鋼結構簡答題-1f0587bcaeaad1f347933f2c.doc

鋼結構思考題及解答1.1簡述鋼結構的特點和應用范圍。答：特點：（ 1）承載能力大； （ 2）穩(wěn)妥可靠； （3）便于工業(yè)化生產，施工周期短；（ 4）密閉性好；耐熱但不耐火； （ 5）耐腐蝕性差； （ 6）容易產生噪音應用范圍：（ 1）承受荷載很大或跨度大，高度大的結構（ 2）承受動力荷載作用或經常移動的結構；（3）經常拆裝的拼裝式結構；（4）對密閉性要求高的結構；（5）高溫車間或需承受一定高溫的結構；（6）輕型結構1.2試舉例說明鋼結構的主要發(fā)展趨勢。答：（1）高性能鋼材的研制；（2）設計方法和計算理論的改進（ 3）結構形式的革新1.3 鋼結構主要有哪些結構形式？鋼結構的基本構件有哪幾種類型？ 答：鋼結構的主要形式有鋼框架結構、鋼桁架及鋼網架結構、懸索結構、預應力鋼結構。 根據受力特點構件可分為軸心受力構件、受彎構件、拉彎及壓彎構件三大類。鋼結構還可與混凝土組合在一起形成組合構件，如鋼-混凝土組合梁、鋼管混凝土、型鋼混凝土構件等。1.4 鋼結構主要破壞形式有哪些？有何特征？ 答：鋼結構破壞的主要形式包括強度破壞、失穩(wěn)破壞、脆性斷裂破壞。 強度破壞特征：內力達到極限承載力，有明顯的變形； 失穩(wěn)破壞特征：具有突然性，可分為整體失穩(wěn)破壞與局部失穩(wěn)破壞； 脆性斷裂破壞特征：在低于強度極限的荷載作用下突然斷裂破壞，無明顯征兆。1.6 鋼結構設計的基本方法是什么？答：基本方法：概率極限狀態(tài)設計法、允許應力法。2.1 鋼材有哪兩種主要破壞形式？各有何特征？答：塑性破壞與脆性破壞。 特征：塑性破壞斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗，有較大的塑性變形和頸縮現象，破壞前有明顯預兆，且變形持續(xù)時間長； 脆性破壞塑性變形很小甚至沒有，沒有明顯預兆，破壞從應力集中處開始，斷口平齊并呈有光澤的晶粒狀。2.2 鋼材主要力學性能指標有哪些？怎樣得到？答：比例極限：對應應變約為0.1%的應力；屈服點（屈服強度）：對應應變約為0.15%的應力，即下屈服極限；抗拉強度：應力最大值；條件屈服點（名義屈服強度）：高強度鋼材沒有明顯的屈服點和 屈服強度，定義為試件卸載后殘余應變?yōu)?.2%對應的應力。2.3 影響鋼材性能的主要化學成分有哪些？碳、硫、磷對鋼材性能有何影響？ 答：鐵、碳、錳、硅、釩、鈮、鈦、鋁、鉻、鎳、硫、磷、氧、氮。 碳的含量提高，鋼材強度提高，但同時鋼材的塑性、韌性、冷彎性能、 可焊性及抗銹蝕能力下降；硫使鋼材熱脆，降低鋼材沖擊韌性，影響疲勞性能與抗銹蝕性能；磷在低溫下時鋼變脆，在高溫時使鋼塑性降低，但能提高鋼的強度和抗銹蝕能力。2.4 何謂鋼材的可焊性？影響鋼材焊接性能的因素有哪些？答：可焊性是指采用一般焊接工藝就可形成合格焊縫的性能。 影響因素：鋼材含碳量和合金元素含量、焊接材料、焊接方法、焊接工藝參數及工藝措施。2.6 下列術語分別用于表達鋼材的什么物理特性？ 低溫冷脆；韌性；冷作硬化；應變時效。答：低溫冷脆是指鋼材在低溫狀態(tài)下由韌性轉化為脆性進而發(fā)生破壞； 韌性指鋼在沖擊力作用下抵抗斷裂的能力： 冷作硬化是指當鋼材冷加工超過其彈性極限后卸載，出現殘余塑性變形，再次加載時彈性極限或屈服點提高的現象； 應變時效指鋼材產生一定量塑性變形后，晶體中的固溶氮和碳更容易析出，從而使已經冷作硬化的鋼材又發(fā)生時效硬化的現象。2.9 下列符號各有何含義? Q235AF;Q390E;Q345D;Q235D。答：Q235AF：屈服強度為235的A級沸騰鋼； Q390E：屈服強度為390的E級鎮(zhèn)靜鋼； Q345D：屈服強度為345的D級鎮(zhèn)靜鋼； Q235D：屈服強度為235的D級鎮(zhèn)靜鋼。3.1 鋼結構主要連接方法有哪些？有何特點？ 答：主要有焊接連接和螺栓連接。 焊接連接構造簡單、加工方便、用料經濟、易于采用自動化操作，但會引起殘余應力與應變，使鋼材質量劣化，現場施工質量沒有保證；螺栓連接拆裝方便，有利于提高現場連接質量，但需要在連接部件上制孔，對連接構件有削弱。3.4 焊接位置對焊接質量有何影響？答：俯焊最方便，質量最易保證。立焊和橫焊比俯焊差一些。仰焊的操作條件最差，質量不易保證。3.7 角焊縫的主要構造要求有哪些？有何作用？ 答：最小焊腳尺寸不得小于，焊件不容易產生裂紋；最大焊腳尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍，防止產生較大的殘余應力與變形，防止產生脆性斷裂和焊件燒穿；側面或正面角焊縫的計算長度不得小于和，防止焊縫不可靠。3.8 角焊縫強度計算以什么截面為基準？強度標準是什么？答：等邊直角角焊縫基準截面為破壞截面在與焊腳邊成的截面。 強度標準3.11 計算中怎樣考慮起落弧可能引起的缺陷？答：當未采用引弧板時，焊縫計算長度取實際長度減去。3.12 角鋼和節(jié)點板連接焊縫計算有何特點？角鋼肢背、肢尖內力分配系數的物理概念是什么？數值有何特點？ 答：焊縫分為肢尖和肢背的焊縫。 分配系數指肢尖與肢背承擔內力的比例。 肢背的分配系數大于肢尖，系數之和為1，與節(jié)點板連接的一肢長度越長，肢背分配系數越小，肢尖的越大。3.15 焊接殘余應力對結構的性能有何影響？ 答：使結構靜力強度下降； 降低剛度； 降低構件穩(wěn)定性； 增加構件的脆斷傾向； 降低結構構件和連接的疲勞強度。3.16 減少和消除焊接殘余應力與變形的主要措施有哪些？ 答：焊縫位置要合理，應布置在對稱結構的對稱位置上； 焊縫的尺寸要適當； 焊縫不宜過分集中； 盡量避免三向焊縫相交形成三向拉應力，使鋼材變脆； 使拉力不垂直于板面?zhèn)鬟f，防止分層破壞； 注意施焊方便；避免仰焊保證質量。3.18 普通螺栓破壞形式有哪些? 怎樣避免？答：主要為抗剪破壞，有栓桿剪斷；孔壁擠壓破壞；鋼板拉斷；鋼板沖剪破壞；栓桿彎曲破壞。 可通過計算避免；可通過構造避免；可通過限制板疊厚度不超過5倍螺栓桿徑來避免。3.20 為什么要進行凈截面驗算？怎樣驗算？答：由于螺栓孔削弱了板件的截面。 螺栓并列布置，各個截面凈截面面積相同，只需驗算受力最大處凈截面強度即可。3.24 高強螺栓與普通螺栓有何異同？答：異：高強度螺栓連接強度高，連接承受外荷載前存在預應力，工作原理發(fā)生本質變化；同：構造要求與普通螺栓基本相同。3.26 抗滑移系數與哪些因素有關？答：構件接觸面處理方法、構件的鋼號。4.1 軸心受拉構件為何要進行剛度驗算？答：為滿足構件正常使用要求，保證構件在運輸和安裝過程中不會產生過大變形，也不會在動力荷載作用下產生較大振動。4.2 軸心受壓構件整體失穩(wěn)時有哪幾種形式？答：彎曲失穩(wěn)、扭轉失穩(wěn)、彎扭失穩(wěn)。4.3 影響軸心受壓構件整體穩(wěn)定的因素有哪些？答：長細比、截面形狀、構件缺陷（包括初彎曲、荷載初偏心、殘余應力）。4.4 提高軸心壓桿鋼材的抗壓強度設計值能否提高其穩(wěn)定承載能力？為什么？答：不能。因為理想軸心壓桿在彈性階段由于E為一常量，且各類鋼材基本相同，故其臨界內力只是長細比的單一函數，與材料抗壓強度無關。4.7 軸心受壓構件滿足整體穩(wěn)定要求時，是否還應進行強度計算？為什么？答：計算整穩(wěn)時用的是毛截面面積，計算強度時用的是凈截面面積，當截面無削弱時不必計算強度。4.9 軸心受壓構件整體穩(wěn)定不滿足要求時，若不增大截面面積，是否可采取其他措施提高其穩(wěn)定承載力？答：減小長細比；改變截面形式，使整體穩(wěn)定系數增大。4.13 解決軸壓構件局部穩(wěn)定問題有哪幾種思路？答：使構件局部失穩(wěn)發(fā)生在整體失穩(wěn)之后，即板件臨界壓力構件整體失穩(wěn)臨界壓力；使構件的局部失穩(wěn)發(fā)生在強度破壞之后，即板件臨界壓力鋼材強度；使構件截面上的應力小于局部失穩(wěn)的臨界應力。4.14 軸拉構件設計和軸壓構件設計有何本質區(qū)別？答：軸拉構件設計主要考慮強度要求和剛度要求，而軸壓構件除了需滿足強度與剛度要求外，還要滿足穩(wěn)定性的要求，包括整穩(wěn)與局穩(wěn)。5.2 截面塑性發(fā)展系數的意義是什么？與截面形狀系數有何聯系？答：塑性發(fā)展系數是考慮構件截面在受力時截面有一定的塑性發(fā)展，把有一定塑性發(fā)展的截面彎矩與截面邊緣剛達到屈服應力時的截面彎矩的比值定義為截面塑性發(fā)展系數。塑性發(fā)展系數值與截面上塑性發(fā)展深度有關，塑性高度越大，越大。當全截面塑性時，（為截面形狀系數）。5.6 梁的強度破壞與失去整體穩(wěn)定破壞有何不同？整體失穩(wěn)與局部失穩(wěn)又有何不同？答：強度破壞是塑性破壞，梁的荷載達到了極限承載力發(fā)生破壞，而整體失穩(wěn)破壞時梁的荷載未達到屈服強度時梁會突然產生側向彎曲和扭轉變形從而喪失了繼續(xù)承載的能力。梁發(fā)生整體失穩(wěn)時會突然產生側向彎曲和扭轉變形，發(fā)生局部失穩(wěn)時梁的組成板件會偏離原來的平面位置而發(fā)生波狀鼓曲。5.9 為了提高梁的整體穩(wěn)定性，設計時可采用哪些措施？其中哪種最有效？答：措施：在受壓翼緣設置側向支撐； 增加受壓翼緣的寬度或減小受壓翼緣自由長度； 改變荷載作用位置。最有效：在受壓翼緣設置側向支撐。5.12 腹板加勁肋有哪幾種形式？主要是針對哪些失穩(wěn)形式的？答：橫向加勁肋：主要防止由剪應力和局部壓應力引起的腹板失穩(wěn)； 縱向加勁肋：主要防止由彎曲壓應力可能引起的腹板失穩(wěn)； 短加勁肋：主要防止由局部壓應力可能引起的腹板失穩(wěn)。6.2 壓彎構件有哪幾種可能破壞形式？答：實腹式單向壓彎構件整體破壞：強度破壞、彎矩作用平面內整體失穩(wěn)、彎矩作用平面外整體失穩(wěn)； 實腹式雙向壓彎構件破壞一般為整體失穩(wěn)破壞； 格構式壓彎構件可能出現整體失穩(wěn)破壞，也可能出現單肢失穩(wěn)破壞，還可能出現連接單肢的綴材及連接破壞。6.3 壓彎構件與軸壓和受彎構件有何聯系和區(qū)別？答：聯系：都承受軸心力和彎矩。 區(qū)別：壓彎構件同時承受軸心力和彎矩。6.4 怎樣保證壓彎構件的強度和剛度要求？答：保證強度要求即滿足書上公式（6.2）與（6.3）；保證剛度與軸心受力構件相同，用長細比來衡量。6.6 面內整穩(wěn)和面外整穩(wěn)的概念是什么？為什么要這么區(qū)分？為何在軸壓構件和受彎構件整穩(wěn)分析中未采用這樣的概念？答：面內和面外分別指的是彎矩作用平面內與彎矩作用平面外的整穩(wěn)。因為單向壓彎構件只有面內彎曲失穩(wěn)和面外扭轉