鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)期末考試是針對2018年鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)課程的評估，考試內(nèi)容涵蓋了鋼結(jié)構(gòu)的基本概念、設(shè)計原理、材料選擇、連接方式以及施工技術(shù)等方面，考生需要掌握鋼結(jié)構(gòu)的基本原理，了解各種鋼材的性能特點，熟悉鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計流程和計算方法，并能夠根據(jù)工程需求選擇合適的結(jié)構(gòu)形式，考生還需要了解鋼結(jié)構(gòu)的防腐、防火、抗震等性能要求，以及相關(guān)的施工技術(shù)和質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)，考試形式多樣，包括選擇題、填空題、簡答題和案例分析題等，旨在全面考察考生對鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)知識的掌握程度和應(yīng)用能力。

以下是一些鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)期末考試可能涉及的內(nèi)容：

一、鋼材的性能

1. 力學(xué)性能
   • 強度指標(biāo)
     • 屈服強度：是鋼材開始產(chǎn)生明顯塑性變形時的應(yīng)力，是衡量鋼材承載能力的重要指標(biāo)。例如在設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件時，屈服強度決定了構(gòu)件所能承受的最大應(yīng)力，一般鋼材如Q235鋼，其屈服強度是235N/mm2。
     • 極限強度：反應(yīng)鋼材的最大抗拉能力，當(dāng)鋼材受到的拉力達(dá)到極限強度時，鋼材會發(fā)生斷裂破壞。
   • 塑性指標(biāo)
     • 伸長率：是結(jié)構(gòu)工程中表示鋼材塑性的常用指標(biāo)，通過拉伸試驗測量，它反映了鋼材在斷裂前的變形能力，伸長率越大，鋼材的塑性越好。
   • 韌性指標(biāo)
     • 沖擊韌性：特別是在低溫或動荷載作用下，沖擊韌性是衡量鋼材抵抗沖擊荷載能力的指標(biāo)，對于在寒冷地區(qū)或承受動荷載（如吊車梁等）的鋼結(jié)構(gòu)尤為重要。
   • 冷彎性能
     • 冷彎試驗是判別鋼材塑性及冶金質(zhì)量的指標(biāo)，能反映鋼材在常溫下承受彎曲變形的能力，同時也能顯示鋼材內(nèi)部的缺陷情況。
2. 影響鋼材性能的因素
   • 化學(xué)成分：如碳（C）、錳（Mn）、硅（Si）等元素的含量會影響鋼材的強度、塑性和韌性等性能。例如，碳含量增加會提高鋼材的強度，但會降低其塑性和韌性。
   • 鋼材的厚度：同類鋼種的鋼板，厚度越大強度越低，塑性、韌性也會受到影響，同時內(nèi)部構(gòu)造缺陷可能增多。

二、鋼結(jié)構(gòu)的連接

1. 焊接連接
   • 焊接殘余應(yīng)力
     • 產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的主要因素之一是焊接時熱量分布不均勻，這會在焊接結(jié)構(gòu)內(nèi)部產(chǎn)生自相平衡的應(yīng)力，可能影響結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和疲勞性能等。
   • 焊縫類型及計算
     • 角焊縫是常見的焊縫類型，例如在計算角焊縫的強度時，對于正面角焊縫和側(cè)面角焊縫有不同的計算方法，且正面角焊縫在承擔(dān)靜力荷載時強度比側(cè)面角焊縫強度高。
     • 角焊縫的有效厚度、焊腳尺寸等參數(shù)在計算焊縫承載力時是重要的因素，如直角角焊縫的有效厚度取值為0.7fh（fh為焊腳尺寸）。
2. 螺栓連接
   • 普通螺栓連接
     • 破壞形式
       • 普通螺栓有五種破壞形式，包括螺栓桿被剪壞、螺栓桿或板件擠壓破壞、板件端部剪壞、板件被拉斷、螺栓桿受彎破壞。其中板件端部剪壞和螺栓桿受彎破壞通過構(gòu)造保證，板件端部剪壞通過限制端距≥2d0（d0為螺栓孔徑），螺栓桿受彎破壞通過限制板疊厚度≤5d（d為螺栓直徑）；而螺栓桿被剪壞、螺栓桿或板件擠壓破壞、板件被拉斷通過計算保證。
     • 螺栓的排列
       • 排列螺栓時，要考慮螺栓孔直徑、端距、間距等因素，例如螺栓的最小端距應(yīng)為2.0d（d為螺栓直徑）。
   • 高強度螺栓連接
     • 摩擦型高強度螺栓
       • 摩擦型高強度螺栓抗剪能力是依靠栓桿的預(yù)拉力，當(dāng)接觸面摩擦系數(shù)一定時，根據(jù)外力大小可計算所需螺栓個數(shù)。例如，已知接觸面摩擦系數(shù)、栓桿預(yù)拉力和作用的外拉力，可通過相關(guān)公式計算螺栓個數(shù)。
       • 這種螺栓適用于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)連接，因為它依靠摩擦力傳力，在荷載作用下變形小，耐疲勞性能好。
     • 承壓型高強度螺栓
       • 可用于承受靜力荷載或間接承受動力荷載的銜接，其受力特點是在正常使用情況下，依靠摩擦力傳力，當(dāng)荷載較大時，螺栓桿與孔壁接觸，依靠承壓和抗剪共同傳力。

三、鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件

1. 軸心受力構(gòu)件
   • 軸心受壓構(gòu)件
     • 整體穩(wěn)定
       • 計算軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性時，要根據(jù)構(gòu)件的長細(xì)比（λ）來確定穩(wěn)定系數(shù)（φ），長細(xì)比越大，穩(wěn)定系數(shù)越小，構(gòu)件的整體穩(wěn)定性越差。對于實腹式軸壓柱，繞x，y軸的長細(xì)比分別為xλ，yλ，對應(yīng)的穩(wěn)定系數(shù)分別為xφ，yφ，若xλ = yλ，其穩(wěn)定系數(shù)的大小還需要根據(jù)穩(wěn)定性分類判別。
       • 對于格構(gòu)式壓桿對虛軸x軸的整體穩(wěn)定性計算時，其穩(wěn)定系數(shù)應(yīng)按照換算長細(xì)比（oxλ）查表確定。
     • 局部穩(wěn)定
       • 實腹式軸壓柱腹板局部穩(wěn)定驗算公式為：≤(25 + 0.5λ)，當(dāng)腹板局部穩(wěn)定不滿足要求時，可采取加大腹板厚度、加加勁肋減小腹板高度、計算時取有效截面等措施。
   • 軸心受拉構(gòu)件
     • 軸心受拉構(gòu)件主要計算強度，其強度計算公式為σ = N/An（N為軸力，An為凈截面面積），在計算時要注意采用凈截面的幾何參數(shù)，因為在拉力作用下，構(gòu)件可能在截面削弱處（如孔洞處）先發(fā)生破壞。
2. 受彎構(gòu)件（梁）
   • 強度計算
     • 梁的強度計算包括正應(yīng)力強度計算、剪應(yīng)力強度計算等。例如，在計算梁的正應(yīng)力強度時，要考慮彎矩作用下梁截面上的應(yīng)力分布，采用相應(yīng)的截面抵抗矩（如Wnx - 受壓較大纖維的凈截面抵抗矩）進(jìn)行計算，且計算時應(yīng)用凈截面的幾何參數(shù)。
   • 整體穩(wěn)定
     • 梁的整體穩(wěn)定與梁的側(cè)向支撐情況、荷載類型、截面形式等因素有關(guān)。為了提高梁的整體穩(wěn)定性，可增大截面、增加側(cè)向支撐點以減少側(cè)向計算長度、設(shè)置橫向加勁肋、改變荷載作用位置等，其中增加側(cè)向支撐點是比較經(jīng)濟有效的方法。
     • 在梁的整體穩(wěn)定計算中，當(dāng)整體穩(wěn)定性系數(shù)bφ大于0.6時，'bφ應(yīng)以（彈塑性工作階段整體穩(wěn)定系數(shù)）代替bφ進(jìn)行計算。
   • 局部穩(wěn)定
     • 分析焊接工字鋼梁腹板局部穩(wěn)定時，腹板與翼緣相接處可簡化計算，為防止梁腹板發(fā)生局部失穩(wěn)，常采取加勁措施，這是為了提高腹板的局部穩(wěn)定性。
   • 梁的最小高度
     • 梁的最小高度是由剛度控制的，因為如果梁的高度過小，在荷載作用下梁的變形可能會超過允許值，影響結(jié)構(gòu)的正常使用。

四、鋼結(jié)構(gòu)的抗震性能

鋼結(jié)構(gòu)具有良好的抗震性能，主要是因為鋼材良好的吸能能力和延性，在地震作用下，鋼結(jié)構(gòu)能夠通過自身的變形吸收和耗散地震能量，從而減少結(jié)構(gòu)的破壞程度。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的關(guān)鍵因素

鋼結(jié)構(gòu)連接方式對比分析

鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定性計算方法

鋼結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計原則