稳定与方便。 9、简述钢材的一次单项拉伸试验中，随着荷载的增加，钢的工 作大致可以分为哪几个阶段？在试验测得的应力应变曲线图可以显示哪几项机械性能指标？ 答：钢的工作大致可以分为：弹性阶段、弹塑阶段、塑性阶段、自强和破坏阶段应力应变曲线图可以显示的机械性能指标：比例极限；屈服点；（屈服强度）；抗拉强度。10、普通螺栓与高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？ 答：两者受力主要区别是：普通螺栓连接的螺母拧紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。高强度螺栓是靠凝紧螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，使连接构件夹紧而是搂面的摩擦阻力来承受连接内力。11、整体稳定临界应力受哪几个因素的影响？如何提高和保 证钢梁的整体稳定性？ 答：影响整体稳定临界应力的因素有：受压翼缘的自由长度，梁截面的侧向抗弯刚度以及抗扭刚度；提高和保证钢梁整体稳定性的措施；设置纵向联接或称纵向支撑以减小受压翼缘的自由长度，或适当加大受压翼缘的宽度。 12、简述平面闸门结构布置主要有哪些内容？ 答：结构布置的主要内容：主梁的布置，包括主梁的数目和位置，梁格的布置，梁格联接形式，边梁的布置。 13、钢结构在水利工程的合理应用范围有哪些？ 答：1、活动式结构；2、可拆卸或移动的结构；3、高耸结构；4、板结构；5、大跨度结构；6、海工钢结构 14、为什么说梁高的选择是梁截面选择中的关键？最小梁高 和经济梁高根据什么条件和要求确定的？ 答：梁高的选择是梁截面选择中的关键，因为截面各部分尺寸都将随梁高二改变。最小梁高是根据刚度条件而定的，使组合梁在充分利用钢材强度前提下或满足梁的刚度现行规格。再设计中一般选择梁高比经济高校10%--20%，单不得校友最小梁高。 15、简述轴心受压实腹式构件的截面选择步骤？ 答：轴心受压实腹式构件截面选择步骤：假定长细比；根据假定长细比和等稳定条件初步稳定A、b1和h；试选翼缘厚
2012-2013钢结构设计原理试题及答案
广州大学2011~2012 学年第 1 学期考试卷 课程钢结构设计原理考试形式（开卷/闭卷，考试/考查） 一、选择题：（每题1分，共10分） 1. 钢材的设计强度是根据钢材的__A__确定的。 A.比例极限 B.弹性极限 C.屈服点 D.抗拉强度 2. 下列哪种元素含量的提高会增加钢材的强度和抗锈蚀能力，但却会严重地降 低钢材的塑性、韧性和可焊性，特别是在温度较低时会促使钢材发生冷脆现象。（ B ） A.硫 B.磷 C.硅 D.锰 3．焊接残余应力对构件的__ A___无影响。 A.静力强度 B.刚度 C.低温冷脆 D.疲劳强度
5. 格构式轴心受压柱整体稳定计算时，用换算长细比0x λ代替x λ，这是考虑 __D___。 A . 格构柱弯曲变形的影响 B . 格构柱剪切变形的影响 C . 缀材弯曲变形的影响 D . 缀材剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠（ C ）。 A . 栓杆的预拉力 B . 栓杆的抗剪能力 C . 被连接板件间的摩擦力 D . 栓杆被连接板件间的挤压力 7. 角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都相等时，（ C ）。 A . 角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等 B . 角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝 C . 角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝 D . 由于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用 8. 与轴压杆稳定承载力无关的因素是（ A ）。 A . 杆端的约束状况 B . 残余应力 C . 构件的初始偏心 D . 钢材中有益金属元素的含量 9. 焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是 D 。 A . 提高梁的抗弯强度 B . 提高梁的抗剪强度 C . 提高梁的整体稳定性 D . 提高梁的局部稳定性 10. 轴压柱脚设计中采用锚栓目的（ D ）。 A . 承受柱底的弯矩 B . 承受柱底的剪力 C . 承受柱底的轴力 D . 便于柱子安装定位
奥鹏四川农业大学2020年6月课程考试考试《水工钢结构(本科)》网考资料及答案.doc
单选题 1.在抗剪连接中，每个高强度螺栓承压型连接的承载力设计值的计算方法与普通螺栓相同，但当剪切面在螺纹处时，其受剪承栽力设计值应按螺纹处的有纹面积进行计算( ) A.正确 B.错误 答案: A 2.热轧成型的普通工字钢，由于辊轧成型的原因，翼缘和腹板机械性能有差别，腹板的性能优于翼缘 ( ) A.正确 B.错误 答案: A 3.在焊接工字形组合梁中，翼像与腹板连接的角焊缝计算长度不受60hf 的限制，是因为( ) A.截面形式的关系 B.施焊次序的关系 C.梁设置有加劲助的关系 D.内力沿侧面角焊缝全长分布的关系 答案: D 4.具有中等和较大侧向无支承长度的钢结构组合梁，截面选用是由抗弯强度控制设计，而不是整体稳定控制设计 ( ) A.正确 B.错误 答案: B 5.在焊接组合梁的设计中，腹板厚度应( )
A.愈薄愈好 B.愈厚愈好 C.厚薄适当 D.厚薄无所谓 答案: C 6.在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，出现塑性铰时来建立的计算公式( ) A.正确 B.错误 答案: B 7.在钢结构设计中，结构和构件的变形控制属于正常使用极限状态，应使变形计算值不超过容许变形值。计算变形值时，应采用荷载( ) A.设计值的短期效应给合 B.设计值的长期效应组合 C.标准值的短期效应组合 D.标准值的长期效应组合 答案: C 8.在焊接连接中，角焊缝的焊脚尺寸hf 愈大，连接的承载力就愈高（） A.正确 B.错误 答案: B 9.钢材容重大，但强度高，因面在相同荷载作用下，用钢材制造的钢结构重量比其它常用材料(砼、砖石)制成的结构轻 ( ) A.正确 B.错误 答案: A 10.塑性好的钢材，则( )
整理钢结构简答题
1．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。 2．什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。 3．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。 4．简述钢结构对钢材的基本要求。 答：(1)较高的强度（抗拉强度 u f和屈 服点 y f）；(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) 根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。5．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，局部裂纹一旦发生，容易扩展至整个截面，低温冷脆问题较为突出。6．什么是梁的整体失稳现象？ 答：梁主要用于承受弯矩，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．简述钢材塑性破坏和脆性破坏。 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后才发生，破坏前构件产生较 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 f，断裂从应力集 中处开始。 8．抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏 形式？如何防止？ 答：可能的破坏形式有四种形式：①栓 杆被剪断；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≥2d0 保证。第①、②种破坏形式通过螺栓计 算保证。 9.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） 10．什么是疲劳断裂？影响钢材疲劳强 度的因素？ 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、反复荷载的循环次数。 11．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，规定肋 螺栓排列的最大和最小容许距离。 12．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 受压构件绕虚轴的稳定承载力的影响。 13．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。 14简述钢结构连接方法的种类。钢结构 焊接连接方法的优点和缺点有哪些？ 答：可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉 连接三种。 焊接连接优点：焊件间可以直接连接， 构造简单，制作方便；不消弱截面，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，局部裂纹一旦发生，容易扩 展整个截面，低温冷脆问题较为突出。 15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。 16.高强度螺栓连接和普通螺栓连接的 主要区别是什么？ 答：主要区别：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预 拉力，使被连接板件的接触面之间产生 压紧力，因而板件间存在很大摩擦力。 22．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。 17．格构式构件截面考虑塑性发展吗？ 为什么？ 答：不考虑塑性发展，按边缘屈服准则 计算，因为截面中部空心。 18．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。 19．梁的整体失稳现象是指 梁主要用于承受弯矩，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，这种现象称为梁的整体失 稳，或弯扭屈曲。 20．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。 21．为了保证钢结构安全可靠和用材经 济合理，选择钢材时需考虑哪些因素？ 答：结构或构件的重要性；荷载性质； 连接方法；结构所处的工作条件；钢材 的厚度。 23．实腹式压弯构件截面选择的具体步 骤有哪些？ 答：（1）计算构件的内力设计值；（2） 选择截面形式；（3）确定钢材和强度设 计值；（4）确定弯矩作用平面内和平面 外的计算长度；（5）根据经验或已有资 料初选截面尺寸；（6）演算初选截面强 度、刚度、稳定性是否符合要求 24．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 现在哪些方面？ 答：屋架在自身平面内为几何形状不变 体系并具有较大刚度，能承受屋架平面 内各种荷载。但平面屋架本身在垂直于 屋架平面的侧向刚度和稳定性很差，不 能承受水平荷载。因此需支撑系统。支 撑系统作用主要体现在：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。 25.钢结构设计必须满足的功能包括哪 些方面？ 答：（1）应能承受在正常施工和正常使 用时可能出现各种情况，包括荷载和温 度变化、基础不均匀沉降以及地震作用 等；（2）在正常使用情况下结构具有良 好的工作性能；（3）在正常维护下结构 具有足够耐久性；（4）在偶然事件发生 时及发生后能保持必需的整体稳定性。 26.钢材“耐热不耐火”的含义是什么？ 规范对其有何规定？ 答：钢材受热，当温度在200℃以内时， 其主要力学性能，如屈服点和弹性模量 降低不多。温度超过200℃后，材质发 生较大变化，不仅强度逐步降低，还会 发生蓝脆和徐变现象。温度达600℃时， 钢材进入塑性状态不能继续承载。因 此，《钢结构设计规范》规定钢材表面 温度超过150℃后即需加以隔热防护， 对需防火的结构，应按相关的规范采取 防火保护措施。 27、时效硬化和人工时效各指什么？ 答：时效硬化：在高温时熔化于铁中的 少量碳和氮，随着时间的增长逐渐从纯 铁中析出，形成自由碳化合物和氮化 物，对纯铁体的塑性变形起遏制作用， 从而使钢材的强度提高，塑性、韧性下 降，这种现象称为时效硬化，俗称老化。 人工时效：时效硬化过程一般很长，在 材料塑性变形后加热，可以使时效硬化 发展迅速，这种方法称为人工时效。 28、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：在钢结构的构件中可能存在孔洞、 槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内 部缺陷等，使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， 形成所谓应力集中现象。 应力集中会使钢材变脆的趋势。 29、简述钢材的疲劳破坏过程 答：钢材在反复荷载作用下，结构的抗 力及性能会发生重要变化，甚至发生疲 劳破坏。根据试验，在直接的连续反复 的动力荷载作用下，钢材的强度将降 低，即低于一次静力荷载作用下的拉伸 试验的极限强度.这种现象称钢材的疲 劳。疲劳破坏表现为突发的脆性断裂。 30、钢材常见的冶金缺陷有哪些，各自 的具体含义是什么？ 答：钢材常见的冶金缺陷包括偏析、非 金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。 偏析：是指钢材中化学成分不一到和不 均匀，特别是硫、磷偏析严重造成钢材 的性能恶化；非金属夹杂：是指钢中含 有硫化物与氧化物等杂质；气孔：是浇 铸钢锭时，由氧化铁与碳作用所生成的 一氧化碳气体不能充分逸出而形成的。 31、高强度螺栓的预拉力设计值P的计 算公式中，系数的确定考虑了哪些因 素？ 答：（1）拧紧螺栓时螺栓同时受到由预 拉力引起的拉应力和由扭矩引起的扭 转剪应力作用；（2）施工时为了弥补高 强度螺栓预拉应力的松弛损失，一般超 张拉5%∽10%，为此考虑一个超张拉系 数0.9；（3）考虑螺栓材质的不均匀性， 引入一个折减系数0.9；（4）由于以螺 栓的抗拉引吭高歌为准，为了安全引入 一个安全系数0.9。 32、减少焊接应力和焊接变形的设计措 施有哪些？ 答：（1）尽可能使焊缝对称于构件截面 的中性轴，以减少焊接变形；（2）采用 适宜的焊脚尺寸和焊缝长度；（3）焊缝 不宜过分集中。（4）尽量避免两条或三 条焊缝垂直交叉；（5）尽量避免在母材 厚度方向的收缩应力。 33、简述实腹式轴心受压构件的设计步 骤？ 答：（1）假定构件的长细比λ，求出需 要的截面面积A。（2）计算两个主轴所 需要的回转半径(3)由计算的截面面积A 和两个主回转半径优先选用型钢。（4） 由所需要的A、h、b等，以及同时考虑 构造要求、局部稳定以及钢材规格等， 确定截面的初选尺寸。（5）构件强度、 稳定和刚度验算 34、钢梁腹板计算高度如何取值？ 答：（1）轧制型钢梁，为腹板在与上下 翼缘相交接处两内弧起点间的距离； （2）焊接组合梁，为腹板高度；（3） 铆接组合梁，为上下翼缘与腹板连接的 铆钉（或高强螺栓）线间最近距离。 37．我国现行《钢结构设计规范》采用 的设计方法是什么？ 答案：设计方法是近似概率极限状态设 计方法。
水工钢结构答案
参考答案 一、选择题（每题2分，共30分） 1.A 2. B 3. A 4.D 5. C 6. B 7. B 8. A 9. B10. C11. B12. D13. A14. D15. A 二、问答题（每题3分，共18分） 1. 建筑钢材的伸长率是通过单向拉伸实验确定的。取试件拉断后的伸长量与原标距的比值的百分率，即 ，伸长率反映了钢材的塑性变形能力。 2. 钢材经过冷作硬化后，其强度提高，塑性变形能力下降。 3. 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； 最大计算长度：，防止应力沿焊缝长度不均匀分布； 最小计算长度：，防止焊缝沿长度缺陷几率增加。 4. 承压型高强螺栓承受剪力作用时螺栓直接承受剪力，需验算螺栓的受剪和承压承载能力。摩擦型高强螺栓承受剪力作用时螺栓不直接承受剪力，需验算螺栓的受剪承载能力。 5. 同号应力场时钢材的强度提高而塑性变形能力降低，异号应力场时钢材的强度降低而塑性变形能力提高。 6. 缀条式格构柱的单肢为轴心受力构件，缀板式格构柱的单肢为压弯构件。从受力更合理的角度出发，大型柱应尽可能选用缀条式格构柱。 三、计算题（共52分） 1.（本题10分） 2.（本题10分）
3.（本题15分）某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fv=125N/mm2，fy=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。 4.（本题17分） ；0.9181； 平面内稳定验算：
水工钢结构
水工钢结构复习题 （课程代码252261） 一、单项选择题 1.设置在开敞式泄水孔口的闸门，需设置三面止水的闸门称为：（C） A. 检修闸门 B. 施工导流闸门 C. 露顶式闸门 D. 潜孔式闸门 2.钢闸门结构采用（D）法进行结构强度验算 A. 极限应力法 B. 极限应变法 C. 经验推算法 D. 容许应力法 3.用来封闭和开启孔口的活动挡水结构是：（C） A. 承重结构 B. 行走支承 C. 门叶结构 D. 主梁 4.用来挡水，直接承受水压的是（B） A. 梁格 B. 面板 C. 垂直支承 D. 系杆 5.在大跨度的露顶式闸门中常采用的主梁数目是（B） A. 单主梁式 B. 双主梁式 C. 多主梁式 D. 无具体要求 6.对于实腹式主梁的工作闸门，一般使底主梁的下翼缘到底止水边缘连线的倾角不应小于 （ A） A. 30度 B. 45度 C. 60度 D. 90度 7.水平次梁和竖直次梁直接与面板相连，主梁放在竖直次梁后面的梁格连接形式称为 （C） A. 齐平连接 B. 降低连接 C. 层叠连接 D. 竖直连接
8.下列关于单腹式边梁叙述正确的是（ D） A. 抗扭刚度强 B. 广泛用于定轮闸门中 C. 便于设置滚轮和吊轴 D. 主要用于滑道式支承的闸门 9.对于大跨度的闸门，宜采用（ B ） A. 型钢梁 B. 桁架式主梁 C. 实腹式组合梁 D. 变高度的主梁 10.钢构件最易产生脆性破坏的应力状态是（ B ） A.单向压应力状态 B.三向拉应力状态 C.二向拉一向压的应力状态 D.单向拉应力状态 11.根据施焊时所持焊条与焊件间的相互位置的不同，施焊方位分为四种，其中操作最难、 质量最难于保证的施焊方位是（ D ） A.平焊 B.立焊 C.横焊 D.仰焊 12.如图等边角钢与节点板仅采用侧面焊缝连接，角钢受轴心力N=500kN，肢背焊缝受力N1 为（ D ） A.150kN B.250kN C.325kN D.350kN 题15图题16图 13.如图，两钢板用直角角焊缝连接，手工焊，合适的焊角尺寸h f=（ C ） A.12mm B.10mm C.8mm D.5mm 14.螺栓排列时，要求螺栓端距≥2d0（d0为螺栓孔径），目的是为了防止发生（ C ） A.螺栓受剪破坏 B.板件被拉断破坏 C.板件被冲剪破坏 D.板件被挤压破坏 15.图示高强螺栓群摩擦型连接受弯后的旋转中心为（ A ） A.a点 B.b点 C.c点 D.d点 题18图 16.某截面无削弱的热轧型钢实腹式轴心受压柱，设计时应计算（ C ） A.整体稳定、局部稳定 B.强度、整体稳定、长细比 C.整体稳定、长细比 D.强度、局部稳定、长细比 17.某单轴对称截面轴心受压柱，绕对称主轴失稳时，其失稳形式是（ B ） A.弯曲屈曲 B.弯扭屈曲 C.扭转屈曲 D.既可能弯曲屈曲也可能扭转屈曲 18.双肢格构式轴心受压柱，虚轴为x-x轴，实轴为y-y轴，确定两单肢间距离时应根据 （ D ）
钢结构考试简答题答案
钢结构考试简答题答案 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。 2.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 3.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 4.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。 5.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 6.什么是钢材的疲劳？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。 7.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 8.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 9.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。 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； 11.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。 12.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。 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？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。 减少焊接残余应力和变形的方法： 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。 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？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。 15.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。 16.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？ 答：普通螺栓抗剪连接中的五种破坏形式：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。以上五种可能破坏形式的前三种，可通过相应的强度计算来防止，后两种可采取相应的构件措施来保证。一般当构件上螺孔的端距大于2d0时，可以避免端部冲剪破坏；当螺栓夹紧长度不超过其直径的五倍，则可防止螺杆产生过大的弯曲变形。 17.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 18.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。 19.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。 20.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） 21.什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。 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 22.什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。 23.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。 24.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
水工钢结构试卷
一、选择题（每题2分，共30分） 1.在钢结构设计中，通常以下列中的值作为设计承载力的依据。 (A)屈服点(B)比例极限(C)抗拉强度(D)伸长率 2.压弯格构柱的弯矩绕虚轴作用时，其弯矩作用平面外的整体稳定是通过保证的。 (A)计算平面外的整体稳定(B)计算单肢稳定(C)自然满足(D)计算局部稳定 3.当构件为Q235钢材时，焊接连接时焊条宜采用。 (A )E43型焊条(B) E50型焊条(C) E55型焊条(D)前三种型焊条均可 4.同类钢种的钢板，厚度越大，。 (A)内部存在缺陷的几率越小(B)塑性越好(C) 韧性越好(D) 强度越低 5.在进行正常使用极限状态计算时，计算用的荷载应采用。 (A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数 (B)将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数 (C)永久荷载和可变荷载的标准值，均不乘以各自的分项系数 (D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数 6.钢材牌号Q235代表的是。 (A)钢材的伸长率是235(B) 钢材的屈服强度是235MPa (C)钢材的比例极限是235MPa(D) 钢材的抗拉强度是235MPa 7.承受静力荷载的结构，其钢材应保证的基本力学性能指标是。 (A)抗拉强度、伸长率(B)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (C)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能(D)屈服强度、冷弯性能、伸长率 8.在螺栓连接中，要求板叠厚度是为了。 (A)防止栓杆发生过大弯曲变形破坏(B)方便施工 (C)节约栓杆材料(D)使板件间紧密 9.在钢结构设计中，认为钢材是理想的弹塑性体，是指屈服点以前的材料为。 (A)非弹性的(B)弹性的(C)弹塑性的(D)塑性的 10.与单向拉应力相比，钢材承担双向拉应力时。 (A)破坏形式没变化(B)易发生塑性破坏(C)易发生脆性破坏(D)无法判定 11.我国钢结构设计规范规定，当构件承担循环应力的循环次数时，应进行疲劳验算。 (A)＜105(B) ≧105(C) ≦106(D) ≧106 12.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故应力集中的存在将。 (A)钢材易发生塑性破坏(B)降低静力承载能力 (C)提高静力承载能力(D)对静力承载能力无影响 13.在由双角钢作为杆件的桁架结构中，通常角钢相并肢间每隔一定距离设置垫板，目的是。 (A)双角钢组成共同截面工作(B)方便杆件的制作 (C)杆件美观(D)增加杆件截面面积 14.为提高梁的整体稳定性，在用钢量不变的前提下，应尽可能。 (A)采用窄翼缘截面(B)采用双轴对称截面 (C)加强受拉翼缘(D)加强受压翼缘 15.在吊车梁的强度验算中，。 (A)塑性发展系数取 1.0(B)塑性发展系数取 1.05， 1.2
钢结构设计简答题
《建筑钢结构设计》复习 第九章 单层厂房钢结构 1、重、中型工业厂房支撑系统有哪些？各有什么作用？ 答：⑴柱间支撑分为上柱（层）支撑和下柱（层）支撑（★吊车梁和辅助桁架作为撑杆是柱间支撑的组成部分，承担并传递单层厂房钢结构纵向水平力）。 柱间支撑作用：①组成坚强的纵向构架，保证单层厂房钢结构的纵向刚度 ②承受单层厂房钢结构端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受纵向地震作用，并将这些力和作用传至基础 ③可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度 ⑵屋盖支撑由上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆组成 屋盖支撑作用：①保证屋盖形成空间几何不变结构体系，增大其空间刚度 ②承受屋盖各种纵向、横向水平荷载（如风荷载、吊车制动力、地震力等），并将其传至屋架支座 ③为上、下弦杆提供侧向支撑点，减小弦杆在屋架平面外的计算长度，提高其侧向刚度和稳定性 ④保证屋盖结构安装时的便利和稳定 2、檩条有哪些结构型式，是什么受力构件，需要验算哪些项目？（P317－319） 答：结构形式：实腹式和桁架式：檩条通常是双向弯曲构件，需要验算强度、整体稳定、刚度。 3、设置檩条拉条有何作用？如何设置檩条拉条 答：作用：为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形，减小My 以及增加抗扭刚度，设置檩条拉条以减小该方向的檩条跨度（课件） 如何设置：当檩条的跨度4~6 m 时，宜设置一道拉条；当檩条的跨度为6m 以上时，应布置两道拉条。屋架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系，或设斜拉条和撑杆。Z 形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时，可只设直拉条并与其连接。 4、 压型钢板根据波高的不同，有哪些型式，分别可应用于哪些方面？(P323) 答：高波板：波高>75mm ，适用于作屋面板 中波板：波高50~75mm ，适用于作楼面板及中小跨度的屋面板 低波板：波高<50mm ，适用于作墙面板 5、普通钢桁架按其外形可分为哪些形式？(P326),梯形屋架有哪些腹杆体系？(P327) 答：普通桁架按其外形可分为三角形、梯形及平行弦三种。 梯形桁架的腹杆体系有人字式、再分式。 8、 屋架中，汇交于节点的拉杆数越多，拉杆的线刚度和所受的拉力越大时，则产生的约束作用越大，压杆在节点处的嵌固程度越大，压杆的计算长度越小，根据这个原则桁架杆件计算长度如何确定? 答：⑴桁架平面内：弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少，本身刚度大，则0x l l =； 其他中间腹杆：上弦节点所连拉杆少，近似铰接或者下弦节点处、下弦受拉且刚度大，则00.8x l l = ； ⑵桁架平面外：对于腹杆发生屋架外的变形，节点板抗弯刚度很小，相当于板铰，取01y l l =； 1l 范围内，杆件内力改变时，则 2011 (0.750.25 )y N l l N =+ ⑶斜平面：腹杆计算长度 00.9y l l = 9、 由双角钢组成T 形或十字形截面的的杆件，为保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离加设填板以使两个角钢有足够的连系，填板间距有何要求？(P335-336) 答：填板间距：对压杆4d l i ≤，对拉杆80d l i ≤；在T 形截面中，i 为一个角钢对平行于填板的自身形心
水工钢结构问答题
1、钢结构的特点？ 答：①钢结构自重较轻②钢结构的可靠性较高③钢材的抗震性、抗冲性较好④钢结构制造的工艺化程度较高⑤钢结构可以准备快速的装配⑥容易做成密封结构⑦钢结构极易腐蚀⑧钢结构耐火性差 2、钢结构在水工中的应用有哪些？ 答：①活动式结构②装拆式结构③板结构④高耸结构⑤大跨度结构⑥海工钢结构 3、截面选择的具体步骤是？ 答：①选择梁高h和腹板高度h0 ②选择腹板厚度hw ③选择翼缘尺寸b1和t1 ④梁的强度、整体稳定和挠度的验算。 4、闸门的类型有哪些？ 答：按功用分为：工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工闸门 按闸门空口的位置分：露顶闸门、潜孔闸门 按闸门结构形式分为：平面闸门、弧形闸门及船闸上常采用的人字形闸门 5、平面闸门结构布置的主要内容有哪些？ 答：确定闸门上需要的构件，每种构件需要的数目以及确定每个构件所在的位置。 ①主梁的布置②梁格的布置③梁格连接形式④边梁的布置 6、平面闸门门叶结构组成又哪些？ 答：面板、梁格、横向和纵向连接系（即横向和纵向支撑）、行走支承（滚轮或滑块）以及止水等部件组成。 ①边梁、②主轮、③面板顶梁、④水平次梁、⑤横向隔板、⑥纵向连接系、⑦主梁、⑧吊耳 1.焊接连接有哪些缺点？ 1. 缺点是由于焊接连接处局部受高温，在热影响区形成的材质较差，冷却又很快，再加上热影响区的不均匀收缩，易使焊件产生焊接残余应力以及残余变形，甚至可能造成裂缝，导致脆性破坏对结构工作产生不利影响。 2.在桁架体系中，支撑有哪些主要作用？ 2. （1）保证桁架结构的空间几何稳定性，即几何形状不变。（2）保证桁架结构的空间刚度和空间整体性。（3）为桁架弦杆提供必要的侧向支撑点。（4）承受并传递水平荷载。（5）保证结构安装时的稳定且便于安装。 3.系杆的布置原则是什么？ 3. 在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆；屋脊节点及主要支撑点处需设置刚性系杆，天窗侧柱处及下弦跨中附近设置柔性系杆，当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，则第一柱间所有系杆均应为刚性系杆。 4.简述钢梁整体失稳的概念。 4. 钢梁截面一般都设计成高而窄且壁厚较薄的开口截面，以获得弯矩作用平面内较大的抗弯承载力和抗弯刚度，但抗扭和侧向抗弯能力较差。如工字形截面梁，弯矩作用在其最大刚度平面内，当弯矩逐渐增加使梁受压，翼缘的最大弯曲应力达到某一数值时，梁在很小的侧向干扰力作用下，会突然向刚度较小的侧向弯曲，并伴有扭矩而破坏，这种现象称为整体失稳。 5.减小或消除焊接变形有哪些措施？ 5. （1）反变形法即在施焊前预留适当的收缩量和根据制造经验预先造成相反方向和适当大小的变形来抵消焊后变形；（2）采用合理的焊接和装配顺序控制变形也十分有效；（3）焊接变形的矫正方法，以机械矫正和局部火焰加热矫正较为常用。 1.为什么选择屈服点作为建筑钢材静力强度承载力极限的依据？ 1. （1）钢材屈服后，塑性变形很大，从屈服到断裂的塑性变形约等于弹性变形的200倍，这样大的塑性变形已使结构失去正常使用功能而达到极限状态，因而无法利用强化阶段。（2）屈服后塑性变形很大，险情极易被察觉，可以及时采取适当补救措施，以免突然发生破坏。 （3）抗拉强度和屈服点的比值较大，成为结构极大的后背强度，符合结构多级抗震设防的准则，使钢结构从来不会发生真正的塑性破坏。 2.实腹式轴心受压柱有哪些设计原则？ 2. （1）截面面积的分布应尽量远离主轴线，以增大截面的惯性矩和回转半径，从而提高柱的整体稳定性和刚度；（2）使两个轴方向的稳定性相等；（3）构造简单，便于制作；（4）便于与其他构件连接；（5）选用便于供应的钢材规格。 3.简述平面钢闸门主梁设计的特点。 3. 当主梁所承受的最大弯矩值不超过500kNm时，可考虑使用型钢作为主梁。若型钢强度不足，可在其上翼缘加焊扁钢予以加强。采用型钢可以简化制造，降低成本。当型钢不能满足要求时，可采用由钢板焊接而成的主梁组合梁。当跨度较大时，采用变截面组合梁较为经济合理。 4.说明格构式压弯构件的设计步骤。