第八章 钢结构工程试题及答案
一、填空题：
1. 在钢结构构件的零件放样中, 样板和样杆是下料、制弯、铣边、制孔等加工的 依据 。 2. 在制作样板和样杆时，要 增加 零件加工时的加工余量，焊接构件要按工艺需要 增加 焊
接收缩量。高层建筑钢结构按设计标高安装时，柱子的长度还必须 增加 荷载压缩的变形量。
3. 钢材切割下料方法有 气割 、 机械剪切 和 锯切 等。
4. 气割所使用的氧气纯度对氧气 消耗量 、 气割速度 和 质量 起决定性的影响。 5. 钢材的矫平可分为 冷矫 和 热矫 的方法。 6. 钢材边缘加工分 刨边 、 铣边 和 铲边 三种。
7. 钢结构的连接方法有 焊接 、 铆接 、 普通螺栓连接 和 高强螺栓连接 等，目前应用最多的是 焊接 和 高强螺栓连接 。
8. 药皮焊条手工电弧焊的电源按电流可分为 交流 、 直流 两种，以及 交直流两用 的特殊形式。手工电弧焊电源按其使用方式分类有 单站式 和 多站式 。
9. 焊接材料选用的原则有：等强度原则 、 等韧性原则 、 等成分原则 和 工作条件 。 10. 焊接工艺参数有 电源极性 、 弧长与焊接电压 、 焊接电流 、 焊接速度 、运条方式 和
焊接层次。
11. 高强度螺栓从外形上可分为 大六角头高强度螺栓（即扭矩型高强度螺栓） 和 扭剪型高
强度螺栓 两种。高强度螺栓和与之配套的螺母、垫圈总称为高强度螺栓 连接副 。 12. 接头如有高强度螺栓连接又有焊接连接时，宜按先 栓 后 焊 的方式施工。 13. 大六角头高强度螺栓连接副一般采用 扭矩法 和 转角法 紧固。
14. 多层及高层钢结构工程上节钢柱安装时，上节钢柱就位后，按照先调整 标高 ，再调整位
移 ，最后调整 垂直度 的顺序校正。 15. 上节钢柱安装与校正时，位移调整应使钢柱定位轴线从 地面 控制轴线直接引上，不得从
下层柱 的轴线引上。
16. 国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》（GB 8923—88）将除锈等级分成 喷射
或抛射除锈 、手工和动力工具除锈 、 火焰除锈 三种类型。 17. 钢结构防腐涂装常用的施工方法有 刷涂法 和 喷涂法 两种。
18. 钢结构防火涂料按涂层的厚度分为两类：①B类，属 薄涂型 钢结构防火涂料，涂层厚度
一般为2mm～7mm，有一定装饰效果，高温时涂层膨胀增厚，耐火极限一般为0.5h～2h，故又称为钢结构 膨胀防火 涂料。②H类， 厚涂型 钢结构防火涂料，涂层厚度一般为8mm～50mm，粒状表面，密度较小，热导率低，耐火极限可达0.5h～3h，又称为钢结构 防火隔热 涂料。
19. 在焊接过程中焊条药皮的主要作用有： 保护作用 、 冶金作用 、 改善焊接工艺性能 。 20. 高强螺栓摩擦面的处理一般有 喷砂 、 喷丸 、 酸洗 、 砂轮打磨 和 钢丝刷清除 等几
种方法。
二、选择题：
1．喷射或抛射除锈 用字母“Sa”表示，分四个等，要求最高的是 D 。
A、Sa1 B、Sa2 C、Sa21 D、Sa3 22．手工和动力工具除锈 用字母“St”表示，要求最高的是 C 。 A、St1 B、St2 C、St3 D、St4
1
3． 火焰除锈是在火焰加热作业后，以动力钢丝刷清除加热后附着在钢材表面的产物。有 A 个等级。
A、1 B、2 C、3 D、4
4．氧气切割是以 B 和燃料气体燃烧时产生的高温燃化钢材，并以氧气压力进行吹扫，造成割缝，使金属按要求的尺寸和形状被切割成零件。
A、空气 B、氧气 C、CO2气体 D、氧气与燃料的混合气体 5. 在焊接过程中焊条药皮的主要作用有： A 。
A、保护作用 B、助燃作用 C、升温作用 D、降温作用 6. 大六角头高强度螺栓连接副由 C 。
A、一个大六角头螺栓、一个螺母和一个垫圈组成 B、一个大六角头螺栓、两个螺母和两个垫圈组成 C、一个大六角头螺栓、一个螺母和两个垫圈组成 D、一个大六角头螺栓、两个螺母和一个垫圈组成 7. 扭剪型高强度连接副由 A 。
A、一个螺栓、一个螺母和一个垫圈组成 B、一个螺栓、两个螺母和两个垫圈组成 C、一个螺栓、两个螺母和一个垫圈组成 D、一个螺栓、一个螺母和两个垫圈组成 8．大六角头高强度螺栓采用扭矩法紧固时，分初拧和终拧二次拧紧。初拧扭矩为施工扭矩 B 。
A、25% B、50% C、75% D、100%
9. 斜梁的安装顺序是：先从 B 的两榀刚架开始，刚架安装完毕后将其间的檩条、支撑、隅撑等全部装好，并检查其垂直度；然后以这两榀刚架为起点，向建筑物另一端顺序安装。 A、一端的山墙 B、靠近山墙的有柱间支撑 C、中部 D、中部有柱间支撑 10. 多层与高层钢结构安装施工时，各类消防设施（灭火器、水桶、砂袋等）应随安装高度的增加及时上移，一般不得超过 B 楼层。
A、一个 B、两个 C、三个 D、四个
三、名词解释:
1. 钢结构零件加工的号料
号料亦称划线，即根据放样提供的零件的材料、尺寸、数量，在钢材上画出切割、铣、刨边、弯曲、钻孔等加工位置，并标出零件的工艺编号。 2. 焊接材料选用的等强度原则
所谓等强度是指所选用焊条熔敷金属的抗拉强度与被焊母材金属的抗拉强度相等或相近。这是焊接结构钢常用的基本原则。 3．焊接材料选用的等韧性原则
所谓等韧性是指所选用焊条熔敷金属的韧性与焊母材金属的韧性相等或相近。当焊接结构的破坏不是强度不够，而是韧性不足导致脆断，就要选用熔敷金属强度略低于母材金属，而韧性相近的焊条。这项原则往往用于高强度钢焊接。 4．焊接材料选用的等成分原则。
所谓等成分是指选用的焊条熔敷金属的化学成分符合或接近母材金属。 5. 轻型门式刚架结构
是指主要承重结构采用实腹门式刚架，具有轻型屋盖和轻型外墙的单层房屋钢结构。广泛用于大型工业厂房、仓库、飞机库，以及现代商业、文化娱乐设施和体育馆等大跨度建筑。
四、简答题:
1．钢结构构件加工制作前进行图纸审查的目的是什么?主要包括哪些内容?
2
图纸审查的目的，一方面是检查图纸设计的深度能否满足施工的要求，核对图纸上构件数量和安装尺寸，检查构件之间有无相互矛盾之处等；另一方面对图纸进行工艺审核，即审查在技术上是否合理，构造是否便于施工，图纸上的技术要求按施工单位的施工水平能否实现等。
图纸审查的主要内容包括：
（1）设计文件是否齐全。设计文件包括设计图、施工图、图纸说明和设计变更通知单等。 （2）构件的几何尺寸是否标注齐全，相关构件的尺寸是否正确。
（3）构件连接是否合理，是否符合国家标准或有关规程。 （4）加工符号、焊接符号是否齐全。
（5）构件分段是否符合制作、运输、安装的要求。 （6）标题栏内构件的数量是否符合工程的总数量。
（7）结合施工单位的设备和技术条件考虑能否满足图纸上的技术要求。 2. 什么叫放样、划线?零件加工主要有哪些工序?
放样是指把零（构）件的加工边线、坡口尺寸、孔径和弯折、滚圆半径等以1：1的比例从图纸上准确地放制到样板和样杆上，并注明图号、零件号、数量等。样板和样杆是下料、制弯、铣边、制孔等加工的依据。
零件加工主要包括：放样、划线、切割下料、矫正和成型、边缘加工、滚圆和煨弯、零件的制孔等工序。
3. 钢构件组装的一般要求是什么?
钢结构组装的一般要求是：
（1）钢构件组装应在平台上进行，平台应测平。用于装配的组装架及胎模要牢固的固定在平台上。 （2）组装工作开始前要编制组装顺序表，组拼时严格按照顺序表所规定的顺序进行组拼。 （3）组装时，要根据零件加工编号，严格检验核对其材质、外形尺寸，毛刺飞边要清除干净，对称零件要注意方向，避免错装。
（4）对于尺寸较大、形状较复杂的构件，应先分成几个部分组装成简单组件，再逐渐拼成整个构件，并注意先组装内部组件，再组装外部组件。
（5）组装好的构件或结构单元，应按图纸的规定对构件进行编号，并标注构件的重量、重心位置、定位中心线、标高基准线等。构件编号位置要在明显易查处，大构件要在三个面上都编号。
4. 简述钢材为何要进行边缘加工。
钢材经剪切后，在离剪切边缘2mm～3mm范围内，会产生严重的冷作硬化，这部分钢材脆性增大，所以用于钢材厚度较大的重要结构，硬化部分应刨削除掉。有些构件如支座支承面、焊缝坡口和尺寸要求严格的加劲板、隔板、腹板、有孔眼的节点板等，也需要进行边缘加工。 5. 钢结构焊接的类型主要有哪些?简述钢结构焊接的工艺总体要求。
钢结构焊接主要分为电弧焊和电渣焊。在电弧焊中又可分为药皮焊条手工焊、自动埋弧焊、半自动与自动CO2气体保护焊等。
焊接工艺总体要求有：
（1）焊接工艺设计：确定焊接方式、焊接参数及焊条、焊丝、焊剂的规格型号等。 （2）焊条烘烤：焊条和粉芯焊丝使用前必须按质量要求进行烘焙。酸性焊条的烘培温度为75℃～150℃，时间为1h～2h。碱性低氢型焊条的烘焙温度为350℃～400℃，时间为1h～2h，烘干的焊条应放在100℃～150℃保温筒(箱）内随用随取。低氢型焊条一般在常温下超过4h应重新烘焙，重复烘焙的次数不宜超过三次。
（3）定位点焊：焊接结构在拼接、组装时要确定零件的准确位置，要先进行定位点焊。定位点焊的长度、厚度应由计算确定。电流要比正式焊接提高10％～15％，定位点焊的位置
3
应尽量避开构件的端部、边角等应力集中的地方。
（4）焊前预热：预热可降低热影响区冷却速度，防止焊接延迟裂纹的产生。预热温度根据不同钢材型号和厚度确定。同时也要参照焊接的热输入、环境温度以及接头形式进行适当调整。预热区在焊缝两侧，每侧宽度均应大于焊件厚度的1.5倍以上，且不应小于100mm。
（5）焊接顺序确定：一般从焊件的中心开始向四周扩展；先焊收缩量大的焊缝，后焊收缩量小的焊缝；尽量对称施焊；焊缝相交时，先焊纵向焊缝，待冷却至常温后，再焊横向焊缝；钢板较厚时分层施焊。
（6）焊后热处理：焊后热处理主要是对焊缝进行消氢处理，以防止冷裂纹的产生。焊后热处理应在焊后立即进行。消氢处理的加热温度应为200～250℃，保温时间应根据板厚按每25mm板厚不小于0.5h、且总保温时间不得小于1h确定。达到保温时间后应缓冷至常温。预热及后热均可采用散发式火焰枪进行。 6. 简述焊条烘烤的工艺要求。
焊条和粉芯焊丝使用前必须按质量要求进行烘焙。酸性焊条的烘培温度为75℃～150℃，时间为1h～2h。碱性低氢型焊条的烘焙温度为350℃～400℃，时间为1h～2h，烘干的焊条应放在100℃～150℃保温筒(箱）内随用随取。低氢型焊条一般在常温下超过4h应重新烘焙，重复烘焙的次数不宜超过三次。 7. 简述药皮焊条手工电弧焊原理
在涂有药皮的金属电极与焊件之间施加一定电压时，由于电极的强烈放电,而使气体电离产生焊接电弧。电弧高温足以使焊条和工件局部熔化，形成气体、熔渣和熔池，气体和熔渣对熔池起保护作用，同时，熔渣在与熔池金属起冶金反应后凝固成为焊渣，熔池凝固后成为焊缝，固态焊渣则覆盖于焊缝金属表面。药皮焊条手工电弧焊依靠人工移动焊条实现电弧前移完成连续的焊接。
8. 简述埋弧焊的工作原理
埋弧焊与药皮焊条电弧焊一样是利用电弧热作为熔化金属的热源，但与药皮焊条电弧焊不同的是焊丝外表没有药皮，熔渣是由覆盖在焊接坡口区的焊剂形成的。当焊丝与母材之间施加电压并互相接触引燃电弧后，电弧热将焊丝端部及电弧区周围的焊剂及母材熔化，形成金属熔滴、熔池及熔渣。金属熔池受到浮于表面的熔渣和焊剂蒸汽的保护，而不与空气接触，避免氮、氢、氧有害气体的侵入。随着焊丝向焊接坡口前方移动，熔池冷却凝固后形成焊缝，熔渣冷却后形成渣壳。与药皮焊条电弧焊一样，熔渣与熔化金属发生冶金反应，从而影响并改善焊缝的化学成分和力学性能。 9.简述埋弧焊的工作特点
（1）焊接电弧受焊剂的包围，熔渣覆盖焊缝金属起隔热作用，因此热效率较高，再加上使用粗焊丝，大电流密度，因而熔深大，减少了坡口尺寸及填充金属量。因而埋弧焊成为大型构件制作中应用最广的高效焊接方法。
（2）埋弧焊的热输入大（q=IU/v）、冷却速度慢、熔池存在时间长，使冶金反应充分，各种有害气体能及时从熔池中逸出，避免气孔产生，也减少了冷裂纹敏感性。
（3）埋弧焊不见弧光及飞溅，操作条件好。
（4）埋弧焊的焊剂保护方式使焊接位置一般限于平焊。在特定情况下，如板厚约20mm,在横焊时坡口下方加铜托也可施焊，其他焊位则难以施焊。
（5）埋弧焊时一般要求坡口加工精度稍高，或需要加导向装置，使焊丝与坡口对准，避免焊偏。
（6）埋弧焊由于需要不断输送焊剂到电弧区，因而大多数应用于自动焊。 10. 高强度螺栓有主要有哪两种类型?简述高强度螺栓连接的安装工艺和紧固方法
高强度螺栓从外形上可分为大六角头高强度螺栓（即扭矩型高强度螺栓）和扭剪型高强
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度螺栓两种。
高强度螺栓安装工艺主要有：
（1）一个接头上的高强度螺栓连接，应从螺栓群中部开始安装，向四周扩展，逐个拧紧。扭矩型高强度螺栓的初拧、复拧、终拧，每完成一次应涂上相应的颜色或标记，以防漏拧。
（2）接头如有高强度螺栓连接又有焊接连接时，宜按先栓后焊的方式施工，先终拧完高强度螺栓，再焊接焊缝。
（3）高强度螺栓应自由穿入螺栓孔内，当板层发生错孔时，允许用铰刀扩孔。扩孔时，铁屑不得掉入板层间。为防止掉入，铰孔前应将四周螺栓全部拧紧。扩孔数量不得超过一个接头螺栓的1/3，扩孔后的孔径不应大于1.2d（d为螺栓直径）。严禁使用气割进行高强度螺栓孔的扩孔。
（4）一个接头多个高强度螺栓穿入方向应一致。垫圈有倒角的一侧应朝向螺栓头和螺母，螺母有圆台的一面应朝向垫圈，螺母和垫圈不得装反。
（5）高强度螺栓连接副在终拧以后，螺栓丝扣外露应为2～3扣，其中允许有10%的螺栓丝扣外露l扣或4扣。
高强度螺栓紧固方法按照种类可采用以下方法;
大六角头高强度螺栓一般采用扭矩法和转角法紧固。
（1）扭矩法 使用可直接显示扭矩值的专用扳手，分初拧和终拧二次拧紧。对于大型节点应分为初拧、复拧、终拧。初拧扭矩为施工扭矩的50％，复拧力矩等于初拧力矩。其目的是通过初拧，使接头各层钢板达到充分密贴；终拧扭矩把螺栓拧紧。每次拧紧都应用不同颜色在螺母上涂上标记。
（2）转角法 根据构件紧密接触后，螺母的旋转角度与螺栓的预拉力成正比的关系确定的一种方法。操作时分初拧和终拧两次施拧。初拧可用短扳手将螺母拧至使构件靠拢，并作标记。终拧用长扳手将螺母从标记位置拧至规定的终拧位置。转动角度的大小在施工前由试验确定。
扭剪型高强度螺栓有一特制尾部，采用带有两个套简的专用电动扳手紧固，紧固时用专用扳手的两个套筒分别套住螺母和螺栓尾部的梅花头，接通电源后，两个套筒按反向旋转，拧断尾部后即达相应的扭矩值。一般用定扭矩扳手初拧，用专用电动扳手终拧。 11. 简述高强度螺栓紧固防松处理的方法
（1）垫放弹簧垫圈是在螺母下面垫一开口弹簧垫圈，螺母紧固后沿轴向产生弹性压力，可起到防松作用。
（2）副螺母防松是在紧固后的螺母上面，增加一个较薄的副螺母，使两螺母之间产生轴向压力，并增加螺栓、螺母凸凹螺纹的咬合自锁长度，以达到相制约而不使螺母松动；使用副螺母防松的螺栓，在安装前应计算螺栓的准确长度，待防松副螺母紧固后，应使螺栓伸出副螺母外的长度不少于2扣螺纹。
（3）不可拆的永久防松方法是将螺母紧固后，用电焊将螺母与螺栓的相邻位置对称点焊3～4处或将螺母与构件相点焊；另一防松做法是将螺母紧固后，用尖锤或钢冲在螺栓伸出螺母的侧面或靠近螺母上平螺纹处进行对称点铆3～4处，使螺栓上的螺纹被铆成乱丝呈凹陷，破坏螺纹以此阻止螺母无法进行旋转，起到防松作用。 12. 简述单层钢结构工程材料储存堆放要求。
钢结构通常在专门的钢结构加工厂制作，然后运至工地经过组装后进行吊装。为适应钢结构进场堆放、检验、涂装、组装和配套供应，对规模较大的工程需设立钢结构堆放场。
钢结构运抵堆放场，经过检验后分类、配套按堆垛堆放。堆垛高度一般不大于2m，以保证安全。堆垛之间需要留出必要的通道，一般宽度为2m。
柱子应放在木垫板上，分层堆放，亦用木垫板间隔，木垫板的位置和间距以保证不产生过
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大的变形为原则。桁架和桁架梁多斜靠立柱堆放，立柱的间距约2～3m。 13. 单层钢结构工程结构安装的具体步骤
钢柱安装与校正、吊车梁安装与校正、钢桁架的安装与校正。 14. 简述多层及高层钢结构工程流水段划分原则
多高层建筑钢结构的安装，必须根据建筑物的平面形状、结构型式、安装机械的数量和位置等合理划分安装施工流水区段。
（1）平面流水段的划分应考虑钢结构在安装过程中的对称性和整体稳定性。其安装顺序一般应由中央向四周扩展，以利焊接误差的减少和消除。筒体结构的安装顺序为先内筒后外筒；对称结构采用全方位对称方案安装。
（2）立面流水段的划分以一节钢柱（各节所含层数不一）为单元。每个单元安装顺序以主梁或钢支撑、带状桁架安装成框架为原则；其次是安装次梁、楼板及非结构构件。塔式起重机的提升、顶升与锚固，均应满足组成框架的需要。 15. 防火涂料涂装施工有哪些规定？
（1）防火涂料的涂装，应在钢结构安装就位，并经验收合格后进行。
（2）钢结构防火涂料涂装前钢材表面应除锈，并根据设计要求涂装防腐底漆。防腐底漆与防火涂料不应发生化学反应。
（3）防火涂料涂装基层不应有油污、灰尘和泥砂等污垢。钢构件连接处4mm～12mm宽的缝隙应采用防火涂料或其他防火材料（如硅酸铝纤维棉、防火堵料等）填补堵平。
（4）对大多数防火涂料而言，施工过程中和涂层干燥固化前，环境温度应宜保持在5℃～38℃之间，相对湿度不应大于85％，空气应流动。涂装时构件表面不应有结露；涂装后4h内应保护免受雨淋。
16. 简述钢结构防火涂料的防火机理
起到防火作用主要有三个方面的原因：一是涂层对钢材起屏蔽作用，隔离了火焰，使钢构件不至于直接暴露在火焰或高温之中；二是涂层吸热后，部分物质分解出水蒸汽或其他不燃气体，起到消耗热量，降低火焰温度和燃烧速度，稀释氧气的作用；三是涂层本身多孔轻质或受热膨胀后形成炭化泡沫层，阻止了热量迅速向钢材传递，推迟了钢材受热升温到极限温度的时间，从而提高了钢结构的耐火极限。
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钢结构工程试题与答案
