《钢结构》串讲讲义
应考指导
一、考试相关情况说明 （一）课程基本情况
《钢结构》是全国高等教育自学考试土木建筑类建筑工程专业的专业课，是为培养和检测自学应考者在建筑钢结构方面的基本理论知识和应用设计能力而设置的一门课程。本课程的指定教材是全国高等教育自学考试指导委员会组编，钟善桐主编：《钢结构》，武汉大学出版社2005年版。本教材系统阐述和介绍了钢结构的材料性能、连接计算方法和轴心受力构件、受弯构件和拉压弯构件、屋架等基本构件的设计原理和方法。从自学者角度来说，本课程难点知识虽较多，但学习起来如果方法得当，辅之以老师讲授则可以较容易通过考试。 （二）题型与分值
从题型与分值来看，本课程共有五种题型模式：单项选择，填空，计算，分析和综合。题型与分值情况如下：单选（共20小题，每题2分，共40分）；填空（共10小题，每题1分，共10分）；计算（共5小题，每题6分，共30分）；分析（共1小题，每题8分，共8分）；综合（共1小题，每题12分，共12分）。 （三）知识点分布
从知识点分布来看，本课程试题覆盖了教材7章的全部内容。单项选择和填空覆盖面比较广，主要是考查学生掌握基本概念的能力，基本上每章都能涉及。计算题主要考查学生解决一般应用问题的能力，共5小题，一般是第三章2题，第四、五、六章各1题。分析和综合主要考查学生解决较复杂应用问题的能力，考查点一般也是出现在第三、四、五、六章。 （四）试题难度
从试题难度来看，试题绝大部分属于计算题型。对于重点题型每年都会重复出现。难点是分析题，所占比例不高。总体而言，试题较为容易。 （五）重难点分析
第一章 概述
本章重点：钢结构的特点和合理应用范围、钢结构的设计方法。 典型例题：钢结构轻质高强的特点是指( B )
A.钢材的重量轻，强度高 B.钢材所制成的结构重量轻，承载能力强 C.钢材所制成的结构重量轻，抗冲击荷载的能力强 D.钢材的重量轻，抗拉强度高
解析：本题考查的是钢结构特点之一轻质高强，属于本章重点知识。另外，在这一章中，涉及到的钢结构的其他特点和相应的应用范围，也需要扎实掌握住，这是历年考试的重要考点。
第二章 结构钢材及其性能
本章重点：结构钢材一次拉伸时的力学性能，结构钢材的力学性能指标，多轴应力状态下钢材的屈服条件，应力集中，钢材的种类和规格。 本章难点：钢材的疲劳强度
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典型例题：伸长率是反映钢材产生巨大变形时( A ) A.抵抗断裂能力的指标 C.抵抗脆性破坏能力的指标
B.所具有的承载能力的指标 D.抗冲击荷载能力的指标
解析：本题考查的是结构钢材的力学性能指标，属于本章重点知识。从历年考试的情况来看，关于结构钢材的力学性能指标的知识点是每年必考，因此特别提醒大家注意。
第三章 钢结构的连接
本章重点：采用对接焊缝的对接连接、T形连接和采用角焊缝的对接、搭接和T形连接的强度承载力计算，普通螺栓和高强螺栓受剪、受拉、同时承受剪力和拉力的计算。
本章难点：焊接应力和焊接变形，连接的疲劳。
典型例题：图示三面围焊的角钢与钢板连接中，静载N=667kN，角钢为2L100×10，钢板厚t=8mm，Q235钢，
ffw
=1600N/mm2，试确定所需焊脚尺寸及焊缝长度。
解：最小焊脚尺寸：hfmin?1.5t?1.510?4.7mm
最大焊脚尺寸：肢尖hfmax=10－（1～2）=8～9mm，肢背hfmax=1.2×8=9.6mm 取hf=8mm
N3??f?0.7?hf??lw3?ffw=1.22×0.7×8×（2×100×160）=218.6×109N
肢背：N3?k1N??lw1?N1heffwN3218.6=0.7×667-=357.6kN 22357.6?103??399mm 0.7?8?160N3218.6=0.3×667-=90.8kN 2290.8?103??101mm 0.7?8?160肢尖：N2?k2N??ll1w2?N2heffww1角钢肢背和肢尖的每条侧面角焊缝实际长度为:
l??l2?2?lw22?5?399?5?204.5mm 取205mm 2101?5??5?55.5mm 按构造要求取8hf?5?69mm 故取70mm
2第四章 轴心受力构件
本章重点：轴心受压构件的刚度和整体稳定，实腹式轴心受压构件的局部稳定，等稳定设计概念。 本章难点：轴心受压构件的整体稳定和局部稳定。
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典型例题：如图所示为一轴心受压柱的工字形截面，该柱承受轴心压力设计值N=4500kN,计算长度为
?ox?7m,?oy?3.5m,钢材为Q235BF，f?205N/mm2，验算该柱的刚度和整体稳定性。
A?27500mm2,Ix?1.5089?109mm4,Iy?4.1667?108mm4[?]?150。
? 15 0.983 20 0.970 25 0.953 30 0.936 35 0.918 40 0.899 45 0.878 ?
解：ix?Ix?234.2mm iy?Al（1） 刚度验算：?x?ox?ixIyA7000?29.9234.2?123.1mm
?y?loyiy?3500?28.4 ?max?29.9?[?]?150 123.1（2） 整体稳定算：当??29.9时，??0.936
N4500?103??192.3N/mm2?f?205N/mm2
?A0.936?27500第五章 受弯构件
本章重点：受弯构件的强度、刚度、整体稳定，腹板和受压翼缘板的局部稳定。
本章难点：梁的整体稳定和腹板及受压翼缘板的局部稳定。
典型例题：一工字形截面梁绕强轴受力，截面尺寸如图，当梁某一截面所受弯矩M=400kN〃m、剪力V=580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235B，f=215N/mm,fv=125N/mm。
2
2
312?2?2?2?0226?解：A?2?20?2?50?1?130cm2 Ix?1?506cm4 4497Sx?20?2?26?1?25?12.5?1352.5cm3 S1?2?20?26?1040cm3 Wx?64497?2389cm3 27截面边缘纤维最大正应力：??MWx?400?106?2389?103??167Nmm2
?f?215Nmm2 满足要求
腹板上边缘处：
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正应力：?1?500?/540?154.6N/mm2
VS1580?103?1040?103??93.5Nmm2 剪应力：?1?4Ixtw64497?10?10折算应力：?12?3?12?154.62?3?93.52?223.9Nmm2?236.5Nmm2
第六章 拉弯和压弯构件
本章重点：拉弯和压弯构件的强度，实腹式压弯构件在弯矩作用平面内、外的稳定和局部稳定。 本章难点：实腹式压弯构件局部稳定。
典型例题：验算图示双轴对称工字形截面压弯杆件在弯矩作用平面内的整体稳定性。已知E=206×
103N/mm2，f=215N/mm2，N=800kN，Q=160kN(均为设计值)，N作用在截面形心，Q作用在梁的跨中。
N?mxMx?提示：≤f ?xA?xW1x(1?0.8N/NEx)? ? ?2EANEx=2β
?x20 0.970 mx =1-0.2N/NEx。
10 0.992 30 0.936 40 0.899
解：Ix?2?25?1.2?38.6?1.2?7612?89398?43898?133296cm
224
W1x?Ix39.2?3400cm3
A?2?25?1.2?76?1.2?151.2cm2
ll1000?????33.7 查表得??0.921
iIxA133296151.2NEx??2EIx?mxl2100002?1?0.2NNEx?1?0.2?80027100?0.994
??2?2.06?105?133296?104?2.71?107?2.71?107N
Mx?Ql4?160?103?100004?4?108N?mm
?mxMxN? ?xA?xW1x?1?0.8NNEx?8000000.994?4?108?? 20.921?151.2?101.05?3400?103??1?0.8?80027100??57.45?111.4?168.9Nmm2?f?215Nmm2
满足要求。
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第七章 屋盖结构
本章重点：屋盖结构中各种支撑的布置，屋架腹杆的布置和主要尺寸的确定，屋架杆件计算长度的确定。 本章难点：屋架杆件计算长度的确定。
典型例题：两端简支且跨度为24m的梯形屋架，当下弦无折线时宜起拱，适合的起拱高度为( C ) A.30mm B.40mm C.50mm D.60mm
解析：本题考查屋架起拱高度的确定，属于重点知识。跨度L≥24m的梯形屋架和L≥15m的三角形屋架，当下弦无折线时宜起拱，起拱高度一般为L/500。对于此类知识点，必须要准确掌握。
（六）命题特点
从整体来看，题型结构分为5大部分，涵盖了教材所有章节的重要知识点，始终以考查基本概念为出发点，知识点内容的考查会反复出现，考点来自于教材，但不拘泥于教材，同时对于重要公式的主要参数也会进行不同程度的考查。比如说，钢材的力学性能中关于伸缩率、抗拉强度，屈服点、冷弯性能、冲击韧性；钢材在复杂应力条件下的屈服状态；钢材中化学成分对其性能的影响；温度对钢材性能的影响；建筑用钢的种类和钢材牌号的表达方法等，都是历年考试的重点。对同一知识点也会从不同的方位进行反复的考查，因此要对知识点进行全面掌握理解，并能做到举一反三。这样我们在答题时才能做到有的放矢，提高答题的准确率和速度，才能以更加平稳的心态正常发挥。 二、本课程的学习建议
根据自己的实际情况制定一个切实可行的学习计划，合理安排时间，鉴于本课程的特殊性，需要结合工程力学进行复习； 三、本课程的学习方法
1.紧扣大纲复习，以真题为练习。历年考查重点基本不变，做真题，有助于把握复习重点。 2.复习过程中加强练习。做题是为了有助于理解和记忆教材的知识点，检查自己对知识的掌握情况，同时分析出题的思路，所以做完题要注意分析总结。
3.将做错的试题重点划出来，认真查找错误原因所在。认真钻研解题技巧，要认真领会，揣摩并加以熟练掌握。 四、复习技巧
学完本课程后，进入复习阶段，一般说来至少要留出一个月的复习时间。在复习期间，考生应注意： 1.树立考试成功的信心，不打 “退堂鼓”
每年都会有一部分考生在听完辅导或自学完教材后，进入复习阶段时感到心中没底，加之时间紧，就放弃了。进入复习阶段，考生应多给自己鼓鼓劲，树立“我能行” 的信心。 2.制定详细的复习计划，按部就班地复习，提高效率
在复习时更应注意经常翻阅和回忆教材内容，强化记忆；分析整理知识点、出题点、出题角度、解题方法等；做模拟题和考试真题，熟悉考点以及出题思路，熟练、巩固和检验所学知识，把握教材中的要点。
3.注意概括总结，浓缩所学知识
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