2018结构工程师专业考试复习资料：钢结构(1)

一、钢结构的主要结构形式和构件形式

1.刚框架结构：由竖向钢柱和横向钢梁构成的框格式结构体系(平面框架结构、 空间框架结构、支撑-框架结构)

刚桁架结构：主要由轴心受力构件构成的单向格构式梁(平面桁架和空间桁架)

刚网架结构：主要由轴心受力构件构成的空间格构式平板结构;如网壳

悬索结构：主要由受拉柔索构成的结构;排架结构;钢架结构;

预应力结构：通过施加一定预应力以改善结构性能，更有效地发挥刚材性能

2.构件：受力特点→轴心受力构件、受弯构件、拉弯及压弯构件

二、引起钢材脆性破坏的因素及预防措施

①化学成分：N、P使钢材冷脆，O、S使钢材热脆

②温度：高温热脆，低温冷脆 ③冶金缺陷：非金属杂质，裂纹起层

④冷作硬化 ⑤时效硬化 ⑥应力集中

直接因素：裂纹尺寸、作用应力的大小和方式和材料的韧性

①尽量减小初始裂纹尺寸，避免在处理过程中形成类似于裂纹的间隙;

②注意选择和制订焊接工艺，减小不利残余应力;

③进行合理细部构造设计，避免截面的急变及出现凹角，避免构造应力集中;

④选择适用钢材，使构造具有足够韧性;

⑤设计合理的结构形式;

⑥对结构和构件的拼装应采用合理的工艺顺序，提高精度，减少焊接和装配残力;

⑦建立必要的使用维修规定和措施。

三、引起钢材脆性破坏的因素及预防措施

①化学成分：N、P使钢材冷脆，O、S使钢材热脆

②温度：高温热脆，低温冷脆 ③冶金缺陷：非金属杂质，裂纹起层

④冷作硬化 ⑤时效硬化 ⑥应力集中

直接因素：裂纹尺寸、作用应力的大小和方式和材料的韧性

①尽量减小初始裂纹尺寸，避免在处理过程中形成类似于裂纹的间隙;

②注意选择和制订焊接工艺，减小不利残余应力;

③进行合理细部构造设计，避免截面的急变及出现凹角，避免构造应力集中;

④选择适用钢材，使构造具有足够韧性;

⑤设计合理的结构形式;

⑥对结构和构件的拼装应采用合理的工艺顺序，提高精度，减少焊接和装配残力;

⑦建立必要的使用维修规定和措施。

四、影响钢材性能的主要化学元素及碳硫磷对钢材性能的影响

基本元素：铁、碳; 有益元素：錳硅钒铌钛铝鉻镍; 有害元素：硫磷氧氮;

碳：形成钢材强度的主要成分，碳的含量提高，则刚材强度提高，同时塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降;

硫：属于杂质，能生成易熔化的硫化铁，热加工及焊接使温度达到800~1000℃时，可能出现裂纹，称为热脆。降低冲击韧性，影响疲劳性能和抗锈蚀能力;

磷：既是有害元素也是能利用的合金元素，低温下使钢变脆，称为冷脆，高温时降低钢材塑性，但提高钢材强度和抗锈蚀能力。

五、影响钢材性能的主要化学元素及碳硫磷对钢材性能的影响

基本元素：铁、碳; 有益元素：錳硅钒铌钛铝鉻镍; 有害元素：硫磷氧氮;

碳：形成钢材强度的主要成分，碳的含量提高，则刚材强度提高，同时塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降;

硫：属于杂质，能生成易熔化的硫化铁，热加工及焊接使温度达到800~1000℃时，可能出现裂纹，称为热脆。降低冲击韧性，影响疲劳性能和抗锈蚀能力;

磷：既是有害元素也是能利用的合金元素，低温下使钢变脆，称为冷脆，高温时降低钢材塑性，但提高钢材强度和抗锈蚀能力。

六、角焊缝的主要构造形式和构造要求

角焊缝分为正面角焊缝和侧面角焊缝，角焊缝沿长度方向有连续和断续两种形式，角焊缝按截面形式可以分为直角角焊缝和斜角角焊缝。

构造要求：最小焊脚尺寸;最大焊脚尺寸;最小焊缝长度;侧门角焊缝的最大计算长度;搭接连接的构造要求;角焊缝主要构造要求是焊脚尺寸hf和焊缝长度

七、焊缝起落狐缺陷考虑

在每条焊缝的两端常因焊接时起弧、落弧的影响而出现弧坑、未熔透等缺陷，称为焊口，形成类裂纹并引起应力集中。

1.有条件时应在两端设置引弧板，焊后将其切除，并修磨平整。

2.做不到时，每条焊缝取实际长度减去2t(较薄焊件厚度)

八、普通螺栓受剪破坏形势及避免方法

a当螺栓直径较小，被连接的钢板厚度较大时，螺栓杆可能被剪断;b螺栓直径较大，被连接的钢板较薄时，钢板可能被挤坏;c当构件开口较多使截面削弱较大时，构件可能被拉断;d当螺栓孔距板端距离较小时，板端可能发生冲剪破坏;e当被连接的钢板太厚，而螺栓杆较细时，可能发生螺栓杆弯曲破坏。

abc三种破坏形式可通过计算避免;d种破坏形式可通过构造要求避免;e种破坏可通过限制板叠厚度不超过五倍螺栓杆径来避免。

九、螺栓排列间距为什么要规定最大和最小容许距离

①受力要求：螺栓的端距不应小于2d0(螺栓孔径)。太小时，钢板端部有冲剪破坏的可能。对于受拉构件，各排螺栓的栓距和线距都不能过小，以免使螺栓周围应力集中相互影响;并且对钢板的截面削弱过多，构件有沿折线或直线破坏的可能;两孔之间的钢板也有被螺栓撕裂的可能。对于受压构件，沿作用力方向的栓距不能过大，否则在被连接的板件间容易发生压屈鼓肚现象。

②构造要求：当螺栓的栓距及线距过大时，被连接板件的接触就不够紧密，潮气就会侵入板件间的缝隙内，使钢材锈蚀。

③施工要求：要保证一定的空间，便于转动螺栓扳手。