钢结构思考题及解答
1.3 钢结构主要有哪些结构形式？钢结构的基本构件有哪几种类型？ 答：⑴钢结构的主要形式有钢框架结构、钢桁架及钢网架结构、悬索结构、
预应力钢结构。
⑵根据受力特点构件可分为轴心受力构件、受弯构件、拉弯及压弯构件
三大类。钢结构还可与混凝土组合在一起形成组合构件，如钢-混凝土组合梁、钢管混凝土、型钢混凝土构件等。
1.4 钢结构主要破坏形式有哪些？有何特征？
答：⑴钢结构破坏的主要形式包括强度破坏、失稳破坏、脆性断裂破坏。
⑵强度破坏特征：内力达到极限承载力，有明显的变形；
失稳破坏特征：具有突然性，可分为整体失稳破坏与局部失稳破坏； 脆性断裂破坏特征：在低于强度极限的荷载作用下突然断裂破坏，无
明显征兆。
1.6 钢结构设计的基本方法是什么？
答：基本方法：概率极限状态设计法、允许应力法。
2.1 钢材有哪两种主要破坏形式？各有何特征？
答：⑴塑性破坏与脆性破坏。
⑵特征：塑性破坏断口呈纤维状，色泽发暗，有较大的塑性变形和颈缩
现象，破坏前有明显预兆，且变形持续时间长；
脆性破坏塑性变形很小甚至没有，没有明显预兆，破坏从应力
集中处开始，断口平齐并呈有光泽的晶粒状。
2.2 钢材主要力学性能指标有哪些？怎样得到？
答：①比例极限fp：对应应变约为0.1%的应力；
②屈服点（屈服强度）fy：对应应变约为0.15%的应力，即下屈服极限； ③抗拉强度fu：应力最大值；
④条件屈服点（名义屈服强度）f0.2：高强度钢材没有明显的屈服点和 屈服强度，定义为试件卸载后残余应变为0.2%对应的应力。
2.3 影响钢材性能的主要化学成分有哪些？碳、硫、磷对钢材性能有何影响？
答：⑴铁、碳、锰、硅、钒、铌、钛、铝、铬、镍、硫、磷、氧、氮。
⑵碳的含量提高，钢材强度提高，但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、 可焊性及抗锈蚀能力下降；硫使钢材热脆，降低钢材冲击韧性，影响
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疲劳性能与抗锈蚀性能；磷在低温下时钢变脆，在高温时使钢塑性降低，但能提高钢的强度和抗锈蚀能力。
2.4 何谓钢材的可焊性？影响钢材焊接性能的因素有哪些？
答：⑴可焊性是指采用一般焊接工艺就可形成合格焊缝的性能。
⑵影响因素：钢材含碳量和合金元素含量、焊接材料、焊接方法、焊接
工艺参数及工艺措施。
2.6 下列术语分别用于表达钢材的什么物理特性？ ①低温冷脆；②韧性；③冷作硬化；④应变时效。
答：①低温冷脆是指钢材在低温状态下由韧性转化为脆性进而发生破坏； ②韧性指钢在冲击力作用下抵抗断裂的能力：
③冷作硬化是指当钢材冷加工超过其弹性极限后卸载，出现残余塑性变
形，再次加载时弹性极限或屈服点提高的现象；
④应变时效指钢材产生一定量塑性变形后，晶体中的固溶氮和碳更容易
析出，从而使已经冷作硬化的钢材又发生时效硬化的现象。
2.9 下列符号各有何含义?
①Q235AF;②Q390E;③Q345D;④Q235D。
答：①Q235AF：屈服强度为235Nmm2的A级沸腾钢；
②Q390E：屈服强度为390Nmm2的E级镇静钢；
③Q345D：屈服强度为345Nmm2的D级镇静钢； ④Q235D：屈服强度为235Nmm2的D级镇静钢。
3.1 钢结构主要连接方法有哪些？有何特点？ 答：⑴主要有焊接连接和螺栓连接。
⑵焊接连接构造简单、加工方便、用料经济、易于采用自动化操作，但
会引起残余应力与应变，使钢材质量劣化，现场施工质量没有保证；螺栓连接拆装方便，有利于提高现场连接质量，但需要在连接部件上制孔，对连接构件有削弱。
3.4 焊接位置对焊接质量有何影响？
答：俯焊最方便，质量最易保证。立焊和横焊比俯焊差一些。仰焊的操作条
件最差，质量不易保证。
3.7 角焊缝的主要构造要求有哪些？有何作用？
答：①最小焊脚尺寸hf不得小于1.5t，焊件不容易产生裂纹；
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②最大焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的1.2倍，防止产生较大的残余应力与变形，防止产生脆性断裂和焊件烧穿；
③侧面或正面角焊缝的计算长度不得小于8hf和40mm，防止焊缝不可靠。
3.8 角焊缝强度计算以什么截面为基准？强度标准是什么？
答：⑴等边直角角焊缝基准截面为破坏截面在与焊脚边成45的截面。
222?3(??????)?3ffw ⑵强度标准??3.11 计算中怎样考虑起落弧可能引起的缺陷？
答：当未采用引弧板时，焊缝计算长度取实际长度减去2hf。
3.12 角钢和节点板连接焊缝计算有何特点？角钢肢背、肢尖内力分配
系数的物理概念是什么？数值有何特点？ 答：⑴焊缝分为肢尖和肢背的焊缝。
⑵分配系数指肢尖与肢背承担内力的比例。
⑶肢背的分配系数大于肢尖，系数之和为1，与节点板连接的一肢长
度越长，肢背分配系数越小，肢尖的越大。
3.15 焊接残余应力对结构的性能有何影响？
答：①使结构静力强度下降； ②降低刚度；
③降低构件稳定性；
④增加构件的脆断倾向；
⑤降低结构构件和连接的疲劳强度。
3.16 减少和消除焊接残余应力与变形的主要措施有哪些？ 答：①焊缝位置要合理，应布置在对称结构的对称位置上；
②焊缝的尺寸要适当； ③焊缝不宜过分集中；
④尽量避免三向焊缝相交形成三向拉应力，使钢材变脆； ⑤使拉力不垂直于板面传递，防止分层破坏； ⑥注意施焊方便；
⑦避免仰焊保证质量。
3.18 普通螺栓破坏形式有哪些? 怎样避免？
答：⑴主要为抗剪破坏，有①栓杆剪断；②孔壁挤压破坏；③钢板拉断；
④钢板冲剪破坏；⑤栓杆弯曲破坏。
⑵①②③可通过计算避免；④可通过构造避免；⑤可通过限制板叠厚
度不超过5倍螺栓杆径来避免。
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3.20 为什么要进行净截面验算？怎样验算？
答：⑴由于螺栓孔削弱了板件的截面。
⑵螺栓并列布置，各个截面净截面面积相同，只需验算受力最大处净
截面强度即可。
3.24 高强螺栓与普通螺栓有何异同？
答：异：高强度螺栓连接强度高，连接承受外荷载前存在预应力，工作原
理发生本质变化；
同：构造要求与普通螺栓基本相同。
3.26 抗滑移系数与哪些因素有关？
答：构件接触面处理方法、构件的钢号。
4.1 轴心受拉构件为何要进行刚度验算？
答：为满足构件正常使用要求，保证构件在运输和安装过程中不会产生过大
变形，也不会在动力荷载作用下产生较大振动。
4.2 轴心受压构件整体失稳时有哪几种形式？
答：弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳。
4.3 影响轴心受压构件整体稳定的因素有哪些？
答：长细比、截面形状、构件缺陷（包括初弯曲、荷载初偏心、残余应力）。
4.4 提高轴心压杆钢材的抗压强度设计值能否提高其稳定承载能力？
为什么？
答：不能。因为理想轴心压杆在弹性阶段由于E为一常量，且各类钢材基本
相同，故其临界内力只是长细比?的单一函数，与材料抗压强度无关。
4.7 轴心受压构件满足整体稳定要求时，是否还应进行强度计算？为
什么？
答：计算整稳时用的是毛截面面积，计算强度时用的是净截面面积，当截面无削弱时不必计算强度。
4.9 轴心受压构件整体稳定不满足要求时，若不增大截面面积，是否可采取其他措施提高其稳定承载力？
答：①减小长细比；②改变截面形式，使整体稳定系数增大。
4.13 解决轴压构件局部稳定问题有哪几种思路？
答：①使构件局部失稳发生在整体失稳之后，即板件临界压力≥构件整体
失稳临界压力；
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②使构件的局部失稳发生在强度破坏之后，即板件临界压力≥钢材强度；
③使构件截面上的应力小于局部失稳的临界应力。
4.14 轴拉构件设计和轴压构件设计有何本质区别？
答：轴拉构件设计主要考虑强度要求和刚度要求，而轴压构件除了需满足强
度与刚度要求外，还要满足稳定性的要求，包括整稳与局稳。
5.2 截面塑性发展系数的意义是什么？与截面形状系数有何联系？
答：⑴塑性发展系数是考虑构件截面在受力时截面有一定的塑性发展，把有
一定塑性发展的截面弯矩与截面边缘刚达到屈服应力时的截面弯矩的比值定义为截面塑性发展系数。 ⑵塑性发展系数?值与截面上塑性发展深度有关，塑性高度越大，?越大。当全截面塑性时，???（?为截面形状系数）。
5.6 梁的强度破坏与失去整体稳定破坏有何不同？整体失稳与局部
失稳又有何不同？
答：⑴强度破坏是塑性破坏，梁的荷载达到了极限承载力发生破坏，而整体失稳破坏时梁的荷载未达到屈服强度时梁会突然产生侧向弯曲和扭转变形从而丧失了继续承载的能力。
⑵梁发生整体失稳时会突然产生侧向弯曲和扭转变形，发生局部失稳时梁的组成板件会偏离原来的平面位置而发生波状鼓曲。
5.9 为了提高梁的整体稳定性，设计时可采用哪些措施？其中哪种最
有效？
答：⑴措施：①在受压翼缘设置侧向支撑；
②增加受压翼缘的宽度或减小受压翼缘自由长度； ③改变荷载作用位置。
⑵最有效：在受压翼缘设置侧向支撑。
5.12 腹板加劲肋有哪几种形式？主要是针对哪些失稳形式的？
答：①横向加劲肋：主要防止由剪应力和局部压应力引起的腹板失稳； ②纵向加劲肋：主要防止由弯曲压应力可能引起的腹板失稳； ③短加劲肋：主要防止由局部压应力可能引起的腹板失稳。
6.2 压弯构件有哪几种可能破坏形式？
答：①实腹式单向压弯构件整体破坏：强度破坏、弯矩作用平面内整体失稳、
弯矩作用平面外整体失稳；
②实腹式双向压弯构件破坏一般为整体失稳破坏；
③格构式压弯构件可能出现整体失稳破坏，也可能出现单肢失稳破坏，
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钢结构简答题
