钢结构土木工程完整版.docx

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钢结构土木工程完整版

1.钢结构合理应用范围：

大跨度结构重型厂房结构受动力荷载影响的结构可拆卸的结构高耸结构和高层建筑容器和其他构筑物轻型钢结构

2.钢结构强度高而质量轻的优点对于大跨桥梁和大跨建筑结构特别突出

3.影响钢材性能的主要因素：

化学成分金相组织和晶粒度

4.碳含量在0.12%-2.0%可焊性最高

5.硫在800℃到1000℃出现热脆，磷在低温下出现冷脆

6.把钢材加热至850℃-900℃并保持一段时间在空气中自然冷却是正火，淬火是把钢材加热到900℃以上保温一段时间然后放入冷水或者油中快速冷却

7.Q345D345-屈服强度D-质量等级，选钢材质量等级依据：

冲击韧性

8.T型钢代表“T”型钢，H型钢代表“H”型钢

9.索是理想柔性的不能受压不能抗弯

10.钢梁按制作方法的不同可以分为：

型钢梁组合梁

11.梁的正应力计算公式

截面塑性发展系数

12.工字型梁截面发展系数

=1.05

=1.2

13.计算长度的概念来源于理想轴心压杆的弹性分析

14.桁架弦杆在桁架平面内“L（小写）”

15.在一个框架结构中增加一个摇摆柱会降低原来的稳定性

16.高强度螺栓抗剪连接分为：

摩擦性连接和承压型连接

17.焊缝施焊位置：

俯焊（平焊）立焊横焊仰焊四类，俯焊质量最好，仰焊最差

18.角焊缝的焊脚尺寸不得小于1.5

，t为较厚焊件厚度

19.板件的边缘最大

应符合以下条件：

1.当t≤6mm时，

≤t，2.当t＞6mm时，

=t-（1~2）mm

20.

—两焊件间角焊缝计算长度总和，每条焊缝取实际长度减去2

21.

=0.7

=0.3

22.螺栓和柳钉中心至构建边缘顺内力方向最小容许间距2

防止钢板端部被剪坏

23.螺栓连接的破坏模式：

螺栓杆被剪断钢板被拉断孔壁挤压钢板剪断螺栓弯曲

24.钢结构抗疲劳设计：

容许应力法影响焊接结构疲劳寿命：

应力幅

25.钢材的强度设计值与厚度或直径成反比与质量等级无关

26.焊缝的强度设计值：

Q235钢使用E43型焊条的手工焊，Q345钢使用E50型焊条的手工焊，Q390钢使用E55型焊条的手工焊（皆可自动焊半自动焊）

用作钢结构的钢材性能：

较高的强度，足够的变形能力，良好的加工性能

27.钢材在常温，静载条件下一次拉伸所表现的性能最具有代表性

28.屈服点，抗拉强度和伸长率是钢材的三个重要力学性能指标

29.冷弯性能是判别钢材塑性变形能力及冶金质量的综合指标

30.韧性是钢材断裂时吸收机械能力的量度

31.可焊性是指采用一般焊接工艺就可完成合格的（无裂纹的）焊缝的性能

32.碳含量在百分之0.12到0.20范围内的碳素钢可焊性最好

33.低碳钢0.06-0.250.25-0.60.6-1.03

34.反应钢材质量的只要力学指标：

区服强度，抗拉强度，伸长率，冷弯性能及冲击韧性

35.影响钢材性能的主要因素：

化学成分，金相组织和晶粒度

36.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

37.选钢材考虑：

荷载性质，应力状态，链接方法，工作环境

38.梁的承载能力极限状态计算包括截面的强度，构件的整天稳定，局部稳定

39.影响轴压构件的整天稳定性的主要因素是截面的纵向残余应力，构件的处弯曲，荷载作用点的初偏心以及构件的端部约束条件等

40.残余应力队构件来说就是存在于截面内自相平衡的初始应力

41.高强度螺栓抗剪连接分为摩擦型连接和压型连接

42.钢结构中一般采用的焊接方法有电弧焊，电渣焊，气体保护焊和电阻焊等

43.对Q235钢焊件用E43系列型焊条，Q345和Q390用E50或E55，Q420和Q460用E55或E60

44.焊缝中可能存在裂纹，气孔，烧穿和未焊透等缺陷形式：

对缝焊接和角焊接

45.焊缝按位置有俯焊（平焊），立焊，衡焊，仰焊。

俯焊施焊方便质量最易保证，仰焊仰焊操作条件最差

46.硫当热加工及焊接使温度达800到1000度时，可能出现裂纹，称为热脆。

磷是碳素钢中的杂质，在低温下使钢变脆，称为冷脆

47.把钢材加热至850-900并保持一段时间后在空气中自然冷却，即为正火。

淬火是把钢材加热至900以上保温一段时间然后放入水或油中快速冷却

48.H型钢和部分T型钢，热轧H型钢分为：

宽翼缘H型钢（HW），中翼缘H型钢和窄~~~

T型钢：

宽翼缘部分T型钢，中~~~~~和窄~~~~~

49.索是理想性的，不能受压也不能抗弯。

索的材料符合胡克定律

50.钢梁制作方法不同分为：

型钢梁和组合梁

填空题

1.门式刚架结构通常用于跨度为9-16m，柱距为6-12m，柱高为4.5-9m的单层工业房屋或公共建筑。

2.门式刚架屋面的坡度宜取1/20-1/8；挑檐长度宜为0.5-1.2m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。

3.门式刚架轻型房屋的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为：

纵向不大于300；横向不大于150m。

超过规定则需设伸缩缝。

4.门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的1/60。

5.门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。

具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。

6.压型钢板的板基厚度一般为0.4-1.6mm。

7.屋面压型钢板侧向可采用搭接式、扣合式、咬合式等不同连接方式。

8.当檩条跨度（柱距）不超过9m时，应优先选用实腹式檩条。

9.檩条在垂直地面的均布荷载作用下，按双向受弯构件设计。

10.当檩条跨度大于4m时，应在檩条跨中位置布置拉条；当檩条跨度大于6m时，应在檩条跨度三分点处各布置一道拉条。

11.实腹式檩条可通过禀托与刚架斜梁连接。

12.钢屋架中受压杆件的容许长细比为150，只承受静力荷载的钢屋架中拉杆的容许长细比为350。

13.钢屋架的受压杆件，其合理的截面形式，应尽量对截面的两个主轴具有等稳定

14.梯形钢屋架节点板的厚度，是根据腹杆的最大内力来选定的。

15.由两个角钢组成的T形截面杆件，为了保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离应设置填板。

16.钢屋架的轴心受拉杆件应进行强度验算和刚度验算；钢屋架的轴心受压杆件应进行稳定性和刚度验算。

17.梯形钢屋架的跨度大于等于24m时，在下弦拼接处宜起拱，起拱高度一般为跨度的1/500。

18.网架按跨度分类时：

大跨度为60m以上；中跨度为30-60m，小跨度为30m以下。

19.当采用钢檩条屋面体系时，网架的跨高比可选（13-17）-0.03L2；上弦网格数可选（6-8）+0.07L2。

L2为网架的短向跨度。

20.网架结构的容许挠度不应超过下列数值：

用作屋盖时为L2/250；用作楼盖时为L2/300。

L2为网架的短向跨度。

21.网架屋面的排水坡度一般为3%-5%。

22.网架焊接空心球节点的直径D取决于相邻杆件的夹角、杆件的外径、球面上相邻杆件之间的施焊缝隙等因素.

23.网架焊接空心球节点的壁厚应根据杆件内力由承载力验算公式确定，但不宜小于4mm。

空心球外径与壁厚的比值可在24-45范围内选用，空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜在1.2-2之间。

24.网架螺栓球节点的直径D取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径、螺栓伸入球体的长度等因素.

25.网架杆件当采用钢管时，截面不宜小于48@2mm

二、简答题

1．简述单层轻型钢结构房屋的结构组成。

答：

单层轻型钢结构房屋一般采用门式刚架、屋架和网架为主要承重结构。

其上设檩条、屋面板（或板檩合为一体的太空轻质屋面板），其下设柱（对刚架则梁柱合一）、基础，柱外侧有轻质墙架，柱的内侧可设吊车梁。

2.简述门式刚架结构梁柱构件的截面形式及连接方法。

答：

实腹式刚架构件的截面一般为工字形（或称H形）；格构式刚架的截面为矩形或三角形。

门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要求较高时，柱脚与基础可采用刚接。

变截面构件与等截面相比，前者可以适应弯距变化，节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不如等截面方便，故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计变截面。

3.简述门式刚架轻型房屋的柱间支撑、屋盖横向支撑和系杆的布置原则。

答：

在房屋（或每个温度区段或分期建设区段）的端部第一或第二个开间，设置柱间支撑；柱间支撑的间距一般取30-45m，当房屋较长时，应在中部增设柱间支撑；当房屋宽度大于60m时，内列柱宜适当设置柱间支撑；当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置。

在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑。

在边柱柱顶、屋脊、及多跨刚架的中柱柱顶，应沿房屋全长设置刚性系杆；若端部支撑设在端部第二开间，在第一开间的相应位置应设置刚性系杆。

4.简述门式刚架斜梁腹板横向加劲肋的设置位置。

答：

梁腹板应在与中柱连接处、较大固定集中荷载处和梁翼缘转折处设置横向加劲肋；其他部位是否设置中间加劲肋，由计算确定；但《规程》规定，当利用腹板屈曲后抗剪强度时，梁腹板横向加劲肋的间距a宜取hw2hw

5.简述门刚架斜梁截面设计要点。

答：

当斜梁坡度不超过1：

5时，因轴力很小可按压弯构件计算其强度和刚架平面外的稳定，不计算平面内的稳定。

实腹式刚架斜梁的平面外计算长度，取侧向支撑点的间距。

当斜梁两翼缘侧向支撑点间的距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离。

斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支撑点间最大长度，可取斜梁下翼缘宽度的16235/fy倍。

6.简述隅撑的设置要点。

答：

腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置隅撑（山墙处刚架仅布置在一侧）作为斜梁的侧向支撑，隅撑的另一端连接在檩条上，隅撑的连接隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度的16235/fy倍。

7.门式刚架斜梁与柱的连接常用那些形式？

如何确定端板厚度？

答：

门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。

具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。

端板的厚度t可根据支撑条件按公式计算，但不应小于16mm，和梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。

8.压型钢板的常用的截面形式是什么？

板型如何表表示？

按波高如何分类？

答：

（1）压型钢板的常用的截面形式为波型。

（2）压型钢板板型表示方法为：

YX波高-波距-有效覆盖宽度，板厚另外注明。

（3）压型钢板按波高可分为：

高波板——波高大于70mm，适用于重载屋面板；中波板——波高30-70mm，适用于楼盖板及一般屋面板；低波板——波高小于30mm，适用于墙面板。

9．压型钢板的挠度与跨度之比的限值为多少？

答：

压型钢板的挠度与跨度之比，按GB50018规范不应超过下列限值：

（a）屋面板11时2025011屋面坡度≥时20200屋面坡度<（b）墙板1150《规程》则对屋面板和墙板分别规定为1/150和1/100。

10．压型钢板长度方向的搭接的构造要求有哪些？

答：

压型钢板长度方向的搭接端必须与支撑构件（如檩条、墙梁等）有可靠的连接，搭接部位应设置防水密封胶带，搭接长度不宜小于下列限值：

波高大于或等于70mm的屋面板：

350mm波高小于70mm的屋面板当屋面坡度时：

250mm当屋面坡度时：

200mm墙面板120mm

11．屋面压型钢板侧向连接的构造要求有哪些？

答：

屋面压型钢板侧向可采用搭接式、扣合式、咬合式等不同连接方式。

当采用搭接式时，一般搭接一波，特殊要求时可搭接两波。

搭接处用连接件紧固，连接件应设置在波峰上，连接件宜采用带有防水密封胶垫的自攻螺栓。

对于高波压型钢板，连接件间距一般为700-800mm；对于低波压型钢板，连接件间距一般为300-400mm。

当采用扣合式或咬合式时，应在檩条设置与压型钢板波型相配套的专用固定支座，固定支座与檩条采用自攻螺栓或射钉连接，压型钢板搁置在固定支座上。

两片压型钢板的的侧边应确保扣合或咬合连接可靠。

12.墙面压型刚板之间的侧向连接构造要求有哪些？

答：

墙面压型刚板之间的侧向连接宜采用搭接连接，通常搭接一个波峰，板和板的连接可设在波峰，亦可设在波谷。

连接件应采用带有防水密封胶垫的自攻螺栓或射钉。

自攻螺钉直径d为3.08.0mm，板上孔径d00.7d2tt且d00.9d，tt为被连接板总厚度（mm）。

13.简述实腹式檩条的常用截面形式及如何选用。

答：

（a）热轧槽钢截面：

因板件较厚，用钢量较大，目前已不在工程中采用（b）高频焊接H型钢截面：

具有腹板薄、抗弯刚度好、梁主轴方向的惯性矩比较接近等特点，适应于檩条跨度较大的场合，但与刚架斜梁的连接较复杂。

（c）冷弯薄壁型钢截面：

在工程中应用普遍。

卷边槽钢（C形钢）檩条适用于屋面坡度i3的情况；直卷边Z形和斜卷边Z形檩条适用于屋面坡度i3的情况；斜卷边Z形檩条存放时还可叠层堆放，占地少

14.简述墙架构件常用的截面形式。

答：

墙梁一般采用带卷边的冷弯薄壁槽形钢（C形钢）或Z形钢。

当跨度超过6m时宜采用高频焊接轻型H型钢。

墙架柱应采用高频焊接轻型H型钢。

当柱距较大且柱高较高时宜采用热轧H型钢。

15.简述梯形钢屋架的跨度和高度如何确定。

答：

屋架的跨度由使用和工艺方面的要求决定。

梯形钢屋架跨度一般为15—30m，柱距6-12m，通常以铰接支承于混凝土柱顶。

梯形钢屋架的跨中高度，从经济和刚度的要求来看，最好是跨度的1/10—1/6。

从运输条件来看，一般不应超过3.85m。

梯形屋架端部高度，常取1.8—2.1m。

梯形钢屋架的上弦坡度宜为820,多数取。

16．网架屋盖的排水坡度一般为多少？

常用的找坡方法有哪些？

答：

网架屋盖的排水坡度一般为3%-5%，可采用下列方法找坡：

（a）在上弦节点上加设不同高度的小立柱（图a）,当小立柱较高时，须注意小立柱自身的稳定性；（b）对整个网架起拱（图b）；（c）采用变高度网架，增大网架跨中高度，使上弦杆形成坡度，下弦杆仍平行于地面，类似梯形桁架。

（a）用小立柱；（b）起拱