《钢结构》试卷及答一
一、选择题（每题2分，共30分）
1.摩擦型高强螺栓连接与承压型高强螺栓连接的主要区别是D。
(A)摩擦面处理不同(B)材料不同(C)预拉力不同(D)设计计算时所取极限状态不同
2.在静力荷载作用下，钢材承受三向拉应力时，易发生B。
(A)塑性破坏(B)脆性破坏(C)疲劳破坏(D)无法判定
3.进行强度验算时，荷载应采用C。
(A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数(B)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的标准值，均不乘以各自的分项系数(D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数
4.钢结构焊接节点设计中，应尽可能选用的焊接位置_____A。
(A)俯焊(B)仰焊(C)立焊(D)任意
5.在缀条稳定验算式N/φA≤r0f d 中，系数r0是 _________C。
(A)考虑塑性发展的系数(B)考虑重要性的调整系数(C)考虑单角钢单面连接偏心受力的系数(D)考虑安全的附加系数
6.图示T型截面拉弯构件弯曲正应力强度计算的最不利点为___B 。
(A)截面上边缘1点(B)截面下边缘2点
(C)截面中和轴处3点(D)可能是1点也可能是2点
7.结构或节点的疲劳强度与关系不大_______A。
(A)钢材的种类(B)应力循环次数(C)节点的制作工艺和质量(D)应力集中系数
8.为提高梁在弯矩作用下的强度和刚度，应尽可能使梁的D。
(A)翼缘厚而窄(B)翼缘宽薄而腹板窄厚(C)腹板厚而窄(D)腹板薄而宽
9.对于钢结构用钢材，对化学成分的定义为_______B 。
(A)C为不可缺少元素，Mn、S、P均为有害元素(B)C为不可缺少元素，Mn为脱氧剂，S、P为有害元素
(C)C、Mn、S、P均为有害元素(D)C、Mn为有害元素，S、P为不可缺少元素
10.规范规定缀条式格构柱单肢的长细比（为柱两个主轴方向长细比的最大值），是为了________C 。
(A)保证柱平面内的整体稳定(B) 保证柱平面外的整体稳定(C)避免单肢先于整个柱失稳(D)构造要求
11.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故残余应力的存在将_______B 。
(A)降低静力承载能力(B)对静力承载能力无影响(C)提高静力承载能力(D)钢材易发生塑性破坏
12.开口槽形截面轴心受压构件，当绕对称轴失稳时，构件将发生的失稳变形_______C。
(A)弯曲屈曲(B)扭转屈曲(C)弯扭屈曲(D)不能确定
13.在钢材的机械性能指标中，是指钢材的B。
(A)极限强度(B)伸长率(C)弹性变形极限(D)最大变形量
14.在由双角钢作为杆件的桁架结构中，为避免节点区域的焊缝过于密集使材料变脆，可通过控制杆件之间的净间距来实现。一般杆件之间的净间距为_______A。
(A)≥15～20mm(B)≥25～30mm(C)10mm(D)40mm
15.为提高梁的整体稳定性，从用钢量的角度，经济的做法是D。
(A)加强两个翼缘(B)加强受拉翼缘(C)加高腹板(D)受压翼缘设侧向支承
二、问答题（每题3分，共18分）
1.对于理想的轴心受压构件，提高钢材的牌号（即钢材强度），对构件的稳定承载能力有何影响？为什么？
1.无影响。因为理想轴心受压构件的稳定承载力为，与钢号无关。
2.剪力作用下的普通螺栓连接节点可能发生哪些破坏形式？
2.栓杆被剪断、栓杆（孔壁承压）破坏、板件拉断、栓杆受弯破坏、板端冲剪破坏。
3.两板件通过抗剪螺栓群承担剪力时，就板件的净截面强度来说，摩擦型高强螺栓连接与普通螺栓连接有何区别？采用何种连
接方式更合理？
3.摩擦型高强螺栓连接板件计算截面承力需考虑孔前传力，其所受荷载小于普通螺栓连接。从板件的受力来说，采用摩擦
型高强螺栓连接更合理。
4.某煤气柜结构，据统计在预期的20年使用寿命内，煤气气压循环1.5万次，问：可否按现行《钢结构设计规范》中有关钢结
构疲劳验算的规定对该煤气柜结构及其节点进行疲劳验算？为什么？
4.不能按现行《钢结构设计规范》对该煤气柜结构及其节点进行疲劳验算，因为《钢结构设计规范》中有关钢结构疲劳验
算是基于循环次数≥105
5.同一种类的钢材，当其厚度或直径发生变化时，钢材的机械性能（强度和塑性）有何变化？为什么？
5.同一种类的钢材，当其厚度或直径发生减小时，钢材的强度和塑性会提高。因为随着钢材厚度或直径的减小，钢材（型
钢）的轧制力和轧制次数增加，钢材的致密性好，存在大缺陷的几率减少，故强度和塑性会提高。
6.某钢结构高强度连接梁柱节点，设计按摩擦型高强螺栓（接触面喷砂后生赤锈）计算摩擦面的抗滑移系数。施工单位为防止
构件锈蚀对构件的损伤，对接触面（梁端板与柱翼缘板）间进行了喷漆处理。问这种处理方式是否合理？为什么？
6.这种处理方式不合理。因为喷砂后生赤锈板件间的抗滑移系数大于板件喷漆处理，板件接触面喷漆后摩擦型高强螺栓的
抗剪承载力将下降。
三、计算题（共52分）
1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）。
图中荷载为静力荷载设计值。钢材为Q235-A?F。手工焊，焊条E43型。
f f w=160N/mm2，f t w=185N/mm2，f v w=125N/mm2。
2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。图中荷载为静力荷载设计值，
高强螺栓为8.8级M20，预拉力P=110KN，被连接板件钢材Q235-A?F
（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。
3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，
试验算梁的强度是否满足要求。判定梁的局部稳定是否满足要求
（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，
并画出加劲肋的布置图）。梁采用Q235-A钢材，f d=215N/mm2，
f v d=125N/mm2，f y=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。题1图
题3图
4.某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，
试验算整体稳定是否满足要求。材质：Q235-A钢材，
f d=215N/mm2，f v d=125N/mm2，f y=235N/mm2，E=2.06×105N/mm2。题2图
，
1.（本题10分）题4图
2.（本题10分）
3.（本题15分）
4.（本题17分）
；0.7572；
平面内稳定验算：
平面内稳定验算：；0.6309；
模拟试卷二
一、选择题（每题2分，共30分）
1.在钢结构设计中，通常以下列中的值作为设计承载力的依据A。
(A)屈服点(B)比例极限(C)抗拉强度(D)伸长率
2.压弯格构柱的弯矩绕虚轴作用时，其弯矩作用平面外的整体稳定是通过保证的B。
(A)计算平面外的整体稳定(B)计算单肢稳定(C)自然满足(D)计算局部稳定
3.当构件为Q235钢材时，焊接连接时焊条宜采用A 。
(A )E43型焊条(B) E50型焊条(C) E55型焊条(D)前三种型焊条均可
4.同类钢种的钢板，厚度越大，D 。
(A)内部存在缺陷的几率越小(B)塑性越好(C) 韧性越好(D) 强度越低
5.在进行正常使用极限状态计算时，计算用的荷载应采用C。计算题1图
(A)将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数(B)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的标准值，均不乘以各自的分项系数(D)将永久荷载和可变荷载的标准值均乘以各自的分项系数
6.钢材牌号Q235代表的是B 。
(A)钢材的伸长率是235(B) 钢材的屈服强度是235MPa
(C)钢材的比例极限是235MPa(D) 钢材的抗拉强度是235MPa
7.承受静力荷载的结构，其钢材应保证的基本力学性能指标是B 。
(A)抗拉强度、伸长率(B)抗拉强度、屈服强度、伸长率
(C)抗拉强度、屈服强度、冷弯性能(D)屈服强度、冷弯性能、伸长率
8.在螺栓连接中，要求板叠厚度是为了A 。
(A)防止栓杆发生过大弯曲变形破坏(B)方便施工(C)节约栓杆材料(D)使板件间紧密
9.在钢结构设计中，认为钢材是理想的弹塑性体，是指屈服点以前的材料为B 。
(A)非弹性的(B)弹性的(C)弹塑性的(D)塑性的
10.与单向拉应力相比，钢材承担双向拉应力时C 。
(A)破坏形式没变化(B)易发生塑性破坏(C)易发生脆性破坏(D)无法判定
11.我国钢结构设计规范规定，当构件承担循环应力的循环次数时，应进行疲劳验算B。计算题2图
(A)＜105(B) ≧105 (C) ≦106(D) ≧106
12.由于建筑用钢材多为塑性性能好的钢材，故应力集中的存在将D 。
(A)钢材易发生塑性破坏(B)降低静力承载能力(C)提高静力承载能力(D)对静力承载能力无影响
13.在由双角钢作为杆件的桁架结构中，通常角钢相并肢间每隔一定距离设置垫板，目的是A。
(A)双角钢组成共同截面工作(B)方便杆件的制作(C)杆件美观(D)增加杆件截面面积
14.为提高梁的整体稳定性，在用钢量不变的前提下，应尽可能D。
(A)采用窄翼缘截面(B)采用双轴对称截面(C)加强受拉翼缘(D)加强受压翼缘
15.在吊车梁的强度验算中，A 。
(A)塑性发展系数取 1.0
(B)塑性发展系数取 1.05， 1.2
(C)塑性发展系数取 1.0， 1.2(D)塑性发展系数取 1.05， 1.0 计算题3图
二、问答题（每题3分，共18分）
1.建筑钢材的伸长率是通过什么实验确定的？实验时如何取值？伸长率反映了钢材的什么性质？
1. 建筑钢材的伸长率是通过单向拉伸实验确定的。取试件拉断后的伸长量与原标距的比值的百分率，即
，伸长率反映了钢材的塑性变形能力。
2.请评价钢材经过常温时的加工（冷作硬化）后，其强度、塑性性能的变化。
2. 钢材经过冷作硬化后，其强度提高，塑性变形能力下降
3.在角焊缝设计中，对焊脚尺寸和计算长度有哪些构造要求？为什么？
3. 最大焊脚尺寸：，防止焊缝过烧焊件；
最小焊脚尺寸：，防止焊缝冷裂；
最大计算长度：，防止应力沿焊缝长度不均匀分布；
最小计算长度：，防止焊缝沿长度缺陷几率增加。
4.承压型高强螺栓和摩擦型高强螺栓承受剪力作用时在传力和螺栓的验算上有什么区别？计算题4图
4. 承压型高强螺栓承受剪力作用时螺栓直接承受剪力，需验算螺栓的受剪和承压承载能力。摩擦型高强螺栓承受剪力作用时螺栓不直接承受剪力，需验算螺栓的受剪承载能力。
5.钢材在复杂应力作用下，应力场不同，钢材的强度、塑性等力学性能有何变化？
5. 同号应力场时钢材的强度提高而塑性变形能力降低，异号应力场时钢材的强度降低而塑性变形能力提高。
6.请说明缀条式格构柱和缀板式格构柱的单肢的受力情况，大型柱从受力更合理的角度出发应尽可能选用何种形式的格构柱？
6. 缀条式格构柱的单肢为轴心受力构件，缀板式格构柱的单肢为压弯构件。从受力更合理的角度出发，大型柱应尽可能选用缀条式格构柱。
三、计算题（共52分）
1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度。图中荷载为静力荷载设计值。钢材为Q235-A?F。手工焊，焊条E43型。f f w=160N/mm2，f t w=185N/mm2，f v w=125N/mm2。
2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度（不需验算连接板的强度）。图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为10.9级M20（孔d0=21.5mm），预拉力P=155kN，被连接板件钢材Q235-A?F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。
3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。梁采用Q235-A钢材，f d=215N/mm2，f v d=125N/mm2，f y=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。
4.（本题17分）某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，试验算整体稳定是否满足要求。材质：Q235-A钢材，f d =215N/mm2，
f v d =125N/mm2，f y=235N/mm2，E=2.06×105N/mm2。
，
模拟试卷二参考答案
三、计算题（共52分）
1.（本题10分）
2.（本题10分）
3.（本题15分）某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fv=125N/mm2，fy=235N/mm2。计算时可忽略梁的自重。
4.（本题17分）
；0.9181；
平面内稳定验算：
平面内稳定验算：；0.8368；
平面外稳定不满足要求。
模拟试卷三
一、选择题（每题1.5分，共30分）
1. 设有一截面尺寸为100×8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，焊脚尺寸为6mm。为满足最小焊缝长度的构造要求，应选用D 。
(A)40mm(B)60mm(C)80mm(D)100mm
2. 钢结构连接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B。
(A)E55(B)E50(C)E43(D) 前三种均可
3. 产生焊接残余应力的主要因素之一是D。
(A) 钢材的塑性太低(B) 钢材的弹性模量太高(C) 焊缝的厚度太小(D) 焊接时热量分布不均
4. 焊接结构的疲劳强度的大小与关系不大A。
(A) 钢材的种类(B) 应力循环次数(C) 连接的构造细节(D) 残余应力大小
5. 未焊透的对接焊缝计算应按计算B。
(A) 对接焊缝(B) 角焊缝(C) 断续焊缝(D) 斜焊缝
6. 计算梁的时，应用净截面的几何参数A。
(A) 正应力(B) 剪应力(C) 整体稳定(D) 局部稳定
7. 梁的最小高度是由控制的C。
(A) 强度(B) 建筑要求(C) 刚度(D) 整体稳定
8. 单向受弯梁失去整体稳定时是形式的失稳C。
(A) 弯曲(B) 扭转(C) 弯扭(D) 双向弯曲
9. 钢梁腹板局部稳定采用准则D。
(A) 腹板局部屈曲应力与构件整体屈曲应力相等
(B) 腹板实际应力不超过腹板屈曲应力
(C) 腹板实际应力不小于板的屈服应力(D) 腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力计算题3图
10. 分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可简化为C 。
(A) 自由边(B) 固定边(C) 有转动约束的支承边(D) 简支边
11. 轴心受拉构件按强度极限状态是C 。
(A) 净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度(B) 毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度
(C) 净截面的平均应力达到钢材的屈服强度(D) 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度
12. 实腹式轴心受拉构件计算的内容有D。
(A) 强度(B) 强度、局部稳定和整体稳定(C) 强度和整体稳定性(D) 强度、刚度（长细比）
13. 用Q235号钢和16锰钢分别建造一轴心受压柱，其长细比相同，在弹性范围内屈曲时，前者的临界力后者的临界力C。
(A) 大于(B) 小于(C) 等于或接近(D) 无法比较
14. 为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施，这一做法是为了A。
(A) 改变板件的宽厚比(B) 改变截面上的应力分布状态(C) 增大截面面积(D) 增加截面的惯性矩
15. 在下列因素中，对压杆的弹性屈曲承载力影响不大C。
(A) 压杆的残余应力分布(B) 构件的初始几何形状偏差(C) 材料的屈服点变化(D) 荷载的偏心大小
16. 弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行、刚度和缀材的计算D。
(A) 强度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性(B) 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性
(C) 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外稳定性(D) 强度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性
17. 承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件，其强度计算公式中，塑性发展系数g x通常取C 。
(A) 1.1(B) 1.15 (C) 1.05(D) 1.07
18. 钢结构压弯构件的设计一般应进行下面的计算? D
(A) 强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形
(B) 弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比
(C) 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形
(D) 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比
19. 实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的g x主要是考虑A 。
(A) 截面塑性发展对承载力的影响(B) 残余应力的影响(C) 初弯矩的影响(D) 初偏心的影响
20. 工形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据确定的D。
(A) 介于轴压杆腹板和梁腹板高厚比之间(B) 腹板的应力梯度a0
(C) 构件的长细比(D) h0 /tw与腹板的应力梯度a0、构件的长细比的关系
二、计算题(70分)：
1.（本题15分）两钢板截面为—18×400 ，两面用盖板连接，钢材Q235，承受轴心力设计值N=1181kN ，采用M22普通C级螺栓连接，d0 = 23.5mm ，按图示连接。试验算节点是否安全。已知：，。
计算题2图
2. （本题20分）简支梁受力及支承如图所示，荷载标准值P=180kN，
分项系数1.4，不计自重，Q235钢，fy=235N/mm2。
1）验算该梁的强度。
2）如不需验算该梁的整体稳定，问需设几道侧向支承？计算题1图
3. （本题20分）一工字形截面轴心受压柱如图所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每个翼缘和腹板上各有两个对称布置的d = 24mm 的孔，钢材用Q235AF，f =215N/mm2，翼缘为焰切边。试求其最大承载能力N。局部稳定已保证，不必验算。
4. （本题15分）验算图示端弯矩（计算值）作用情况下压弯构件的承载力是否满足要求。已知构件截面为普通热轧工字钢I10，Q235AF，假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈曲。I10截面的特性：A=14.3cm2，Wx=49cm3，ix=4.15cm。
模拟试卷三参考答案
二、计算题（共70分）
1.（本题15分）
（1）螺栓强度验算
单个螺栓抗剪承载力设计值
单个螺栓承压承载力设计值
故取。
每侧12个螺栓，承载力为
（2）验算被连接钢板的净截面强度
2．（本题20分）
设强轴为x轴。
（1）强度验算
最大正应力强度验算：
因为翼缘
所以可以考虑部分塑性。
最大剪应力强度验算：
腹板与翼缘交界处折算应力验算：
所以强度均满足。
（2）整体稳定性保证
如不需验算梁的整体稳定性，则需受压翼缘自由长度与其宽度的比满足要求：
所以在梁跨中设一道侧向支承点就能保证梁的整体稳定性。
3. （本题20分）
截面几何特性：
按强度条件确定的承载力：
按稳定条件确定的承载力：
因x轴为弱轴，且，因而对y轴的稳定承载力小于对x轴的稳定承载
力，由查表得所以
所以此柱的最大承载力为2160kN。
4．（本题15分）
热轧工字钢截面对x轴属于a类。因而，当时，得。
由平面内稳定计算公式：
由截面强度计算公式：
因为平面外稳定通过侧向支承得到保证，所以本题承载力由强度、平面内稳定
计算均满足要求。
学习指南 1、课程的重要性和学习目标 本课程是土木工程专业的一门重要的专业课，是一门理论和实际结合较强的课程。通过本课程的学习，在钢结构基本原理的基础上掌握常用钢结构的设计计算方法，为今后从事钢结构设计、施工与安装等奠定坚实的基础，养成基本的工程设计能力。 2、前导课程 材料力学、结构力学、房屋建筑学、土力学与地基基础、建筑结构与选型、荷载与结构设计方法、建筑施工、建筑结构CAD、工程抗震、钢结构基本原理。 3、后续课程 后续课程为钢结构课程设计、钢结构毕业设计实践教学环节，通过课程学习掌握钢结构构件及整体结构的内力计算及组合、杆件验算、节点计算、钢结构图纸绘制及表达，具备从事钢结构设计的基本素质和能力。 4、必要学习工具 绘图工具：AutoCAD； 计算分析工具：Ansys、Sap、Abaqus； 设计工具：PKPM、MTS、天正等建筑、结构分析软件。 5、课程能力点 在学习“钢结构基本原理”的基础上，走向应用阶段，即通过本课程的学习，系统地掌握钢结构的基本计算方法和应用技能，具备进行轻型门式刚架结构、重型单层工业厂房钢结构、多层房屋钢结构及高层房屋钢结构等设计计算的能力，了解相关的设计依据、成果及施工验收等知识，同时也为从事建筑钢结构制造、安装及施工管理打下必要的基础。 6、学习方法 以规范为依据，以教材为基础，借助课堂和网络资源，结合理论课、案例实训课及已完成的实习实践环节，认真做好预习、复习、作业、阅读等课外学习，积极参与课堂或课下讨论、科技创新活动、结构设计大赛等活动，提高综合应用能力。
7、与课程相关的国家标准及图集 [1] 钢结构设计规范GB 50017-2003.北京：中国计划出版社，2003 [2] 建筑结构荷载规范GB 50009-2012.北京：中国建筑工业出版社，2012 [3] 建筑抗震设计规范GB 50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2010 [4] 冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002. 北京：中国计划出版社，2002 [5] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2002. 北京：中国计划出版社，2003 [6] 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ 99-98. 北京：中国建筑工业出版社，1998 [7] 钢结构工程施工质量验收规范GB50205_2001.北京：中国建筑工业出版社，2002 [8] 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002. 北京：中国建筑工业出版社，2002 [9] 12m实腹式钢吊车梁-轻级工作制05G514-1 [10] 12m实腹式钢吊车梁-中级工作制05G514-2 [11] 12m实腹式钢吊车梁-中级工作制05G514-3 [12] 12m实腹式钢吊车梁-重级工作制05G514-4 [13] 单层房屋钢结构节点构造详图(工字型截面钢柱柱脚连接)06SG529-1 [14] 吊车轨道联结及车挡05G525 [15] 多高层民用建筑钢结构节点构造详图01(04)SG519 [16] 钢吊车梁(H型钢_工作级别A1-A5)08SG520-3 [17] 钢结构建筑构造图集CDI02J [18] 钢抗风柱10SG533 [19] 钢梯02J401 [20] 轻型屋面梯形钢屋架（圆钢管、方钢管）06SG515-1 [21] 轻型屋面梯形钢屋架（剖分T型钢）06SG515-2 [22] 轻型屋面梯形钢屋架01SG515 [23] 梯形钢屋架05G511 [24] 柱间支撑05G-336 [25] 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造01J925-1 [26] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册(上册).北京：北京：中国建筑工业出版社，2004 [27] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册(下册).北京：北京：中国建筑工业出版社，2004
钢结构设计说明 一、工程概况 (1结构体系:下部为混凝土框架结构体系,上部固定屋面为钢结构悬挑桁架结构体系。 (2支撑形式:悬梁桁架结构支撑于下部混凝土结构柱和外圈落地钢结构内外柱上。 二、结构设计依据 (一结构设计施工遵循的规范,规程及规定 (1建筑结构可靠设计统一标准GB50068-2001 (2 建筑结构荷载规范GB50009-2001(2006年版 (3抗震设防分类标准GB50223-2008 (4建筑抗震设计规范GB50011-2001(2008年版 (5钢结构设计规范GB50107-2003 (6建筑钢结构焊接技术规程JGJ81-2002 (7混凝土结构设计规范GB50010-2002 (8冷弯薄壁型钢结构技术规范GB50018-2002 (9高层民用建筑钢结构技术规程JGJ99-98 (10建筑地基基础设计规范JGJ5007-2002 JGJ61-2003 网壳结构技术规程(11． (12网架结构设计与施工规程JGJ7-91 (13钢结构高强度螺栓连接的设计施工及验收规程JGJ82-2002 (14建筑钢结构防火设计规范CECS200:2006 (15建筑桩基技术规范JGJ94-2008 (16建筑地基处理技术规范JGJ79-2002 (17建筑基坑支护技术规程JGJ120-99 (18建筑基桩检测技术规范JGJ106-2003,J256-2003 (19钢结构工程施工质量验收规范GB50205-2001 (20优质碳素钢结构GB/T699-1999 (21碳素钢结构GB/T700-88 (22低合金高强度结构钢GB/T1591-94 (23碳钢焊条GB/T5117-95 (24低合金高强度结构钢GB/T5118-95 (25埋弧焊用碳钢焊丝和焊剂GB/T5293-1999 (26低合金钢埋弧焊用焊剂GB/T12740 (27熔化焊用焊丝GB/T14957-94 (28气体保护电弧焊用碳钢,低合金钢焊丝GB/T8110-95 (29六角头螺栓GB/T5782 GB/T5782 级-C六角头螺栓(30． (31钢结构用高强度大六角螺栓螺母垫圈技术要求GB/T1228-1231 (32涂装前钢材表面锈蚀等级和涂装GB8932 (33钢结构防火涂料应用技术规程CECS:24-90
钢结构厂房基础设计
.8.基础设计 3.8.1基础的选择 由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构，荷载较小，所以选择基 础形式为钢筋混凝土独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 中8.2.2其构造要求是： 1、锥形基础的边缘高度不小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm； 2、基础下垫层不小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10； 3、底板受力钢筋直径不小于10mm，间距不小于100mm，不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于40mm； 4、基础混凝土强度等级不低于C20。 所以，在本设计中，采用柱下独立基础，在结构的每根柱下均设基础，基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋，垫层为100mm厚C10混凝土。 3.8.2基础埋深 根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中 的持力层深度，选定基础埋深为自天然地面下1.5，基础下设100mm厚C10混凝土垫层，所以垫层底面标高为-1.9m（室内外高差为300mm）。 3.8.3基础设计 3.8.3.1 确定基底尺寸 弯矩最大一组： 荷载设计组合值 192.59 -59.67 -143.78 M kN m V kN N kN =? ?? ?? = ?? ?? = ?? ，荷载标准组合值 154.92 =-48.14 116.86 M kN m V kN N kN =? ?? ?? ?? ?? =- ?? 。
偏心荷载下由恒荷载起控制作用的荷载效应的基本组合时 0,max 6(91.80116.86)60.741.351 1.35149.29124k j F e p kPa lb l +?????=?+=?+= ? ??? ?? max ,j p ——基底净反力设计值的最大值； 0e ——净偏心距，0154.920.7491.8116.86 k k M e F ===+ 此时0280024501700c a h mm l +=+?=<，0252024501420c b h mm b +=+?=< 所以，[]2(0.520.452)3(20.40.45)2 2.54l A m =+?+?--÷= 冲切力为：,max 49.29 2.54125.20l j l F p A kN ==?=
钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室
钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用
E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。 2．荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。
钢结构设计步骤和设计思路 摘要：钢结构设计简单步骤和设计思路关键词: 钢结构结构设计步骤 (一) 判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 (二) 结构选型与结构布置 此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指 导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是\"概念设计＼＂，它在结构选型与布置阶段尤其重要．对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概
念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间 的相互力学关系和简化近似设计方法。[２０] 钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载）,如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中,不
**
《钢结构设计原理》
三. 连接
3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材
Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。 N
N
500
解：
10
三级焊缝
查附表 1.3：
f tw
265 N/mm 2 ，
f
w v
180 N/mm 2
不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mm
N lwt
1500103 480 10
312.5N/mm2
ftw
265N/mm2 ，不可。
改用斜对接焊缝：
方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度：
lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829 ) 20 583mm
N sin lw t
1500103 0.829 58310
213N/mm2
ftw
265N/mm2
N cos lw t
1500103 0.559 58310
144N/mm2
fvw
180N/mm2
设计满足要求。
方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。
**
查附表
1.3：
f
w f
200 N/mm 2
试选盖板钢材 Q345-A，E50 型焊条，手工焊。设盖板宽 b=460mm，为保证盖板
与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度：
t2
A1 2b
500 10 2 460
5.4mm
，取
t2=6mm
由于被连接板件较薄 t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽 b 不宜大于 190，要保证
与母材等强，则盖板厚则不小于 14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采
用三面围焊。
1) 确定焊脚尺寸
最大焊脚尺寸： t 6mm，hf max t mm 最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm 取焊脚尺寸 hf=6mm
2）焊接设计：
正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N3 2 0.7hf bf ffw 2 0.7 6 460 1.22 200 942816 N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N1 N N3 1500 10 3 942816 557184 N
所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有 4 条侧缝）：
l lw
hf
N1 4 0.7hf
f
w f
hf
557184 4 0.7 6 200
6 172 mm
取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：
175 10 175
L=175×2+10(盖板距离)=360mm。
N
N
∴此加盖板的对接连接，盖板尺寸取-360×460×6mm，
6 6 500 10
一、选择题： 1. 屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C )。 (A) 端竖杆处 (B) 下弦中间 (C) 下弦端节间 (D) 斜腹杆处 2. 梯形屋架 的端斜杆和受 较大节间 荷载作 用的屋 架上弦杆 的合理截面形 式是两个 C )。 (A) 等肢角钢相连 (B) 不等肢角钢相连 (C) 不等肢角钢长肢相连 (D) 等肢角钢十字相连 (A)120m (B) 80m C )60m (D) 40m (A) 铰接 (B) 刚接 (C) 刚接或铰接 5. 当采用压型钢板轻型屋面时，屋面竖向均布活荷载的标准值 )。 6?当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置 性，不需要很高的转动能力，综合考虑日本和美国规范制定的。 (A) 强柱弱梁 (B) 强柱强梁 (C) 弱柱强梁 (D) 弱柱弱梁 精品文档 3. 屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于( )。 4. 门式刚架的柱脚，当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时， 则应采用( B )柱脚 (A) 0 ．5kN ／m 2 (B) 0 ． 4kN ／ m 2 (C) 0 ．3kN ／m 2 (D) 0 ．2kN ／m 2 ( 按水平投影面积计算 ) 应取 (A) 拉杆 (B) 系杆 (C) 檩托 (D) 隅撑 7?当檩条跨度大于 4m 时，应在檩条间( D ) 位置设置拉条。当檩条跨度大 6m 时，应 在檩条跨度( C )分点位置各设置一道拉条。 (A) 五分点 (B) 四分点 (C) 三分点 (D) 二分点 8. 实腹式檩条可通过( 与刚架斜梁连接。 (A) 拉杆 (B) 系杆 (C) 檩托 (D) 隅撑 9、屋架设计中，积灰荷载应与( C )同时考虑。 (A) 屋面活荷载 (B) 雪荷载 (C) 屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值 (D) 屋面活荷载和雪荷载 10. 梯形钢屋架节点板的厚度，是根据( )来选定的。 (A) 支座竖杆中的内力 (B) 下弦杆中的最大内力 (C) 上弦杆中的最大内力 (D) 腹杆中的最大内力 11. 框架梁柱板件宽厚比的规定， 是以符合 ( A )为前提， 考虑柱仅在后期出现少量塑
1.轻型门式钢架结构的定义及适用范围及特点 定义：单层门式钢架是指以轻型焊接H型钢，热轧H型钢或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架或格构式 门式为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢做檀条，墙梁；以压型金属板做屋面，墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料， 硬质聚氨酯泡沫塑料，岩棉，矿棉，玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系. 适用范围：门式钢架上可设置起重量不大于3T的悬挂起重机和起重量不大于20T的轻中级工作制单梁或双梁 桥式吊车.特点:质量轻，工业化程度高，施工周期短，综合经济效益高，柱网布置比较灵活 2.门式钢架的结构形按跨度分：单跨，双跨，多跨.按屋面坡脊数分：单脊单坡，单脊双坡，多脊多坡 3.门式钢架结构支撑和刚性系杆的布置原则 在每个温度区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系；在设置柱间支撑的开间，应同时设置 屋盖横向支撑，以构成几何不变体系；端部支撑宜设置在温度区端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距 应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般取30-45m；有吊车时不宜大于60m；当房屋高度较大时，柱 间支撑应分层设置，当房屋宽度大于60m时，内柱列宜适当设置支撑；当端部支撑设在端部第二个开间时， 在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆；在钢架转折处应沿房屋全长设置刚性系杆；由支撑斜 杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按钢性系杆考虑；刚性系杆可由檀条兼任，此时弹跳应满足压弯构件的承 载力和刚度要求，当不满足时可在钢架斜梁间设置钢管，H形钢或其他截面形式的杆件 4.门式钢架的计算方法 对于便捷门面式钢架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当钢架的梁柱全 部为等截面时才允许采用塑性分析方法；变截面门式钢架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定 5.济南郊区-轻型门式钢架结构，没有吊车，列出钢架内力计算时可能的荷载组合形式 组合原则：屋面 均布活荷载不与雪荷载同时考虑到，应取两者中的较大值，积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大 值同时考虑，施工或检修中荷载不与屋面材料或檀条自重以外的其他荷载同时考虑，多台吊车的组合应符合 《荷载规范》的规定，当需要考虑地震作用时风荷载不与地震作用同时考虑 （1）1.2*永久荷载+0.9*1.4* 【积灰荷载+max{屋面均布活荷载，雪荷载}】+0.9*1.4*(荷载+吊车竖向和水平荷载) #注;此处因为没有吊车， 所以划横线荷载不应考虑 （2）1.0*永久荷载+1.4*风荷载 组合（I）用于截面强度和构件稳定性计算； 组合（2）用于锚栓抗拉计算 6.门式钢架变截面斜梁的验算内容 强度计算，，平面内整体稳定计算，平面外整体稳定计算，局部稳定 计算，刚度计算 7.门式钢架隅撑的作用及其布置原则？ （1）隅撑作用：保证梁的稳定 （2）布置原则:当钢架的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置隅撑，作为梁受压翼缘的侧向支撑，翼缘 的另一端连接在檩条上，增加稳定承载力。隅撑间距不应大于说撑梁受压翼缘宽度的16（235/Fy）-1/2倍 8.门式钢架结构节点的连接形式 门式钢架结构的连接点有：梁与柱连接节点，梁和梁拼接点及柱脚。 9.薄壁杆件的板件有效宽度含义 压型钢板和用于檩条，墙梁的卷边槽钢和Z形钢都属于冷弯薄壁构件，
钢结构设计的八大要点 钢结构设计要点 钢结构设计简单步骤和设计思路 （一)判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有 较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住 宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 （二）结构选型与结构布置 此处仅简单介绍。详请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构 选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规 定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来 确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有 效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是 判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。（无论结构软件 如何强大，扎实的结构概念和力学分析，及可靠的手算能力，才是过 硬的素质。）钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设 计方法，比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大 悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。屋面上雪
压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨 量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节 点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选 择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用 钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为 了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型src 柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。 对抗震不利。（把受力单元尽可能的向结构外围布置，是充分利用材 料性能的关键，就像中空的竹子一样，所以外强内弱很重要。） 结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的 说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响 范围,使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。 其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承 受1/4的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足 不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截 面加大，减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑 在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 （三）预估截面 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的 断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。根据荷载与支座情况， 其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧 向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按 规范中局部稳定的构造规定预估。
2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ，也不得小于 8hf ；侧面角焊缝承受静载时，其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态，正常使用极限状态 2.加强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点） 3.螺栓材质，螺栓有效面积 4.塑性破坏，脆性破坏 5.限制宽厚比，设置加劲肋 6.性能等级，螺栓直径
7.8h f，40mm，60 h f 8.钢号，截面类型，长细比 9.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接 10.应力集中，应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构），应力循环次数 11.矩形，抛物线，三角形 12.弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 13.技术先进，经济合理，安全适用，确保质量 14.普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝 15.热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面 16.荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？
钢结构考试试题 一、填空题（每空1分，共40分） 1、我公司生产车间日常管理的七项指标为进度、质量、安全、现场管理、设 _ 备管理、成本控制、工时分配。 2、轻钢抛丸和冠县厂区的抛丸机的洞口尺寸大体为多少： 宽度X高度1.2mX1.8m 3、我公司规定进入生产车间必须穿带劳保鞋、安全帽、反光马甲。 4、公司采用的手工焊接方法为：二氧化碳气体保护焊。 5、公司的人才理念为：以人为本、尊重人才、重视人才。 6、车间级班前会的组织人员为：工段长。 7、车间生产计划由制造工艺部负责制定，材料由物资部负责采购。 &公司加工室内厂房大体有8万平方米，年生产吨位大体为10万吨。 9、主要焊接工艺参数为焊接电流、电弧电压、焊接速度。 10、常见的连接形式有焊接连接、螺栓连接、铆钉连接。 11、钢材的五项机械性能指标是屈服强度、抗拉强度、延伸率、冷弯性能、冲_ 击韧性。 12、钢材牌号Q235B，其中235表示屈服强度，B表示质量等级为B级。 13、焊缝质量检测项目包括：内部缺陷、外观缺陷、焊缝尺寸。 14、性能等级为4.6级和4.8级的C级普通螺栓连接，46级的安全储备更大。 二、判断题侮题2分，共20分） 1、焊剂使用前必须进行烘干（“）。 2、100X 80X8表示不等边角钢的长边宽为100mm短边宽80m,厚8mm（V） 3、钢材越厚压缩比越小，因此厚度大的钢材不但强度较小，而且塑性、冲击韧
性和焊接性能也较差（“）。 4、碳的含量对钢材性能的影响很大，一般情况下随着含碳量的增高，钢材的塑性和韧性逐渐增高（X）。 5、塑性变形是不能恢复的，因而塑性破坏比脆性破坏更危险（X）。 6、钢结构在轧制时使金属晶粒变细，也能使气泡、裂纹压合。薄板辊轧次数多，其性能优于厚板（“）。 7、栓接是钢结构中使用最广泛的连接方法（X）。 8钢号为Q235-A ? b的钢其性能好于钢号为Q235-D ? F的钢（X）。 9、与钢筋混凝土结构相比，钢结构具有强度高、自重大的特点（X）。 10、硅和锰是钢中的有益元素（“）。 三、选择题（每题2分，共20分） 1、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（B） A、密封性好B自重轻 C、制造工厂化 D、便于拆装 2、以下关于应力集中的说法中正确的是（B）。 A、应力集中降低了钢材的屈服强度 B、应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制 C、应力集中产生异号应力场，使钢材变脆 D、应力集中可以提高构件的疲劳强度 3、关于钢结构的特点叙述错误的是（C）o A、建筑钢材的塑性和韧性好 B、钢材的耐腐蚀性很差
钢结构原理与设计课程设计任务书 一、题目：普通梯形钢屋架设计 二、设计资料（由老师分组确定） 某厂房总长度90M，跨度根据不同班级及学号从附表1中取，纵向柱距6m。 1.结构形式:梯形钢屋架。屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，二类场地。屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。 3.屋盖结构及荷载 无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载： ①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值值根据不同学号按附表取。施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载取0.6 KN/m2。 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4KN/m2 水泥砂浆找平层0.4KN/m2 保温层（根据学号按附表取) 一毡二油隔气层0.05KN/m2 水泥砂浆找平层0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板1.45KN/m2 三、设计内容 1．课程设计计算书 包括如下内容的全部设计和计算过程：
①屋盖支撑、檩条布置的示意图 ②设计荷载统计 ③檩条设计及验算过程 ④屋架杆件几何尺寸、内力的计算过程及结果 ⑤屋架杆件截面计算过程及结果,屋架节点计算过程及结果 2．钢屋架施工详图 绘制2#施工图，屋架轴线比例1：20或1：30，相应构件比例为1：10或1：15，内容包括： ①屋架简图，左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及超拱度。 ②屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比例）。 ③侧面图，剖面图及零件详图。 ④注明全部零件的编号，规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。 ⑤材料表。 ⑥说明 四、设计要求 1.计算书须按规范要求完成，插图应用按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合，表明表、图号；要求计算书内容要有系统地编排，字体要端正，表示要清楚，计算步骤明确，计算公式和数据来源应有依据，并应附有与设计有关的插图和说明。 2.图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）》的要求；绘制钢屋架施工图，其中包括屋架简图、屋架结构图、上下弦平面图、必要的剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。施工图1～2张（2号）。 要求图面清楚整洁，线条粗细分明，尺寸及标注齐全，符号及比例正确，构造合理，能表达设计意图，符合国家制图标准并与计算书一致。 3.屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见附表所示。请学生按附表2将自己的取值填入设计任务书中。
模拟题 试卷一 一、填空题（每空2分，共计20分） 1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（1/20~1/8 ），在雨水较多的地区取其中的较大值。 2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），以构成几何不变体系。 3、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（刚性）系杆。 4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲），并利用其（屈服后强度）强度进行设计。 5、当实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） 6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（2 ）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（ 3 ）倍螺栓直径。 7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。 8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm ）。 二、选择题（每题2分，共计20分） 1、梯形钢屋架受压杆件．其合理截面形式，应使所选截面尽量满足（A ）的要求。 (A) 等稳定(B) 等刚度(C) 等强度(D) 计算长度相等 2、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间（ A ）。 (A) 垫板数不宜少于两个(B) 垫板数不宜少于一个 (C) 垫板数不宜多于两个(D) 可不设垫板 3、梯形钢屋架节点板的厚度，是根据（D ）来选定的。 (A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力 (C) 上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力 4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢（檩托）上（ B ）。 (A) 一个普通螺栓(B) 两个普通螺栓(C) 安装焊缝(D) 一个高强螺栓 5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L，其平面外计算长度应取(D )。 (A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距 6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的（ C ）。 (A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处 7、屋盖中设置的刚性系杆（ A ）。 (A) 可以受压(B) 只能受拉(C) 可以受弯(D) 可以受压和受弯 8、某房屋屋架间距为6m，屋架跨度为24m，柱顶高度24m。房屋内无托架，业务较 大振动设备，且房屋计算中未考虑工作空间时，可在屋盖支撑中部设置（C ）。 (A) 上弦横向支撑(B) 下弦横向支撑(C) 纵向支撑(D) 垂直支撑 9、梯形屋架的端斜杆和受较大节间荷载作用的屋架上弦杆的合理截面形式是两个（C ）。 (A) 等肢角钢相连(B) 不等肢角钢相连 (C) 不等肢角钢长肢相连(D) 等肢角钢十字相连 10、屋架设计中，积灰荷载应与（ C ）同时考虑。 (A)屋面活荷载(B)雪荷载 (C)屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值(D)屋面活荷载和雪荷载 三、问答题（共计20分）
.8.基础设计 3.8.1基础的选择 由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构，荷载较小，所以选择基础形式为钢筋混凝土独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中8.2.2其构造要求是： 1、锥形基础的边缘高度不小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm； 2、基础下垫层不小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10； 3、底板受力钢筋直径不小于10mm，间距不小于100mm，不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于40mm； 4、基础混凝土强度等级不低于C20。 所以，在本设计中，采用柱下独立基础，在结构的每根柱下均设基础，基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋，垫层为100mm厚C10混凝土。 3.8.2基础埋深 根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中的持力层深度，选定基础埋深为自天然地面下1.5，基础下设100mm厚C10混凝土垫层，所以垫层底面标高为-1.9m（室内外高差为300mm）。 3.8.3基础设计 3.8.3.1 确定基底尺寸 弯矩最大一组： 荷载设计组合值 192.59 -59.67 -143.78 M kN m V kN N kN =? ?? ?? = ?? ?? = ?? ，荷载标准组合值 154.92 =-48.14 116.86 M kN m V kN N kN =? ?? ?? ?? ?? =- ?? 。 持力层承载力特征值 k 150 150 1.020(20.5)180 a a f kPa f kPa = =+??-= 假定基础梁尺寸为800×300，则基础梁传给独立基础的集中荷载标准值为 0.80.3247.518 1.50.247.591.80KN ???+???=，设计值为91.8 1.2110.16KN ?=。基础受力如下图所示：
武汉理工大学考试试题（模拟卷） 课程名称：钢结构专业班级：工民建专科08 备注：学生不得在试题纸上答题（含填空题、选择题等客观题） 一、填空题（每空2分，共计20分） 1、拉条的作用是（）。 2、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接，设置檩托的目的是 （）。 3、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连，一般做成十字形截面，这时它的计算长度 是（）。 4、设计吊车梁时，对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式，例如吊车 梁腹板与上翼缘的连接应采用（）焊缝。 5、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成，为使两个角钢组成的杆件起整体作用， 应设置（）O 6、屋盖支撑可以分为（）、（八（）、（）、（）五类。 二、选择题（共20分） 1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（），在雨水较多的地区取其中的较大值。 （A） 1 / 20 — 1 / 8 （B） 1 / 30 — 1 / 8 （C） 1 / 20 — 1 / 5 （D） 1 / 30 — 1 / 5
2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（），以构成几何不变体系。 （A）屋盖纵向支撑（B）屋盖横向支撑（C）刚性系杆（D）柔性系杆 3、当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设置（）系杆。 （A）刚性和柔性（B）刚性或柔性（C）刚性（D）柔性
4、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（）倍螺栓直径。 （A） 2 （B） 3 （C） 4 （D） 5 5、梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个（）。 （A）不等边角钢短边相连，短边尖向下（B）不等边角钢短边相连，短边尖向上 （C）不等边角钢长边相连，长边尖向下（D）等边角钢相连 6、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（）。 （A）10mm （B）20mm （C）30mm （D）40mm 7、屋架上弦杆为压杆，其承载能力由（）控制；下弦杆为拉杆，其截面尺寸 由（）确定。 （A）强度（B）刚度（C）整体稳定（D）局部稳定 8、根据吊车梁所受荷载作用，对于吊车额定起重量Q W 30t，跨度I <6m,工作级别为AI~A5的吊车梁，宜采用（）的办法，用来承受吊车的横向水平力。 （A）加强上翼缘（B）加强下翼缘（C）设制动梁（D）设制动桁架 三、简答题（共20分） 1、简述轻型门式钢架结构中支撑和刚性系杆的布置原则（8分） 2、为何冷弯薄壁构件在其强度和稳定性计算公式中截面特性以有效截面为准（6 分） 3、简述D值法的计算步骤（6分） 四、计算题 1、轴心受压柱，轴心压力设计值（包括自重）为3000kN，两端铰接。钢材为Q235 钢，要求确定底板尺寸B及靴梁高度h。已知：基础混凝土局部承压强度设计值 fc=8N/mm 2,底板单个锚栓孔面积 A0=594mm2,靴梁厚度14mm,与柱焊接角焊缝 h f=10mm,f w f =160N/mm2。（ 30 分）
钢结构设计全流程详细内容 前言 随着钢结构应用的急剧增长，结构形式日益丰富，不同的结构体系和截面特性的钢结构，其结构延性差异较大，为贯彻国家提出的“鼓励用钢、合理用钢”的经济政策，根据现行《建筑抗震设计规范》GB50011（简称“抗规”）及《构筑物抗震设计规范》GB50191规定的抗震设计原则，针对钢结构特点，《钢结构设计标准》GB50017-2017（简称“新钢标”）增加了钢结构的抗震性能设计内容。根据性能设计的钢结构，其抗震设计准则为：验算本地区抗震设防烈度的多遇地震作用的构件承载力和结构弹性变形（小震不坏）、根据其延性验算设防地震作用下的承载力（中震可修）、验算罕遇地震作用的弹塑性变形（大震不倒）。 对于很多结构，地震作用并不是结构设计的主要控制因素，其构件实际具有的受震承载力很高，因此，抗震构造可适当的降低，从而降低能耗，节省造价。 抗震设计的本质是控制地震施加给建筑物的能量，弹性变形与塑性变形（延性）均可消耗能量。在能量输入相同的条件下，结构延性越好，弹性承载力要求越低，反之，结构延性差，则弹性承载力要求高，在新钢标中简称为“高延性-低承载力”和“低延性-高承载力”两种抗震设计思路，均可达成大致相同的设防目标。结构根据预先设定的延性等级确定对应的地震作用设计方法，称为“性能化设计方法”。 结构遵循现有的抗震规范规定，采用的也是某种性能化设计的手段，不同点仅在于地震作用按小震设计意味着延性仅有一种选择，由于设计条件及要求的多样化，实际工程按照某类特定延性的要求实施，有时将导致设计不合理，甚至难以实现。大部分钢结构由薄壁板件构成，针对结构体系的多样性及其不同的设防要求，采用合理的抗震设计思路才能在保证抗震设防目标的前提下减少结构的用钢量。虽然大部分多高层结构适合采用高延性-低承载力的设计思路，但是对于多层钢框架结构，在低烈度区，采用低延性-高承载力的抗震思路可能更合理，单层工业厂房也更适合采用低延性-高承载力的抗震设计思路。对于高烈度区的结构及较高的钢框架结构，设计中不应采用低延性结构，建议采用高延性-低承载力的抗震设计思路。