西南交大(鋼結(jié)構(gòu)A-離線作業(yè)).

1、20152016年第1學(xué)期離 線 作 業(yè)科 目： 鋼結(jié)構(gòu)A 姓 名： XX 學(xué) 號(hào)： XX 專(zhuān) 業(yè)： 土木工程（工民建） 西南交通大學(xué)遠(yuǎn)程與繼續(xù)教育學(xué)院直 屬 學(xué) 習(xí) 中 心鋼結(jié)構(gòu)A 1次作業(yè)（主觀題）四、主觀題(共33道小題)32. 說(shuō)明壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算中max是什么系數(shù)，它的物理意義是什么？答：壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算中max是計(jì)算彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定時(shí)的等效彎矩系數(shù)，它的物理意義是把各種荷載作用的彎矩分布形式轉(zhuǎn)化為均勻受彎來(lái)對(duì)待。33. 偏心受壓柱的剛接柱腳傳遞哪些內(nèi)力？答：偏心受壓柱的剛接柱腳傳遞軸力和彎矩34. 寫(xiě)出工字型截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比應(yīng)滿足的公式

2、答：35. 寫(xiě)出實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算公式答：36. 答：37. 和其他材料的結(jié)構(gòu)相比，鋼結(jié)構(gòu)有何特點(diǎn)？答： 1. 材料強(qiáng)度高、重量輕 2. 鋼材材質(zhì)均勻、可靠性高 3. 鋼材的塑性和韌性好 4. 工業(yè)化程度高 5.鋼材具有可焊接性 6密封性好 7耐熱性較好、耐火性差 8. 耐銹蝕性差 38. 什么叫鋼梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定？答：當(dāng)彎矩增大使受壓翼緣的最大彎曲壓應(yīng)力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，鋼梁會(huì)在偶然的很小的橫向干擾力下突然向剛度較小的側(cè)向發(fā)生彎曲，同時(shí)伴隨發(fā)生扭轉(zhuǎn)；這時(shí)即使除去橫向干擾力，側(cè)向彎扭變形也不再消失，如彎矩再稍增大，則彎扭變形隨即迅速增大，

3、從而使鋼梁失去承載能力。這種因彎矩超過(guò)臨界限值而使鋼梁從穩(wěn)定平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定平衡狀態(tài)并發(fā)生側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象稱(chēng)為鋼梁?jiǎn)适дw穩(wěn)定。39. 在鋼梁設(shè)計(jì)中為何只考慮截面部分發(fā)展塑性答：在計(jì)算梁的抗彎強(qiáng)度時(shí)，不考慮截面塑性發(fā)展是浪費(fèi)鋼材的。但若按截面形成塑性鉸來(lái)設(shè)計(jì)則可能使梁的撓度過(guò)大，受壓翼緣過(guò)早失去局部穩(wěn)定。因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定，在一定條件下有限地利用鋼材的塑性性能。40. 規(guī)范對(duì)焊接組合梁腹板加勁肋的布置有哪些要求?答：41. 梁的設(shè)計(jì)內(nèi)容有哪些？答：鋼梁設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定四個(gè)方面。鋼結(jié)構(gòu)A 2次作業(yè)（主觀題）四、主觀題(共10

4、道小題)32. 影響梁彎扭屈曲臨界彎矩的因素有哪些？答：影響梁整體穩(wěn)定的主要因素有：（一）梁的截面形狀和尺寸，即梁的側(cè)向抗彎剛度EIy、抗扭剛度GIt越大，臨界彎矩Mcr越大；（二）荷載的種類(lèi)和荷載作用位置。荷載產(chǎn)生的彎矩圖越飽滿(接近純彎曲時(shí)的彎矩圖), 臨界彎矩Mcr越小, 純彎曲時(shí)的Mcr越最?。缓奢d作用于下翼緣比作用于上翼緣梁的臨界彎矩Mcr大；（三） 梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度l1越大，臨界彎矩Mcr越小。33. 某工作平臺(tái)梁的次梁兩端簡(jiǎn)支于主梁上，計(jì)算跨度6m，承受均布靜力荷載標(biāo)準(zhǔn)值40kN/m，設(shè)計(jì)值51kN/m（以上均包括梁自重），其鋼材為Q235-A.F，f=2

5、15N/mm2，fv=125N/mm2，梁截面初選I40a(Ix=21720cm4，Wx=1090cm3，Ix/ Sx=34.1cm，腹板厚tw=10.5mm)，試驗(yàn)算其強(qiáng)度和剛度。（/l=1/250）答：34. 為什么軸心受壓構(gòu)件強(qiáng)度問(wèn)題按凈截面計(jì)算，穩(wěn)定問(wèn)題按毛截面計(jì)算？答：（1）強(qiáng)度問(wèn)題研究構(gòu)件一個(gè)最不利點(diǎn)的應(yīng)力或一個(gè)最不利截面的內(nèi)力極限值，它與材料的強(qiáng)度極限（或鋼材的屈服強(qiáng)度）、截面大小有關(guān)。穩(wěn)定問(wèn)題研究構(gòu)件（或結(jié)構(gòu)）受荷變形后平衡狀態(tài)的屬性及相應(yīng)的臨界荷載，它與構(gòu)件（或結(jié)構(gòu)）的變形有關(guān)，即與構(gòu)件（或結(jié)構(gòu)）的整體剛度有關(guān)。所以，強(qiáng)度問(wèn)題均按凈截面計(jì)算，穩(wěn)定問(wèn)題均按毛截面計(jì)算（

6、因?yàn)闃?gòu)件局部削弱對(duì)其變形或整體剛度影響不大）。35. 影響實(shí)際軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力的因素有哪些？答：實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力除了上述截面殘余應(yīng)力、構(gòu)件初彎曲有影響外，構(gòu)件的初偏心、構(gòu)件端部的約束條件等都有影響。36. 設(shè)計(jì)軸心受壓構(gòu)件時(shí)應(yīng)滿足哪些方面要求。答：強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定37. 簡(jiǎn)述焊接格構(gòu)式柱頭組成及其傳力過(guò)程和傳力方式答： 格構(gòu)式柱柱頭的傳力過(guò)程和方式如下:38. 簡(jiǎn)述軸心受壓柱鉸接柱腳的組成及其傳力方式。答： 軸心受壓柱鉸接柱腳的組成和傳力過(guò)程如下：39. 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)應(yīng)考慮哪幾個(gè)方面的要求答：強(qiáng)度、剛

7、度、整體穩(wěn)定、分肢穩(wěn)定、綴材和連接設(shè)計(jì)。40.答： 41 答： 鋼結(jié)構(gòu)A 3次作業(yè)（主觀題）四、主觀題(共10道小題)32. 答：33. 簡(jiǎn)述焊接連接的優(yōu)缺點(diǎn)答：其優(yōu)點(diǎn)是：構(gòu)造簡(jiǎn)單，任何形式的構(gòu)件都可直接相連；用料經(jīng)濟(jì)，不削弱截面；制作加工方便，既可手工施焊也可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化操作；連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性較好。其缺點(diǎn)是：在焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆；焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使構(gòu)件受力時(shí)變形增加、降低了構(gòu)件的穩(wěn)定性（例如，使受壓構(gòu)件承載力降低）；焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，就容易擴(kuò)展到整體，低溫冷脆問(wèn)題較為突出。3

8、4. 簡(jiǎn)述受剪普通螺栓連接在外力作用下的幾種可能破壞形式，在設(shè)計(jì)中如何防止。答： 抗剪螺栓連接達(dá)到極限承載力時(shí)，可能的破壞形式有：(1)栓釘桿被剪斷。；(2)較薄的連接板被擠壓破壞。 (3)板被拉(壓)壞。 (4)板件端部被剪壞 (5)螺栓桿受彎破壞。 前三種破壞通過(guò)連接計(jì)算來(lái)保證；后兩種型式的破壞，需要通過(guò)采取構(gòu)造措施來(lái)加以避免。 35. 簡(jiǎn)述焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能有何影響答：（1）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件靜力強(qiáng)度的影響對(duì)在常溫下工作并具有一定塑性的鋼材，在靜力荷載作用下，焊接殘余應(yīng)力是不會(huì)影響結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的。 （2）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件剛度的影響 構(gòu)件上存在焊接殘余應(yīng)力會(huì)降低結(jié)構(gòu)的剛度。

9、對(duì)于軸心受壓構(gòu)件，焊接殘余應(yīng)力使其的撓曲剛度減小，從而降低了壓桿的穩(wěn)定承載力。 （3）對(duì)結(jié)構(gòu)構(gòu)件其它方面的影響 焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度有明顯的不利影響，增加了鋼材在低溫下的脆斷傾向。36. 減少焊接應(yīng)力和焊接變形的方法答：在設(shè)計(jì)方面，在滿足構(gòu)造要求的前提下，要盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸，采用適宜的焊腳尺寸和長(zhǎng)度，搭接角焊縫宜采用細(xì)長(zhǎng)焊縫，不用粗短焊縫，以避免焊接熱量過(guò)于集中；焊縫盡可能對(duì)稱(chēng)布置，連接盡量平滑；避免焊縫過(guò)分集中或多方向焊縫相交于一點(diǎn)，以免相交處形成三向受拉應(yīng)力狀態(tài)，使材料變脆，為防止多方向焊縫相交，常采用使次要焊縫斷開(kāi)而主要焊縫連續(xù)通過(guò)的構(gòu)造；搭接連接中不

10、應(yīng)只采用正面角焊縫傳力；焊縫應(yīng)布置在焊工便于施焊的位置，盡量避免仰焊。  在焊接工藝方面，應(yīng)采用合理的焊接順序和方向，例如，采用對(duì)稱(chēng)焊、分段焊、厚度方向分層焊等；應(yīng)先焊收縮量較大的焊縫，后焊收縮量較小的焊縫，先焊錯(cuò)開(kāi)的短縫，后焊通直的長(zhǎng)縫，使其有較大的橫向收縮余地；先焊使用時(shí)受力較大的主要焊縫，后焊受力較小的次要焊縫，這樣可使受力較大的焊縫在焊接和冷卻過(guò)程中有一定范圍的伸縮余地，可減小焊接殘余應(yīng)力；采用反變形法，即施焊前使構(gòu)件有一個(gè)與焊接殘余變形相反的預(yù)變形，以減小最終的總變形；采用預(yù)熱和后熱措施，即旋焊前先將構(gòu)件整體或局部預(yù)熱至100C300，焊后保溫一段時(shí)間，以減小焊接和冷卻過(guò)程

11、中溫度的不均勻程度，從而降低焊接殘余應(yīng)力并減少發(fā)生裂紋的危險(xiǎn)；采用高溫回火(或稱(chēng)消除內(nèi)應(yīng)力退火)措施，在施焊后進(jìn)行高溫回火，即加熱至600650C，保持一段時(shí)間恒溫后緩慢冷卻，對(duì)較小焊件可進(jìn)行整體高溫回火，由于加熱已達(dá)鋼材的熱塑溫度，可消除大部分殘余應(yīng)力，對(duì)較大焊件有時(shí)可對(duì)焊縫附近或殘余應(yīng)力較大部位附近進(jìn)行局部高溫回火，以減小焊接殘余應(yīng)力；用頭部帶小圓弧的小錘輕擊焊縫，使焊縫得到延展，也可降低焊接殘余應(yīng)力。37. 簡(jiǎn)述摩擦型高強(qiáng)度抗剪螺栓與承壓型高強(qiáng)度抗剪螺栓的傳力特征有何不同？答：高強(qiáng)度螺栓按計(jì)算不同可分為兩種：摩擦型和承壓型，前者在受剪時(shí)只靠被連接板件間的強(qiáng)大摩擦阻力傳力，以摩擦

12、阻力剛被克服作為連接承載力的極限狀態(tài)；后者在受剪時(shí)，允許克服摩擦力后產(chǎn)生滑移，以栓桿被剪壞或孔壁被壓壞作為承載力的極限。摩擦型連接的剪切變形小，彈性性能好，施工較簡(jiǎn)單，可拆卸，耐疲勞，特別適用于承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)。顯然承壓型高強(qiáng)度螺栓連接的承載力比摩擦型的高，可節(jié)約螺栓，但這種連接的剪切變形比摩擦型的大，所以只適用于承受靜力荷載和對(duì)結(jié)構(gòu)變形不敏感的結(jié)構(gòu)中，不得用于直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中。38.  (所有圖中未注明的尺寸單位均為mm)答：39.  (圖中未注明的尺寸單位均為mm) 答：40.  (圖中未注明的尺寸單位均為mm) 答：41.

13、60; (圖中未注明的尺寸單位均為mm) 答：鋼結(jié)構(gòu)A 4次作業(yè)（主觀題）四、主觀題(共5道小題)35. 簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材性能的要求有哪些？答：用作鋼結(jié)構(gòu)的鋼材必須具有下列性能：1.較高的強(qiáng)度2.足夠的變形能力3.良好的加工性能按以上要求，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范具體規(guī)定:承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服點(diǎn)和碳、硫、磷含量的合格保證；焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有冷彎試驗(yàn)的合格保證；對(duì)某些承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)以及重要的受拉或受彎的焊接結(jié)構(gòu)尚應(yīng)具有常溫或負(fù)溫沖擊韌性的合格保證。 36. 影響結(jié)構(gòu)鋼材力學(xué)性能的因素有哪些？答：化學(xué)成分、冶金缺陷、鋼材的硬化、溫度影響、應(yīng)力集中、熱處理、重復(fù)荷載。37. 選用鋼材時(shí)應(yīng)考慮哪些主要因素？答：（1）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；（2）荷載性質(zhì)（靜載或動(dòng)載）；（3）連接方法（焊接、鉚接或螺栓連接）；（4）應(yīng)力特征（5）結(jié)構(gòu)的工作溫度（6）鋼材厚度（7）環(huán)境條件 (8)承重結(jié)構(gòu)的鋼材宜采用平爐或氧氣轉(zhuǎn)爐Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼、Q420鋼。38. 什么叫鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞？影響疲勞破壞的因素有哪些？答：鋼材經(jīng)過(guò)多次循環(huán)反復(fù)荷載的作用，雖然平均應(yīng)力低于抗拉強(qiáng)度甚至低于屈服點(diǎn)，也會(huì)發(fā)生斷裂的現(xiàn)象叫疲勞破壞。影響疲勞強(qiáng)度的因素有：應(yīng)力幅、構(gòu)件或連接的細(xì)