钢结构的材料
1． 为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？
2． 塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？
3． 为什么承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分？
1．答：从钢材拉伸时的应力－应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。
2．答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。
冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。
3．答：钢结构冷加工时会引起钢材的局部冷作硬化，从而使材料强度提高，塑性、韧性下降，使钢材变脆。因此，对承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分，从而防止脆性破坏。
钢结构的连接
1、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因？
2、试述焊接残余应力对结构工作的影响？
3、正面角焊缝和侧面角焊缝在受力上有什么不同？当作用力方向改变时，又将如何？
4、对接焊和角焊缝有何区别？
5、如何减小焊接应力和焊接变形？
6．高强度螺栓的预拉力起什么作用？预拉力的大小与承载力之间有什么关系？
7．摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有什么区别？
8．为什么要控制高强度螺栓的预拉力，其设计值是怎样确定的？
9．普通螺栓和高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？单个螺栓的抗剪承载力设计值是如何确定的？
10．螺栓群在扭矩作用下，在弹性受力阶段受力最大的螺栓其内力值是在什么假定条件下求得的？
1． 答： 焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿；焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。焊脚尺寸太小，焊接时产生的热量较小，焊缝冷却快，容易产生裂纹；同时也不易焊透。
焊缝长度过短，焊件局部加热严重，会使材质变脆；同时起、落弧造成的缺陷相距太近，严重影响焊缝的工作性能。
焊缝长度过长，应力沿长度分布不均匀，两端应力可能达到极限值而先破坏，中部则未能充分发挥其承载能力。
2． 答： 残余应力对结构静力强度一般没有影响，因为它是自相平衡力系，只要材料能发生塑性变形，其静力强度是不变的。但当材料不能发展塑性时，则可能发生脆性破坏，即各点的外加应力和其残余应力相加达到材料的抗拉强度 fy ，该点即破坏，从而降低构件的承载力。
残余应力将减少构件的刚度，因残余应力与外加应力相加，将使某些部分提前进入塑性而不再承担以后增加的荷载。
残余应力使构件刚度减小，因而对稳定承载力有不利影响，特别是对工字形截面的弱轴影响更大。
双向或三向残余拉应力场，将增加材料的脆性倾向，也将降低疲劳强度。
3． 答： 正面角焊缝受力较复杂，但沿焊缝长度方向应力分布比较均匀，且正面角焊缝承载力较高；侧面角焊缝受力相对简单，主要承受沿着焊缝长度方向的剪应力，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两边大、中间小，侧缝的承载力较低，但侧缝塑性较好，两端出现塑性变形后，应力重分布，所以当焊缝长度在规定的范围内时，剪应力应仍按均布计算。
当作用力方向改变时，将它分解成分别垂直于焊缝长度方向和沿焊缝长度方向的应力，分别按正面角焊缝和侧面角焊缝算出和，且要求 。
4． 答： 对接焊缝为。
即由相连两板件接触面间填充焊条施焊形成，为保证质量，对接焊缝常需坡口；
角焊缝如。即在焊件侧边施焊形成。从受力上讲，对接焊缝受力无偏心，但对接焊缝常需坡口，施工麻烦，且对焊件的长度精确度要求较高；而角焊缝则相反，受力偏心，但焊接无需坡口，施工较方便。
5． 答：减小焊接应力和焊接变形的方法有：
采取合理的施焊次序；尽可能采用对称焊缝；施焊前给构件一个和焊接变形相反的预变形；可能情况下焊前预热，焊后保温慢慢冷却；焊后采用人工或机械方法消除焊接变形。
6． 答：通过高强螺栓的预拉力，使连接构件受压，从而在连接面上产生摩擦力来抗剪。在传力摩擦面的抗滑移系数一定的情况下，预拉力越大，高强螺栓的抗剪承载力就越大，每个摩擦型高强螺栓的抗剪承载力为：
。高强度螺栓的抗拉承载力也随预拉力的增大而增大，即。
7． 答：摩擦型高强度螺栓连接的板件间无滑移，靠板件接触面间的摩擦力来传递剪力，而承压型高强螺栓容许被连接板件间产生滑移，其抗剪连接通过螺栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，所以承压型高强度螺栓比摩擦型高强度螺栓抗剪承载力大，但变形也大。
8． 答：高强螺栓的应用，不论是受剪力连接、受拉力连接还是拉剪连接中，其受力性能主要是基于螺栓对板件产生的压力，即紧固的预拉力，即使是承压型的连接，也是部分利用这一性能，因此，控制预拉力是保证高强螺栓连接质量的一个关键性因素。
高强螺栓预拉力设计值是这样确定的：基于钢材的屈服强度，考虑材料的不均匀性，为防止预拉力的松弛而需要的超张拉以及拧紧螺栓扭矩产生的剪力等因素进行综合确定，即：p= 。
9． 答：高强螺栓分摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓，摩擦型高强螺栓是靠接触面间的摩擦力来传递剪力的，而承压型高强螺栓的抗剪性能同普通螺栓，高强度螺栓抗拉承载力由预拉力决定，为预拉力的80％。普通螺栓是通过栓杆受剪和板件孔壁受压来传递剪力的，通过螺栓杆抗拉来承受拉力。
单个螺栓的抗剪承载力设计值对于普通螺栓为螺栓抗剪承载力和承压承载力的较小值；对于高强螺栓为 ，其中、 分别为摩擦面数和抗滑移系数，p为预拉力。
10． 答：螺栓群在扭矩作用下，其内力计算基于下列假定：
被连接板件为绝对刚性体；
螺栓是弹性体；
⑶各螺栓绕螺栓群的形心旋转，使螺栓沿垂直于旋转半径r的方向受剪，各螺栓所受的剪力大小与r成正比。
受弯构件 1.若设计一钢梁与混凝土组合而成的简支组合梁，应如何才为合理截面？其中钢与混凝土连接面受力如何？
2.什么是梁的整体失稳？影响梁的整体稳定的主要因素有哪些？
3.如何提高梁的整体稳定性？其最有效而经济的方法是什么？
4何谓截面的剪力中心？它与材料、受力情况有关吗？
5.判别梁是否需要验算其整体稳定，用l1/b1 来衡量，其意义是什么？l1 ，b1 分别代表什么？
6.其他条件都相同的两根梁，3号钢的hmin 较 16mn钢的是大还是小？为什么？
7.梁翼缘和腹板常采用连续的角焊缝连接，其长度为何不受最大长度60 hf 或40hf限制？
8.在工字型截面梁中，翼缘与腹板的交界处对翼缘和腹板来说分别是怎样的支承？为什么？
9设置加劲肋来提高腹板的局部稳定性，其作用是如何发挥的？横向加劲肋宽度 ，厚度的确定原则是什么？
10.梁的拼接焊缝位置如何合理确定？
11工字型梁的受压翼缘与轴压杆件的翼缘受力状态相近，其局部稳定的宽厚比要求有何不同？
12.请通过梁的临界弯矩表达式： ，说明影响钢梁整体稳定的主要因素。
13 焊接工字形等截面简支梁的整体稳定系数为。
解释：1.的物理意义。
2. 式 、 各代表什么含义。
14. 梁的弯曲正应力强度计算公式中， 代表何含义？确定此值时，为何限定塑性发展区高度的范围。
1．答：应使梁截面中钢材部分受拉，混凝土部分受压。钢与混凝土连接面受剪力作用。
2．答：梁在荷载作用下，虽然其截面的正应力还低于钢材的强度，但其变形会突然离开原来的弯曲平面，同时发生侧向弯曲和扭转，这就称为梁的整体失稳。主要因素：
梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度，抗翘曲刚度，梁侧向支撑点之间的距离，梁的截面形式，横向荷载的形式、在截面上的作用位置等。
3．答：加大梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度和抗翘曲刚度，设侧向支撑，加强受压翼缘其中设侧向支撑最经济。
4．答：荷载作用于截面平面内一点，而不会使截面发生扭转，这一点称为截面的剪力中心。它与材料和受力无关，它是截面的一个几何特性。
5．答：当 l1 / b1小到一定程度可以保证阻止受压翼缘的侧向变形，从而保证不会发生整体失稳。 l1 表示受压翼缘的自由长度，b1 表示受压翼缘宽度。
6．答： 16mn 钢的最小高度较大，因为 f与h成正比 ，所以 f 越大则 hmin 越大。
7．答：因为梁翼缘和腹板连接处，内力沿焊缝全长分布。
8．答：对翼缘是简支，对腹板是具有弹性约束的半刚性约束。因为，腹板比较高，对翼缘的转动约束比较小，而翼缘比较厚窄，对腹板可以有一定的转动约束。
9答：设置加劲肋可以细分腹板区格，从而减小每一区格的宽厚比，进而提高局部稳定性。横向加劲肋宽度 bs ，厚度ts 的确定原则是：有足够的刚度，使其成为腹板的不动支承。
10答：梁的翼缘板和腹板的拼接位置最好错开，并避免与加劲肋以及与次梁连接处重合，以防止焊缝密集交叉。腹板的拼接焊缝与平行它的加劲肋间至少应相距10 tw 。
11答：梁翼缘的局部稳定是根据板件的屈曲应力达到材料的屈服点的95%，来计算板的宽厚比；而柱子中是以翼缘局部稳定与柱子整体稳定的临界应力相等的等稳定条件求板的宽厚比。
12答： eiy ：梁的侧向抗弯刚度。 eiy 越大，梁的整体稳定性越好。
git ：梁的抗扭刚度。 git 越大，梁的整体稳定性越好。
k ：与荷载种类、荷载作用位置、支承条件、截面形式等有关。
l ：梁受压翼缘的自由长度（受压翼缘侧向支撑点之间的距离）。
13答：1. 为梁的整体稳定系数， 。
2. 为梁整体稳定的等效弯矩系数，与荷载种类、作用位置、梁的截面尺寸有关； 为梁在受压翼缘侧向支承点间对弱轴y－y的长细比； 为截面不对称影响系数； 为采用不同钢号的系数。
钢结构思考题
钢结构基本原理思考题。建筑工程与力学学院。第1章钢结构材料。一 选择题。1 钢材在低温下，强度 塑性 冲击韧性 a 提高 b 下降 c 不变 d 可能提高也可能下降。2 钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是 3 在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是 的典型特征。a 脆性破坏 b 塑性破坏 c 强度...
钢结构思考题
考试题型。1 填空题20分 3 选择题20分 2 简答题20分。3 论述思考题20分 4 计算题20分。绪论。1 钢结构的概念。2 钢结构的特点和运用。第一章钢结构的材料和计算方法。1 结合钢材一次单向拉伸时应力 应变曲线，分析钢材工作时的几个阶段，以及各阶段的应力 应变变化特点。2 为什么通常取屈...
钢结构思考题
1 轻型门式钢架结构主要由门式钢架梁 钢架柱 支撑 檩条 屋面板 墙面等组成。2 门式刚架的结构形式有哪些？3 对于多跨刚架来说，设置多脊多坡与单脊双坡，哪一种更合理，为什么？对于多跨钢架来说，单脊双坡比多脊多坡好 避免采用不等高钢架 单脊双坡多跨屋架 无桥式吊车，且柱高不非常高，风载不是很大时，中...