钢结构复习指导书.docx

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钢结构复习指导书

2014《钢结构》自学考试复习指导书

一、课程性质、目的和基本要求

课程性质：

专业课

课程目的：

通过对本课程的学习，应使学生较全面地了解钢结构这种结构形式，了解钢结构材料的基本性能，掌握钢结构设计的基本知识，能运用所学知识进行一些基本构件的计算及设计，掌握钢屋架的设计。

基本要求：

本课程着重讲解钢结构的基本理论与基本知识，要求学生通过本课程的学习，了解钢结构的特点、使用范围，钢结构设计的基本方法，能进行钢结构构件的简单设计计算，并对所学内容有一定综合运用的能力。

二、考试形式和试题结构

考试形式：

闭卷考试，满分100分，考试时间150分钟。

试题结构：

全套试卷共五种题型37小题：

（1）单项选择题（第1-20小题，每小题2分，共40分）

（2）填空题（第21-30小题，每小题1分，共10分）

（3）计算题（第31-35小题，每小题6分，共30分）

（4）分析题（第36小题，共8分）

（5）综合题（第37小题，共12分）

三、各题型重点考察内容

（1）单项选择题：

涵盖教材1-6章内容

（2）填空题：

涵盖教材1-6章内容

（3）计算题：

重点考察教材3-6章内容，包括角焊缝双角钢、螺栓偏心受拉、螺栓偏心受剪、柱整体稳定和局部稳定、梁强度和刚度、梁的整体稳定和局部稳定验算等内容

（4）分析题：

涵盖教材1-6章概念性内容

（5）综合题：

涵盖教材3-6章内容，考察对概念和计算的综合运用，重点考察教材4-6章内容

说明：

由于教材第7章内容将在课程实践环节中考核，故考试要求不多，只在选择、填空题中少量出现。

四、课程内容和复习要点

第一章概述

课程内容：

钢结构在我国的发展概况，钢结构的特点和合理应用范围，钢结构的设计方法，钢结构的发展。

复习要点：

钢结构的特点，钢结构的合理应用范围；结构的可靠性和可靠指标的概念，近似概率极限状态设计法的概念，结构或构件的两种极限状态，极限状态方程的形式及含义，现行钢结构规范的分项系数设计表达式。

复习思考题：

1.同其他结构相比，钢结构有哪些特点？

2.什么是匀质等向体？

钢材最接近匀质等向体有什么优点？

3.为什么说钢结构的耐热性好但防火性差？

4.在低温时钢材具有哪些特点？

5.钢结构有哪些合理应用范围？

每种结构形式的国内代表工程有哪些？

6.钢结构设计的基本目标是什么？

7.什么是结构的可靠性和可靠指标？

8.结构和构件的两种极限状态是什么？

分别包括哪些内容？

9.极限状态方程的形式和含义是什么？

10.什么是结构的可靠概率和可靠指标？

二者的对应关系是什么？

11.承载能力极限状态包括哪两种荷载效应组合？

表达式分别是什么？

12.正常使用极限状态包括哪三种荷载效应组合？

表达式分别是什么？

13.荷载的标准值和设计值有何区别？

14.我国现行钢结构设计规范的设计方法是？

15.钢结构的合理应用范围与其特点有何种关系？

第二章结构钢材及其性能

课程内容：

本章要求学生掌握钢材的主要性能，熟悉钢材疲劳的特点和影响钢材疲劳的主要因素；掌握常用钢材的种类、建筑钢材的规格及其表示方法，能合理地选用钢材，并能对所选钢材提出必要的保证项目。

复习要点：

钢材的主要性能，各种因素对钢材主要性能的影响，钢的种类和钢材规格。

复习思考题：

1.简述钢材在低温下强度、塑性和冲击韧性变化的特点。

2.钢结构通常有哪两种破坏形式？

它们各自的概念和特点是什么？

3.结构钢材在一次静力拉伸时的应力应变全过程包括哪几个阶段？

这些阶段的特点是什么？

4.钢结构构件进行强度计算时，为了分析上的简便，通常采用何种假设？

5.规范对钢材的分组是依据什么确定的？

6.钢材疲劳破坏的特征和原因是什么？

7.进行疲劳计算时，计算部分的设计应力幅应按照何种荷载计算？

8.沸腾钢与镇静钢冶炼浇铸方法的主要不同之处是什么？

9.单向应力状态下，钢材的主要静力力学性能指标有哪些？

这些指标有何意义？

10.钢材在多轴应力状态下，何时会产生脆性破坏？

11.钢材的韧性指标通常用什么表示？

这一指标有何意义？

如何进行试验检测钢材的冲击韧性指标？

12.我国钢结构设计规范规定，当构件所受的应力变化循环次数为多少时，应进行疲劳强度计算？

13.钢材在复杂应力状态下的屈服条件是什么？

14.钢材的牌号是根据什么确定的？

15.承重结构用钢材应保证的基本力学性能指标有哪些？

16.钢材内部除含有铁和碳之外，还含有的有害元素是什么？

它们对钢材的性能有何种影响？

17.在低温（-20℃）工作的钢结构选择钢材时应考虑哪些指标？

18.钢材的抗剪屈服强度fyv是由什么决定的？

19.钢材的疲劳强度是如何计算的？

当采用公式Δσ≤[Δσ]计算常幅疲劳时，式中Δσ表示什么？

20.按照冶炼时钢水脱氧程度的不同，Q235钢和Q345钢可分为哪几种？

21.结构钢材发生脆性破坏的原因是什么？

如何防止脆性破坏的发生？

22.应力集中现象产生的原因和后果是什么？

设计时应如何避免？

23.正温范围内，随着温度升高，钢材的性能指标如何变化？

24.时效硬化和冷作硬化现象产生的原因是什么？

对钢材的力学性能指标有何种影响？

25.设计时如何正确合理地选用钢材？

26.影响钢构件疲劳强度的主要因素是什么？

27.高层建筑钢结构对钢材强屈比的要求是什么？

28.碳素结构钢中的几种化学元素碳、硅、锰、硫、磷、氧和氮对钢材性能的影响如何？

29.钢材产生脆性破坏的特征及原因（不考虑化学成分的影响）是什么？

有哪些防止措施？

30.结构钢材静力强度承载力极限的取值方法及其依据是什么？

第三章钢结构的连接

课程内容：

本章要求学生掌握钢结构的三种连接方法；了解焊缝连接的方法、焊缝的质量检验，掌握焊缝连接的形式、焊缝符号及标注方法；掌握角焊缝、对接焊缝的连接形式、主要构造要求及各种受力情况下焊缝的计算；熟悉普通螺栓的构造要求，掌握普通螺栓的受力特点和破坏形式，掌握其设计方法；了解高强度螺栓连接的基本构造要求，熟悉高强度螺栓连接的受力特点和破坏形式，掌握摩擦型高强度螺栓的设计方法。

复习要点：

角焊缝和对接焊缝的连接计算，普通螺栓和高强度螺栓连接的计算方法。

复习思考题：

1.钢结构常用的连接方法有哪些？

各有什么用途？

2.焊接连接形式按构造可分为哪两种类型？

3.焊接连接的特点是什么？

4.螺栓连接的特点是什么？

5.焊缝按施焊位置可分为哪几类？

其中哪类操作条件最差，焊缝质量不易保证？

6.当两种不同强度的钢材采用焊接连接时，如何选用焊条？

7.对接焊缝的形式和构造要求是什么？

8.角焊缝的形式和构造要求是什么？

9.对接焊缝和角焊缝的计算方法？

10.部分熔透的对接和角接组合焊缝的构造要求是什么？

如何进行计算？

11.焊接应力和焊接变形的种类有哪些？

它们产生的原因和特点是什么？

12.焊接应力和焊接变形对结构构件有何影响？

如何减小或消除焊接应力和焊接变形？

13.普通螺栓有哪些等级指标？

14.普通螺栓的排列方法和构造要求有哪些？

15.普通螺栓传递剪力时的工作性能和破坏形式是什么？

如何进行承载力计算？

16.普通螺栓传递拉力时的工作性能是什么？

如何进行承载力计算？

17.如何计算普通螺栓受剪传递轴心力、扭矩或同时传递剪力、扭矩和轴心力的连接？

18.如何计算普通螺栓受拉传递弯矩或同时传递弯矩和剪力的连接？

19.高强度螺栓连接分为哪两类？

它们各自的工作性能和特点是什么？

20.高强度螺栓的预拉力有何意义？

如何施加预拉力？

21.如何计算受剪连接中，传递轴力和扭矩时的高强螺栓连接？

22.如何计算受拉连接中，传递轴力和弯矩时的高强螺栓连接？

23.当对接焊缝无法采用引弧板时，计算时该怎样处理？

24.当焊件的宽度不同或厚度相差4mm以上时，在对接焊缝的拼接处应怎样处理？

25.在高强螺栓性能等级中，8.8级和10.9级高强度螺栓的含义是什么？

26.普通螺栓群承受弯矩作用时，螺栓群绕何轴旋转？

高强螺栓群承受弯矩作用时，螺栓群绕何轴旋转？

二者有何异同？

为什么？

27.检验焊缝质量等级时，对三级焊缝质量检验的内容是什么？

28.角焊缝的承载力计算公式中，正面角焊缝的强度设计值增大系数如何选取？

29.如下图所示角焊缝，在荷载P作用下，最危险点是a、b、c和d中哪个？

第四章轴心受力构件

课程内容：

主要要求学生了解轴心受力构件的极限状态，掌握净截面强度的计算方法，掌握轴心受力构件的强度、刚度计算，着重掌握轴心受压构件的整体稳定和局部稳定计算方法；了解格构式轴压构件的特点，熟悉等稳定设计概念，掌握实腹式轴压构件的设计；熟练掌握格构式轴压柱的设计；熟练掌握柱头和柱脚中的计算内容。

复习要点：

实腹式轴心受压构件的强度计算和刚度计算，整体稳定和局部稳定的计算。

复习思考题：

1.公式

中符号含义；

2.理想轴压杆的三个假定是什么？

3.理想轴压杆的三种失稳形式是什么？

各自在什么情况下发生？

4.残余应力对实际轴压杆刚度和稳定承载力如何影响？

5.为什么新规范对轴压构件整体稳定计算采用4条柱子曲线？

6.实腹式轴压构件的等稳条件和失稳方向如何判断？

7.轴压构件为什么会发生局部失稳？

局部失稳的实质是什么？

哪一类截面形式需考虑

局部稳定？

8.轴压构件局部稳定推导准则是什么？

9.如果轴压杆腹板局部稳定不满足时如何处理？

10.格构式轴压构件的设计特点是什么？

11.格构式轴压柱分肢稳定如何计算?

12.进行轴心受力构件设计时，必须满足极限状态和极限状态的要求。

13.实际轴压杆的三种缺陷是：

、、。

14.轴心受拉构件的承载力极限状态是什么？

15.国家规范在计算实际轴心受压杆件稳定承载力时考虑的主要影响因素是什么？

第五章受弯构件

课程内容：

梁的种类和梁格布置，梁的强度与刚度的计算，梁的整体稳定，梁的局部稳定和加劲肋设计，梁腹板的屈曲后强度，型钢梁设计，焊接梁设计，梁的拼接、支座和主、次梁的连接。

复习要点：

梁的种类和截面形式，梁格布置的三种类型；梁的承载能力极限状态与正常使用极限状态的设计内容，梁的强度计算及其设计公式，梁的刚度计算及其设计公式；梁的整体稳定的基本概念，影响梁整体稳定的各种因素，提高梁整体稳定承载力的具体措施，梁整体稳定的验算方法及设计规范对各项计算的规定；梁的局部稳定的基本概念，受压翼缘板宽厚比限制的设计计算公式，设计规范规定的保证腹板的局部稳定的计算和加劲肋布置方法，加劲肋的设计方法，梁端构造、传力过程分析及支承加劲肋的设计；梁腹板屈曲后强度的概念和设计方法；单向弯曲型钢梁的设计步骤和计算过程，双向弯曲型钢梁的设计步骤和计算过程；焊接梁的截面选择方法和设计内容；梁的拼接、支座和主、次梁连接的构造和要求。

复习思考题：

1.型钢梁和组合梁各有哪些典型截面形式？

2.梁的承载能力极限状态包括哪两个方面？

正常使用极限状态的要求是什么？

3.梁的强度计算包括哪四个方面？

相应的设计公式是什么？

4.截面塑性发展系数的概念是什么？

有何用途？

5.组合梁截面折算应力的验算位置是什么？

型钢梁是否需要验算折算应力？

6.受弯构件的刚度设计表达式是什么？

7.什么叫作梁的整体失稳？

产生的原因是什么？

8.影响梁整体稳定临界弯矩有哪些主要因素？

9.钢结构设计规范中对各种类型的简支钢梁是如何计算其整体稳定系数的？

10.简支钢梁符合什么条件即可不必验算其整体稳定性？

11.什么叫作梁丧失局部稳定性？

产生的原因是什么？

12.组合梁进行局部稳定性验算包括哪两个方面？

13.钢结构设计规范中规定的组合梁受压翼缘板宽厚比限值是什么？

14.组合梁腹板的局部稳定性计算有哪两种方法？

15.组合梁腹板加劲肋的类型有几种？

配置原则有哪些？

16.组合梁腹板加劲肋的构造要求有哪些？

如何计算？

17.对于给定几何条件和荷载条件的焊接组合梁，如何正确绘制加劲肋配置方案图？

18.单向弯曲型钢梁的设计步骤是什么？

如何应用？

19.焊接组合梁的截面高度如何确定？

腹板和翼缘板的尺寸如何确定？

20.焊接组合梁的设计内容包括哪几个方面？

21.焊接梁的截面改变有几种形式？

各有何特点？

22.什么是梁的工厂拼接和工地拼接？

区别是什么？

23.什么是梁腹板的屈曲后强度？

其产生的原因是什么？

24.设计焊接板梁时，梁截面的高度如何确定？

第六章拉弯和压弯构件

课程内容：

本章要求学生了解实腹柱、格构柱、双向压弯构件，柱头和柱脚设计的基本构造和设计方法。

掌握拉弯和压弯构件的强度计算、刚度计算；掌握压弯构件的平面内和平面外稳定计算，实腹式压弯构件的局部稳定计算以及柱脚的计算。

复习要点：

拉弯和压弯构件的强度、刚度计算；压弯构件整体稳定和局部稳定的计算，柱脚的计算。

复习思考题：

1.关于公式

的三点说明；

2.实腹式压弯构件的整体失稳形式在M作用平面内、外有何不同？

各属哪一类稳定问

题？

3.说明公式：

的每个符号含义？

4.拉弯和压弯构件满足两种极限状态各自的计算内容包括什么？

5.压弯构件的刚度如何验算？

其验算方法与轴心受压构件和受弯构件有何异同？

6.计算压弯构件的局部稳定时，翼缘和腹板分别如何考虑？

其计算方法与轴压构件和受弯构件有何异同？

第七章屋盖结构

课程内容：

屋盖结构组成的种类、特点和用途，屋盖结构的支撑体系、檩条、普通钢屋架设计。

复习要点：

无檩屋盖结构体系和有檩屋盖结构体系的组成、特点和用途；屋盖支撑的种类、构成和作用，屋盖支撑的布置方法和构造特点；檩条的形式、特点和用途，实腹式檩条的设计方法和计算过程；屋架外形、腹杆布置和尺寸确定，屋架杆件的设计，屋架节点的设计；钢屋架施工图的绘制内容和深度要求。

复习思考题：

1.屋盖结构有哪两种布置方案？

其组成构件分别有哪些？

各自的特点和用途是什么？

2.屋盖支撑的种类有哪些？

布置原则分别是什么？

3.支撑体系有什么重要作用？

4.屋盖支撑的截面选择原则是什么？

常用截面形式有哪些？

5.实腹式檩条有哪些典型截面形式？

如何计算？

6.普通钢屋架的最小角钢截面规格是什么？

7.钢屋架的外形有哪三种基本类型？

腹杆的布置各种哪些方式？

8.钢屋架的跨度和高度是如何确定的？

9.梯形钢屋架及三角形钢屋架的跨度分别达到多大时，需要起拱？

起拱高度是多少？

10.钢屋架设计时，一般需要考虑哪三种荷载组合？

为什么？

11.钢屋架内力计算方法有几种？

基本假定有哪些？

12.钢结构规范对屋架弦杆和单系腹杆的计算长度是如何规定的？

13.变内力杆件的计算长度设计公式是什么？

如何具体应用？

14.钢屋架的杆件截面形式有哪些？

如何根据应用部位正确选用？

15.双角钢杆件的垫板设置原则是什么？

拉杆和压杆是否相同？

16.钢屋架节点板的厚度选用原则是什么？

17.钢屋架杆件截面的选择步骤和验算过程是什么？

18.钢屋架节点设计有哪些基本要求？

各类节点的设计步骤是什么？

如何具体应用？

19.设计钢屋架支座节点时，支座底板的厚度和面积如何确定？

20.设计实腹式檩条时，需要计算哪些内容？