钢结构理论与设计.docx
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钢结构理论与设计
结构图
章
节
知识点
对应练习题题序（也可以按节来分配试题）
第一章绪论
第一节 钢结构的特点
1.钢结构的特点
1~2
第二节钢结构的主要结构形式及应用
1.钢结构主要结构形式
2.钢结构的主要结构应用
4
3、5、6
第三节我国钢结构发展的历史、现状和趋势
1.了解即可
第四节 钢结构研究、设计、制作、安装的相互关系
1.了解即可
第二章 钢结构的材料
第一节 钢材单向均匀受拉时的力学性能
1.拉伸试验及应力-应变曲线（各阶段名称及特点）
1、2、25
第二节 钢结构对材料性能的要求
1.强度
2.塑性
3.韧性
4.可焊性
5.冷弯性
6.耐久性
7.Z向伸缩率
3、4、5
6、7、8、26
8、9、10、27
11
12
28、30
13、35
第三节 影响钢结构材料性能的因素
1.化学成分
2.冶金、轧制过程
3.其它因素
14~17、31
18
19~21、32
第四节 结构钢材的脆性破坏
1.两种破坏形式
2.影响脆性的因素
22、33
23、29
第五节 钢材的选用品种和规格
1.钢材品种
2.命名规则
3.钢材规格
15~17、24
第六节 钢材的选用
1.钢材选用原则
2.选用钢材时需考虑的结构特点
10
34、35
第三章 钢结构的计算原理
第一节 概述
1.钢结构设计的过程
2.钢结构设计方法的几个阶段
3.钢结构设计的目的
1
9
第二节 结构概率设计法
1.概念
2.各种系数
第三节 钢结构设计的规定
1.承载力极限状态
2.正常使用状态
2、3
4、5
第四节 钢材的疲劳和疲劳强度
1.概念
2.有关计算规定
6、7、8
第五节 疲劳计算方法
1.变幅疲劳
2.常福疲劳
3.吊车梁及吊车桁架疲劳计算
第四章 钢结构的连接
第一节 钢结构的连接方法
1.各种连接方法及其有缺点
1
第二节焊接连接和焊接结构的特性
1.焊接方法
2.焊接结构特性
3.焊接形式
4.焊接质量检验
2、3
28
29
第三节对接焊缝的构造和计算
1.对接焊缝的构造
2.对接焊缝的计算
4
30
第四节角焊缝的构造和计算
1.角焊缝的构造
2.角焊缝的计算
5~9
10~13、31
第五节焊接应力和焊接变形
1．焊接残余应力
2．焊接残余变形
3．合理的焊接连接设计
14~19
20
21、32
第六节普通螺栓连接的构造和计算
1.普通螺栓连接的构造
2.普通螺栓连接的计算
22~24、33
第七节高强度螺栓连接的构造和计算
1.高强度螺栓连接的构造
2.高强度螺栓连接的计算
25~27
第五章 受弯构件
（梁）
第一节 受弯构件的类型及应用
1.受弯构件的类型
2.受弯构件的应用
第二节受弯构件的计算内容
1.梁格布置
2.受弯构件设计内容
第三节受弯构件的强度
1.正应力
2.剪应力
3.局部承压强度
4.折算应力
1、2、3
4
5
第四节梁的整体稳定性
1.梁整体稳定性的概述、验算、主要影响因素及提高措施
2.规范对整体稳定的规定
6~13
第五节几种梁的截面设计
1.型钢梁的截面设计
2.钢板梁的截面设计
14~17
第六节受弯构件的局部稳定和加劲肋设计
1.局部稳定
2.加劲肋的设计
18~22
21~25
第六章 轴心受力构件
第一节 概述
1.轴心受力构件的应用
2.破坏方式及计算内容
3.构件的截面型式
1
19
第二节轴心受拉构件
1.强度计算
2.刚度计算
3.截面设计
2、3
4
第三节轴心受压构件
1.强度破坏
2.整体失稳破坏
3.局部失稳破坏
5、6
7~10
11~14
第四节实腹式轴心受压构件
1.截面选择
2.截面验算
3.构造规定
15、16
第五节格构式轴心受压构件
1.截面选择
2.截面验算
3.构造规定
17
第六节梁与柱的连接
1.设计原则
2.梁与柱的铰接连接
第七节柱脚
1.形式与构造
2.轴心受压柱脚计算
18
第七章 拉弯和压弯构件
第一节 拉弯和压弯构件的特点
1.定义
2.截面形式
3.破坏形式
1
第二节拉弯和压弯构件的截面强度
2、3、9、12
第三节实腹式压弯构件的整体稳定
1.弹性压弯方程
2.平面内稳定
3.平面外稳定
4
第四节格构式压弯构件
5、6、7
第五节压弯构件的局部稳定
8、10、11、13、14
第六节双向压弯构件
第七节压弯构件的柱脚设计
15
第八章 屋盖结构
第一节 屋盖结构的组成和布置
1.无檩屋盖
2.有檩屋盖
3.轻钢厂房
1
2
第二节屋盖结构的支撑系统
1.支撑作用
2.支撑布置
3.轻钢支撑布置
4.形式计算构造
3、4、5、6
7、8、9
10、11
第三节钢檀条
1.实腹式檩条
2.桁架式檩条
3.拉条的布置
第四节普通钢屋架
1.形式及尺寸
2.内力计算
3.杆件设计
4.节点设计
5.施工图
12、13、14
15、16
17
第九章 钢结构施工及防腐蚀
第一节 钢结构设计与施工防腐蚀的关系
1、2、3、4
第二节钢结构的制作
1.制作特点
2.制作依据
3.制作流程
6
第三节钢结构的防腐蚀
5、7
第四节钢结构的安装
8、9
第五节钢结构的验收
10
随堂练习题
第一章绪论
一：
单项选择题
1．大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（）
A．密闭性好 B．自重轻
C．制造工厂化 D．便于拆装
【答案：
B】
2．钢结构的抗震及抗动力荷载性能好是因为（）
A．制造工厂化B．密闭性好
C．自重轻、质地均匀，具有较好的延性D．具有一定的耐热性
【答案：
C】
3．多层住宅、办公楼主要应用了（）
A．厂房钢结构B．高耸度钢结构
C．轻型钢结构D．高层钢结构
【答案：
C】
二：
多项选择题
4．钢结构的主要结构形式有（）
A．框架B．桁架
C．拱架D．索
E．壳体F．管状
【答案：
A,B,C,D,E】
三：
判断题
5．高耸钢结构的结构形式多为空间桁架，其特点是高跨比较大，一垂直荷载作用为主。
（）
【答案：
×】
6．钢结构的各种形式只能单独应用，不能进行综合。
（）
【答案：
×】
第二章钢结构的材料和性能
一：
单项选择题
1．钢材的标准应力-应变曲线是通过下列哪项试验得到的？
（）
A．冷弯试验B．单向拉伸试验
C．冲击韧性试验D．疲劳试验
【答案：
B】
2．钢材的力学性能指标，最基本、最主要的是（）时的力学性能指标
A．承受剪切B．单向拉伸
C．承受弯曲D．两向和三向受力
【答案：
B】
3．钢材的抗剪强度设计值
与钢材抗拉强度设计值f的关系为（）
A．
B．
C．
D．
【答案：
C】
4．钢材的设计强度是根据什么确定的？
（）
A．比例极限 B．弹性极限
C．屈服点D．极限强度
【答案：
C】
5．在钢结构构件设计中，认为钢材屈服点是构件可以达到（ ）
A．最大应力 B．设计应力
C．疲劳应力 D．稳定临界应力
【答案：
A】
6．钢材的伸长率δ用来反应材料的（）
A．承载能力B．弹性变形能力
C．塑性变形能力D．抗冲击荷载能力
【答案：
C】
7．结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用什么表示？
（）
A．流幅 B．冲击韧性
C．可焊性 D．伸长率
【答案：
D】
8．当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性（）
A．升高 B．下降
C．不变 D．升高不多
【答案：
B】
9．对直接承受动力荷载的钢结构，其钢材需作（）试验。
A．冷弯试验B．单向拉伸试验
C．冲击韧性试验D．疲劳试验
【答案：
C】
10．对于承受静荷常温工作环境下的钢屋架，下列说法不正确的是（）
A．可选择Q235钢
B．可选择Q345钢
C．钢材应有冲击韧性的保证
D．钢材应有三项基本保证
【答案：
C】
11．钢材对产生裂纹的敏感性属于（）
A．耐久性 B．冲击韧性
C．可焊性D．冷弯性
【答案：
C】
12．用来检查试件弯曲部分的外面、里面和侧面是否有裂纹、断裂和分层的是（）
A．冷弯试验B．单向拉伸试验
C．冲击韧性试验D．疲劳试验
【答案：
A】
13．当钢材在厚度方向产生应变，变形受到约束时，就有可能在厚板中产生（）
A．塑性破坏 B．强度破坏
C．层状撕裂D．时效硬化
【答案：
C】
14．碳含量的增加，可以提高钢材的（）
A．强度 B．塑性
C．韧性D．冷弯性能
【答案：
A】
15．钢号Q345A中的345表示钢材的（）
A．fp值B．fu值
C．fy值D．fvy值
【答案：
C】
16．当碳素钢用于钢结构时，我国钢结构设计规范推荐采用（）
A．Q215钢B．Q235钢
C．Q255钢D．Q275钢
【答案：
B】
17．目前我国建筑钢结构中，对采用的钢材按性能要求分级，如将Q235钢材分成A、B、C、D四级，其中（）钢材性能最好。
矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。
A．A级B．B级
C．C级D．D级
【答案：
D】
18．辊轧次数较多的薄型材和薄钢板，轧制后的压缩比大于辊轧次数较小的厚材，因而薄型材和薄钢板的屈服点和伸长率就（）厚材。
聞創沟燴鐺險爱氇谴净。
A．小于B．等于
C．大于D．不等于
【答案：
C】
19．钢材经历了应变硬化（应变强化）后，（）提高。
A．强度B．塑性
A．冷弯性能B．可焊性
【答案：
A】
20．以下关于应力集中的说法中正确的是（）。
A．应力集中降低了钢材的屈服强度
B．应力集中可以提高构件的疲劳强
C．应力集中产生异号应力场，使钢材变脆
D．度应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制
【答案：
D】
21．钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由（）等于单向拉伸时的屈服点决定的。
A．最大主拉应力
B．最大剪应力
C．最大主压应力
D．折算应力
【答案：
D】
22．钢材塑性破坏的特点是（ ）
A．变形小 B．破坏经历时间非常短
C．无变形 D．变形大
【答案：
D】
23．下列因素中，（）与钢构件发生脆性破坏无直接关系。
A．钢材屈服点的大小
B．钢材含碳量
C．负温环境
D．应力集中
【答案：
A】
24．Q235BF钢中的F表示（）。
A．半镇静钢
B．镇静钢
C．沸腾钢
D．特殊镇静钢
【答案：
C】
二：
多项选择题
25．钢材的拉伸试验曲线可分为（）阶段
A．弹性变形阶段
B．弹性阶段
C．屈服阶段
D．强化阶段
E．颈缩阶段
【答案：
BCDE】
26．塑性好坏可以用（）来表示。
A．比例极限
B．伸长率
C．断面收缩率
D．屈服点
【答案：
BC】
27．钢材的韧性是钢材（）的综合表现。
A．强度
B．塑性
C．冷弯性能
D．可焊性
E．耐久性
【答案：
AB】
28．钢材的耐久性需要考虑的包括（）。
A．耐腐蚀性
B．“时效”现象
C．“疲劳”现象
D．应力集中
【答案：
ABC】
29．下列因素中，（）会影响到钢材的脆断。
A．钢材质量
B．钢板厚度
C．加荷速度
D．应力性质和大小
E．连接方法
F．最高使用温度
【答案：
ABCDE】
三：
判断题题
30．试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关，而与钢材的强度并无明显关系。
（）残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。
【答案：
√】
31．硅、锰、磷对钢来说是有益元素，氧、氢、硫则是有害杂质。
（）
【答案：
×】
32．当温度达到600℃时，强度几乎降为零，完全失去了承载力，这说明钢材的耐火性能差。
【答案：
√】
33．在构件发生断裂破坏前，有明显的先兆是脆性破坏的典型特征。
（）
【答案：
×】
34．焊接结构可选用Q235-A钢。
（）
【答案：
×】
35．对焊接承重结构有防止层状撕裂要求时，宜采用Z向钢板。
（）
【答案：
√】
第三章钢结构的计算原理
一：
单项选择题
1．现行钢结构设计规范所采用的结构设计方法是下列哪种（）
A．半概率、半经验的极限状态设计法；
B．容许应力法；
C．以概率理论为基础的极限状态设计法；
D．全概率设计法。
【答案：
C】
2．设计承重结构或构件时，承载能力极限状态涉及的计算内容有哪些（）
A．强度、亮的挠度B．稳定性、柱的变形
C．梁的挠度、柱的变形D．强度、稳定性
【答案：
D】
3．钢结构第一极限状态的设计表达式为：
，式中
是（）。
（A）结构重要性系数
（B）荷载分项系数
（C）可变荷载组合系数
（D）材料的抗力分项系数
【答案：
C】
4．在进行第二种极限状态计算时，计算用的荷载（）
A．需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数
B．需要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都要乘以各自的荷载分项系数
D．永久荷载和可变荷载都用标准值，不必乘荷载分项系数
【答案：
D】
5．进行钢结构计算时，所用荷载设计值和标准值下列哪种说法是正确的（）
A．计算结构或构件强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值；
B．计算疲劳个正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值；
C．计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值；
D．计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值。
【答案：
B】
6.进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按（）。
（A）标准荷载计算
（B）设计荷载计算
（C）考虑动力系数的标准荷载计算
（D）考虑动力系数的设计荷载计算
【答案：
A】
7.在连续反复荷载作用下，当应力比
时，称为（）
（A）完全对称循环（B）脉冲循环
（C）不完全对称循环（D）不对称循环
【答案：
A】
8、下列钢结构计算所取荷载设计值和标准值，哪一组为正确的？
（）
Ⅰ.计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值；
Ⅱ.计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值；
Ⅲ.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值；
Ⅳ.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。
A．Ⅰ、ⅢB.Ⅱ、ⅢC.Ⅰ、ⅣD.Ⅱ、Ⅳ
【答案：
C】
二、多项选择题
9．结构设计的主要目的是在经济合理的前提下时所涉及的结构满足各种预定的功能，其中建筑结构的功能包括（）酽锕极額閉镇桧猪訣锥。
A．安全性
B．实用性
C．耐久性
D．适用性
【答案：
ACD】
第四章钢结构的连接方法
一：
单项选择题
1．钢结构承受静力荷载作用的连接中，其构造简单，节约刚才便于加工的连接方法为下列哪种？
（）
A．焊接连接B．高强度螺栓连接
C．铆钉连接D．普通螺栓连接
【答案：
A】
2．钢结构中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用（）彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。
A．E55B．E50
C．E43D．前三种均可
【答案：
B】
3．由于焊接参数选择不当或是操作工艺不正确而导致的焊缝缺陷是（）
A．裂纹B．咬肉
C．气孔D．焊瘤
【答案：
B】
4．当板厚大于20mm时，适合选用的对接焊缝形式是（）
A．直边缝，U形，单边V形B．K形，U形，单边V形
C．K形，U形，双边V形D．K形，U形，X形
【答案：
D】
5．图中的焊脚尺寸
是根据（）选定的。
A．
B．
C．
謀荞抟箧飆鐸怼类蒋薔。
D．
【答案：
A】
图4.1
6．如图所示梁截面形式、尺寸（
）及荷载。
钢材为
，焊条采用E43型手工焊，梁翼缘和腹板间用角焊缝连接，
（）mm。
厦礴恳蹒骈時盡继價骚。
A．2.6B．6
C．10D．8
【答案：
D】
图4.2
7．如图所示为单角钢（
）接长连接，采用侧面角焊缝（
），焊角尺寸
。
求连接承载力设计值（静载）=（）。
茕桢广鳓鯡选块网羈泪。
A．
B．
C．
D．
【答案：
D】
图4.3
8．设有一截面尺寸为
的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的节点板上，两板件板面平行，焊角尺寸为6mm。
为满足最小焊缝长度的构造要求，是选用下列（）项数值。
鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。
A．40mmB．60mm
C．80mmD．100mm
【答案：
D】
9．在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于（）。
A．60hB．40h
C．80hD．120h
【答案：
B】
10．对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时（）。
A．要考虑正面角焊缝强度的提高
B．要考虑焊缝刚度影响
C．与侧面角焊缝的计算式相同
D．取
【答案：
C】
11．图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是（）。
A．a、b点B．b、d点
C．c、d点D．a、c点
【答案：
B】
图4.4
12．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角尺寸和焊缝的长度都等同时，（）。
A．角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等
B．角钢肢尖的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．由于角钢肢背和角钢肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的作用
【答案：
C】
13．未焊透的对接焊缝计算应按（）。
A．对接焊缝B．角焊缝
C．断续焊缝D．斜焊缝
【答案：
B】
14．产生焊接残余应力的主要因素之一是（）。
A．冷却速度太快
B．钢材的弹性模量太高
C．焊接时热量分布不均
D．焊缝的厚度太小
【答案：
C】
15．产生纵向焊接残余应力的主要原因是（）。
A．冷却速度太快
B．焊接各纤维能自由变形
C．钢材弹性模量太大，使构件刚度很大
D．施焊时焊件上出现冷塑和热塑区
【答案：
D】
16．对于常温下承受静力荷载、无严重应力集中的碳素结构钢构件，焊接残余应力对下列没有明显影响的是（）。
籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。
A．构件的刚度B．构件的极限强度
C．构件的稳定性D．构件的疲劳强度
【答案：
B】
17．焊接残余应力不影响构件的（）。
A．整体稳定性 B．静力强度預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。
C．刚度 D．局部稳定性渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。
【答案：
B】
18．焊接结构的疲劳强度的大小与（）关系不大。
A．钢材的种类 B．应力循环次数铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。
C．连接的构造细节 D．残余应力大小擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。
【答案：
A】
19．焊接连接或焊接构件的疲劳性能与（）有关。
A．应力比
（
）
B．应力幅
C．
D．
【答案：
B】
20．在制作长焊件时，为了考虑焊接残余变形的影响，其下料长度等于（）。
A．设计长度
B．设计长度+纵向收缩余量
C．设计长度+纵向收缩和横向收缩余量
D．设计长度+横向收缩余量
【答案：
B】
21．在焊接施工过程中，应该采取措施尽量减小残余应力和残余变形的发生，下
列哪一项措施是错误的?
（）
A．直焊缝的分段焊接
B．焊件的预热处理
C．焊接后进行退火处理
D．加强板边约束，阻止被焊接板件变形的发生
【答案：
D】
22．在如图所示的普通螺栓连接中，受力最大的螺栓所在的位置为（）。
A．（a）
B．（b）
C．（c）
D．（d）
【答案：
A】
23．普通螺栓抗剪工作时，要求被连接构件的总厚度≤螺栓直径的5倍，是防止（ ）
A．螺栓杆弯曲破坏 B．螺栓杆剪切破坏
C．构件端部冲剪破坏 D．板件挤压破坏
【答案：
A】
24．当沿受力方向的连接长度l1>15d0时（d0为孔径），螺栓的抗剪和承压承载力设计值应予以降低，以防止（）贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。
A．中部螺栓提前破坏B．端部螺栓提前破坏
C．螺栓受弯破坏D．螺栓连接的变形过大
【答案：
B】
25．依钢结构设计规范中，下列哪种因素影响高强度螺栓的预拉力P？
（）
A．连接表面的处理方法B．螺栓杆的直径
C．构件的钢号D．荷载的作用方式
【答案：
D】
26．影响高强度螺栓摩擦系数的是下列何种因素？
（）
A．连接表面的处理B．螺栓杆的直径
C．螺栓的性能等级D．荷载的作用方式
【答案：
A】
27．在高强度螺栓抗拉连接中，采用摩擦型高强度螺栓与采用承压型高强度螺栓
的抗拉承载力设计值的关系为下列哪一种（）
A．相同B．前者较高
C．不一定D．后者较高
【答案：
C】
二：
判断题题
28．焊接时产生裂纹的主要原因是不合适的焊接工艺，裂纹为纵向。
（）
【答案：
×】
29．在焊缝设计时要尽量避免采用俯焊，因为其工艺难以操作，焊缝质量也差。
（）
【答案：
×】
30．在对接焊缝的应力计算时，焊缝中最大应力或者折算应力不能超过焊缝的强度设计值。
【答案：
√】
31．在承受静力荷载的角焊缝中，侧面角焊缝的强度设计值比正面角焊缝小。
（）
【答案：
√】
32．在角焊缝的设计中，在满足最小焊脚尺寸的条件下，一般宁愿用较小的
而加大一点焊缝的长度，而不采用较大的
减小一点焊缝长度。
（）坛摶乡囂忏蒌鍥铃氈淚。
【答案：
√】
33．普通螺栓连接受剪时，限制端距e≥2d,是为了避免钢板被剪切破坏。
（）
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