钢结构基本知识 一、选择题 1、哪种门式刚架在工业厂房中应用最为普遍？ A两铰门式刚架 B三铰门式刚架 C无铰门式刚架 D都不常用 答案：A 2、平板网架与网壳相比，它是一种 的空间结构？ A无水平推力或拉力。 B有水平推力无拉力。 C无水平推力有拉力。 D无水平推力及拉力。 答案：A 二、填空题 1、无铰门式刚架的柱脚与基础接，为次超静定结构：两铰门式刚架柱脚与基 础接，为次超静定结构。 答案：固、三、铰、一 2、门式刚架的一、 等均是影响门式刚架结构内力的 因素，门式刚架结构选型时应予以考虑。 答案：高跨比、梁柱线刚度比、支座位移、温度变化 3、由于钢材和钢结构的特点，钢结构应用于 结构中。 答案：重工业厂房的承重骨架、大跨度屋盖结构、大跨度桥梁、多层和高层建筑、塔桅 等高耸结构、容器、管道等壳体结构、移动式结构、轻型结构、抗震要求较高的工程结构中 4、管桁架结构中的杆件均在节点处采用 连接，而在链接之前，需要对腹杆端 头进行 切割及 的开槽切割。在实际切割加工中一般采用 加工和 加工两种方法进行加工。 答案：焊接相贯线、弦杆、机械自动切割、人工手工切割
钢结构基本知识 一、选择题 1、哪种门式刚架在工业厂房中应用最为普遍？ A 两铰门式刚架 B 三铰门式刚架 C 无铰门式刚架 D 都不常用 答案：A 2、平板网架与网壳相比，它是一种________的空间结构? A 无水平推力或拉力。 B 有水平推力无拉力。 C 无水平推力有拉力。 D 无水平推力及拉力。 答案：A 二、填空题 1、无铰门式刚架的柱脚与基础____接，为____次超静定结构；两铰门式刚架柱脚与基 础____接，为____次超静定结构。 答案：固、三、铰、一 2、门式刚架的____、________、________、________等均是影响门式刚架结构内力的 因素，门式刚架结构选型时应予以考虑。 答案：高跨比、梁柱线刚度比、支座位移、温度变化 3、由于钢材和钢结构的特点，钢结构应用于________、________、________、________、 ________、________、________、________、________、________结构中。 答案：重工业厂房的承重骨架、大跨度屋盖结构、大跨度桥梁、多层和高层建筑、塔桅 等高耸结构、容器、管道等壳体结构、移动式结构、轻型结构、抗震要求较高的工程结构中 4、管桁架结构中的杆件均在节点处采用________连接，而在链接之前，需要对腹杆端 头进行________切割及________的开槽切割。在实际切割加工中一般采用________加工和 ________加工两种方法进行加工。 答案：焊接相贯线、弦杆、机械自动切割、人工手工切割
三、简答题 1、简述框架结构的受力特点 答案：a.荷载作用框架结构承受的作用包括竖向荷载和水平荷载。竖向荷载包括结构自 重及楼（屋）面活荷载，一般为分布荷载，有时也存在集中荷载。水平荷载有风荷载和地震 作用。框架结构是一个空间结构体系，沿房屋的长向和短向可分别视为纵向框架和横向框架。 纵、横向框架分别承受纵向和横向水平荷载。b.竖向荷载传递路线现浇平板楼（屋）盖荷载 主要向距离较近的梁上传递，然后在传递给钢柱。℃.受力分析①在多层框架结构中，影响结 构内力的主要是竖向荷载，而结构变形则主要考虑梁在竖向荷载作用下的挠度，一般不考虑 结构侧移对建筑物的使用功能和结构可靠性的影响。随着房屋高度增大，增加最快的是结构 位移，弯矩次之。②框架结构在水平荷载作用下。其侧移由两部分组成：一部分侧移由柱和 梁的弯曲变形产生。柱和梁都有反弯点，形成侧向变形。框架下部的梁、柱内力大，层间变 形也大，愈到上部层间变形愈小：另一部分侧移由柱的轴向变形产生。在水平力作用下，柱 的拉伸和压缩使结构出现侧移。这种侧移在上部各层较大，愈到底部层间变形愈小。在两部 分侧移中第一部分侧移是主要的，随着建筑高度加大，第二部分变形所占比例逐渐加大。③ 一般将框架结构的梁、柱节点视为刚接节点，柱固结于基础顶面，所以框架结构为高次超静 定结构。 2、简述网壳结构的主要缺点。 答案：杆件和节点几何尺寸的偏差以及曲面的偏离对网壳的内力、整体稳定性和施工精 度影响较大，给结构设计和施工带来了一定的困难。为减小网壳结构初始缺陷，对于杆件和 节点的加工精度要求较高，加工难度大。此外，网壳的矢高很大时，增加了屋面面积和不必 要的建筑内部空间，增加建筑材料和能源的消耗。这些问题在大跨度网壳中显得更加突出。 3、简述钢结构的优点。 答案：(1)材质均匀可靠性高钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，钢结构的实际 工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，故可靠性较高。(2)强度高重量轻钢材强度 较高，弹性模量也高，因而钢结构构件小而轻，在同样的受力情况下钢材自重较小，可以作 成跨度较大的结构，由于杆件小，也便于安装和运输。(3)塑性和韧性好钢结构的塑性和 韧性好，适于承受冲击和动力荷载，有较好的抗震性能。(4)具有可焊性可焊性是指钢材 在焊接过程中和焊接后，都能保持焊接部分不开裂的完整性的性质。由于焊接技术的发展， 焊接结构的采用，使钢结构的连接大为简化。(5)便于机械化制造钢结构由扎制型材和钢 板在工厂中制成，便于机械化制造，生产效率高，速度快，成品精度较高，质量易于保证
三、简答题 1、简述框架结构的受力特点 答案：a.荷载作用框架结构承受的作用包括竖向荷载和水平荷载。竖向荷载包括结构自 重及楼（屋）面活荷载，一般为分布荷载，有时也存在集中荷载。水平荷载有风荷载和地震 作用。框架结构是一个空间结构体系，沿房屋的长向和短向可分别视为纵向框架和横向框架。 纵、横向框架分别承受纵向和横向水平荷载。b.竖向荷载传递路线现浇平板楼（屋）盖荷载 主要向距离较近的梁上传递，然后在传递给钢柱。c.受力分析①在多层框架结构中，影响结 构内力的主要是竖向荷载，而结构变形则主要考虑梁在竖向荷载作用下的挠度，一般不考虑 结构侧移对建筑物的使用功能和结构可靠性的影响。随着房屋高度增大，增加最快的是结构 位移，弯矩次之。②框架结构在水平荷载作用下。其侧移由两部分组成：一部分侧移由柱和 梁的弯曲变形产生。柱和梁都有反弯点，形成侧向变形。框架下部的梁、柱内力大，层间变 形也大，愈到上部层间变形愈小；另一部分侧移由柱的轴向变形产生。在水平力作用下，柱 的拉伸和压缩使结构出现侧移。这种侧移在上部各层较大，愈到底部层间变形愈小。在两部 分侧移中第一部分侧移是主要的，随着建筑高度加大，第二部分变形所占比例逐渐加大。③ 一般将框架结构的梁、柱节点视为刚接节点，柱固结于基础顶面，所以框架结构为高次超静 定结构。 2、简述网壳结构的主要缺点。 答案：杆件和节点几何尺寸的偏差以及曲面的偏离对网壳的内力、整体稳定性和施工精 度影响较大，给结构设计和施工带来了一定的困难。为减小网壳结构初始缺陷，对于杆件和 节点的加工精度要求较高，加工难度大。此外，网壳的矢高很大时，增加了屋面面积和不必 要的建筑内部空间，增加建筑材料和能源的消耗。这些问题在大跨度网壳中显得更加突出。 3、简述钢结构的优点。 答案：（1）材质均匀可靠性高钢材组织均匀，接近于各向同性匀质体，钢结构的实际 工作性能比较符合目前采用的理论计算结果，故可靠性较高。（2）强度高重量轻钢材强度 较高，弹性模量也高，因而钢结构构件小而轻，在同样的受力情况下钢材自重较小，可以作 成跨度较大的结构，由于杆件小，也便于安装和运输。（3）塑性和韧性好钢结构的塑性和 韧性好，适于承受冲击和动力荷载，有较好的抗震性能。（4）具有可焊性可焊性是指钢材 在焊接过程中和焊接后，都能保持焊接部分不开裂的完整性的性质。由于焊接技术的发展， 焊接结构的采用，使钢结构的连接大为简化。（5）便于机械化制造钢结构由扎制型材和钢 板在工厂中制成，便于机械化制造，生产效率高，速度快，成品精度较高，质量易于保证
(6)安装方便施工周期短钢结构安装方便和施工期限短可以尽快的发挥投资的经济效益。 (7)密封性好钢结构的水密性和气密性都较好可作成常压和高压容器结构和大直径的管道。 (8)耐热性好实验证明钢材在常温到150C时性能变化不大，因而钢结构可适用于热工车 间。 4、简述钢结构的缺点。 答案：(1)耐火性差钢材表面温度达到300-400℃以后，强度和弹性模量显著下降， 600℃时基本降为零，所以钢结构的的耐火性较差。(2)耐腐蚀性较差在潮湿和腐蚀介质的 环境中容易发生锈蚀，需要定期维护。 5、简述我国建筑钢结构用钢材呈四大发展趋势？ 答案：①中厚板成为应用的主导品种首先是因为较长时间以来，钢结构应用己形成了以 焊接组合构件为主要承重结构的基本格局：其次是在型材中钢板的价格较低，同时板材规格 组合的灵活性、适应性及经济性都较强，也较少代用。②热轧H型钢及冷弯型薄壁型钢等经 济型材供需会增加与传统轧制型材（工字钢、槽字钢）相比，热轧H型钢及冷弯型钢自身的 截面优良性能十分明显，经济效益显著。当前，随着推广用政策与条件的落实，经济型材的 用量在增加中，并将会持续下去。③大中型角钢用量减少由于钢结构轻体化、轻型化的趋势 发展迅速，网架及轻型门式钢架应用更加广泛，因而原传统重型屋盖大量应用的大中型角钢 用量有明显减少：特别是大型角钢（边长≥180m)还难以保护供货价格较高，现已极少采 用。④热轧工字钢、槽钢的应用也呈减少趋势热轧工、槽型钢其截面特性无明显优势且价位 较高，当规格选用稍多时，供货尚无保证，因而在钢结构应用中其主要领域如重型楼盖、支 架、构架等的用量也在减少，并有被热轧或焊接H型钢取代的趋势。从材质、材性方面看， 现充分供应的Q235及Q345号钢的各类钢材，可以保证建筑钢结构的基本需求，特别是按修 订后的《碳素类构钢》(GB700一2006)、《低合金高强度结构钢》(GB1591一94)等标准 供货，使钢材有了科学的质量等级，扩大了厚度范围，能更有效地保证产品质量并与国际接 轨，设计应用也更方便
（6）安装方便施工周期短钢结构安装方便和施工期限短可以尽快的发挥投资的经济效益。 （7）密封性好钢结构的水密性和气密性都较好可作成常压和高压容器结构和大直径的管道。 （8）耐热性好实验证明钢材在常温到 150℃时性能变化不大，因而钢结构可适用于热工车 间。 4、简述钢结构的缺点。 答案：（1）耐火性差钢材表面温度达到 300-400℃以后，强度和弹性模量显著下降， 600℃时基本降为零，所以钢结构的的耐火性较差。（2）耐腐蚀性较差在潮湿和腐蚀介质的 环境中容易发生锈蚀，需要定期维护。 5、简述我国建筑钢结构用钢材呈四大发展趋势？ 答案：①中厚板成为应用的主导品种首先是因为较长时间以来，钢结构应用已形成了以 焊接组合构件为主要承重结构的基本格局；其次是在型材中钢板的价格较低，同时板材规格 组合的灵活性、适应性及经济性都较强，也较少代用。②热轧 H 型钢及冷弯型薄壁型钢等经 济型材供需会增加与传统轧制型材（工字钢、槽字钢）相比，热轧Ｈ型钢及冷弯型钢自身的 截面优良性能十分明显，经济效益显著。当前，随着推广用政策与条件的落实，经济型材的 用量在增加中，并将会持续下去。③大中型角钢用量减少由于钢结构轻体化、轻型化的趋势 发展迅速，网架及轻型门式钢架应用更加广泛，因而原传统重型屋盖大量应用的大中型角钢 用量有明显减少；特别是大型角钢（边长≥180mm）还难以保护供货价格较高，现已极少采 用。④热轧工字钢、槽钢的应用也呈减少趋势热轧工、槽型钢其截面特性无明显优势且价位 较高，当规格选用稍多时，供货尚无保证，因而在钢结构应用中其主要领域如重型楼盖、支 架、构架等的用量也在减少，并有被热轧或焊接 H 型钢取代的趋势。从材质、材性方面看， 现充分供应的 Q235 及 Q345 号钢的各类钢材，可以保证建筑钢结构的基本需求，特别是按修 订后的《碳素类构钢》（GB700－2006）、《低合金高强度结构钢》（GB1591－94）等标准 供货，使钢材有了科学的质量等级，扩大了厚度范围，能更有效地保证产品质量并与国际接 轨，设计应用也更方便