南京工業(yè)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)答題

1、2.1 簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)有哪些主要特點(diǎn)。答：（1）材料的強(qiáng)度高，塑性和韌性好；（2）材質(zhì)均勻，和力學(xué)計(jì)算的假定比較符合；（3）制作簡(jiǎn)便，施工周期短；（4）質(zhì)量輕；（5）鋼材耐腐蝕性差；（6）鋼材耐熱，但不耐火；2.2 鋼材選用原則（1 ）結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；（2）荷載性質(zhì)（動(dòng)載或靜載）；（3）連接方法（焊接鐘接或螺栓連接）； （4）工作條件（溫度及腐蝕介質(zhì)）（5）鋼材厚度2.3 碳素結(jié)構(gòu)鋼按質(zhì)量分為幾級(jí)？并是怎樣劃分的？Q235B b代表的意義是什么？答：碳素結(jié)構(gòu)鋼按質(zhì)量分為 A、B、C、D四級(jí)。Q235B b代表屈服強(qiáng)度為235N/mm 2, B級(jí)，半鎮(zhèn) 靜鋼。2.4 建筑鋼材的伸長(zhǎng)率是通過(guò)什么實(shí)

2、驗(yàn)確定的？實(shí)驗(yàn)時(shí)如何取值？伸長(zhǎng)率反映了鋼材的什么性質(zhì)？建筑鋼材的伸長(zhǎng)率是通過(guò)單向拉伸實(shí)驗(yàn)確定的。取試件拉斷后的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距的比值的百分率，即，伸長(zhǎng)率反映了鋼材的塑性變形能力。3.1 簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)連接的類(lèi)型和特點(diǎn)？答：鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接類(lèi)型：（1）焊縫連接：構(gòu)造簡(jiǎn)單、不削弱構(gòu)件截面、節(jié)約鋼材、加工方便，易于采用自動(dòng)化操作、連接密封性好、剛度大。焊接殘余應(yīng)力和殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)有不利影響，低溫冷脆問(wèn)題比較突出。（2）鐘釘連接：塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，適用于直接承受動(dòng)載結(jié)構(gòu)的連接。構(gòu)造復(fù)雜，用鋼 量多。（3）螺栓連接：施工簡(jiǎn)單、拆裝方便。用鋼量多。3.2 受剪普通螺栓有哪幾種可能的破壞形

3、式？如何防止?答：五種破壞形式：（1）螺栓桿剪斷（2）孔壁擠壓破壞（3）鋼板被拉斷（4）鋼板剪斷（5）螺栓彎曲。針對(duì)前三種破壞，通過(guò)強(qiáng)度驗(yàn)算避免出現(xiàn)破壞。通過(guò)限制端距e3/d0避免鋼板剪斷，限制板疊厚度不超過(guò)5d以避免螺栓彎曲。3.3 簡(jiǎn)述焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響。（1）不影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度；（2）殘余應(yīng)力使構(gòu)件的變形增大，剛度降低； （3）焊接殘余應(yīng)力使壓 桿的撓曲剛度減小，從而降低其穩(wěn)定承載能力；（4）在低溫下使裂紋容易發(fā)生和發(fā)展，加速構(gòu)件的脆性破壞；（5）降低了結(jié)構(gòu)構(gòu)件和連接的疲勞強(qiáng)度3、應(yīng)力集中：鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中有時(shí)存在著孔洞，槽口，凹角，缺陷以及截面突然改變時(shí)，構(gòu)件的應(yīng) 力分布將不

4、再保持均勻，而是在缺陷以及截面突然改變處附近，出現(xiàn)應(yīng)力線曲折，密集，產(chǎn)生高峰應(yīng) 力的現(xiàn)象。應(yīng)力集中對(duì)鋼材的影響：（1 ）使構(gòu)件處于同號(hào)的雙向或者三向應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)（2）在應(yīng)力集中處塑性變形受到約束，發(fā)生脆性斷裂或者產(chǎn)生疲勞裂紋。3、影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？答：主要影響因素：（1）梁的側(cè)向抗彎剛度 yEI、抗扭剛度tGI和抗翹曲剛度wEI9. （2）受壓翼緣自 由長(zhǎng)度.（3）梁所受荷載類(lèi)型（4）梁端支座對(duì)截面的約束（5）橫向荷載沿梁截面高度方向的作用點(diǎn)位置（6） By值（7）殘余應(yīng)力鋼梁腹板失穩(wěn)形式，如何避免形式：（1）剪應(yīng)力作用下失穩(wěn)（2）局部壓應(yīng)力作用下失穩(wěn)（3）彎曲正應(yīng)力作用下

5、失穩(wěn)（4）復(fù)雜應(yīng)力作用下失穩(wěn)。措施：（1）減小板件寬厚比（2）設(shè)置加勁肋截面積，計(jì)算長(zhǎng)度，慣性矩都相同的實(shí)腹式和格構(gòu)柱，哪種承載力大，為什么？實(shí)腹式承載力大因?yàn)楦駱?gòu)柱的換算長(zhǎng)細(xì)比大于實(shí)腹柱，從而格構(gòu)柱的整體穩(wěn)定性系數(shù)小于實(shí)腹柱，導(dǎo)致格構(gòu)柱穩(wěn)定承載力小1.什么是疲勞斷裂？它的特點(diǎn)如何？簡(jiǎn)述其破壞過(guò)程。概念:疲勞斷裂是微觀裂縫在連續(xù)重復(fù)荷載作用下不斷擴(kuò)展直至斷裂的脆性破壞特點(diǎn)：（1）出現(xiàn)疲勞斷裂時(shí)，截面上的應(yīng)力低于材料的抗拉強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度（2）同時(shí)，疲勞破壞屬于脆性破壞，塑形變形很小，是一種無(wú)明顯變形的突然破壞，危險(xiǎn)性較大。（3）疲勞破壞的構(gòu)件斷口上面一部分呈現(xiàn)半橢圓形光滑區(qū)，其余部分則為

6、粗糙區(qū)（4）過(guò)程分為三個(gè)階段 裂紋的形成裂紋緩慢擴(kuò)展最后迅速斷裂4、鋼材的疲勞：在循環(huán)荷載的作用下，經(jīng)過(guò)有限次循環(huán)，鋼材發(fā)生破壞的現(xiàn)象。影響因素：1、構(gòu)件的構(gòu)造細(xì)節(jié)（包括形狀，尺寸，表面情況以及冶金缺陷）2、應(yīng)力種類(lèi)與幅值3、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)，循環(huán)特征 4、殘余應(yīng)力5.工作環(huán)境6、材料的種類(lèi)第二章1 .簡(jiǎn)述建筑鋼結(jié)構(gòu)對(duì)鋼材的要求、指標(biāo)，規(guī)范推薦使用的鋼材有哪些?答：1.較高的強(qiáng)度。2.足夠的變形能力。3.良好的加工性能。此外，根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體工作條件，在必須是還應(yīng)該具有適合低溫、有害介質(zhì)侵蝕（包括大氣銹蝕）以及重復(fù)荷載作用等的性能。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 50017-2003）推薦的普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q

7、235鋼和低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。2 .衡量材料力學(xué)性能的好壞，常用那些指標(biāo)？它們的作用如何？1.強(qiáng)度性能2.塑性性能3.冷彎性能4.沖擊韌性3 .哪些因素可使鋼材變脆，從設(shè)計(jì)角度防止構(gòu)件脆斷的措施有哪些？答：（1）硫磷氧氮等化學(xué)成分的影響 （2）成材過(guò)程的影響（3）冷加工硬化及溫度等其他因素的影響。從設(shè)計(jì)角度防止構(gòu)件脆斷課不考慮硬化所提高的強(qiáng)度及規(guī)定結(jié)構(gòu)表面所受輻射溫度等。4 .碳、硫、磷對(duì)鋼材的性能有哪些影響？答：碳（C）:碳含量提高，則鋼材強(qiáng)度提高，但同時(shí)塑形、韌性、冷彎性能、可焊性、抗銹蝕能力下降。對(duì)于焊接結(jié)構(gòu)，為了有良好的可焊性，以不大于0.

8、2%為好。磷（P）:磷即是有害元素也是能利用的合金元素。在低溫下使鋼變脆，稱為冷脆；高溫時(shí)使鋼減少塑性但磷能提高鋼的強(qiáng)度和抗銹蝕能力。硫（S）:硫有害元素。使鋼產(chǎn)生熱脆性，降低鋼的沖擊韌性，同時(shí)影響疲勞性能和抗銹蝕性能。5 .什么是鋼材的可焊性？影響鋼材可焊性的化學(xué)元素有哪些?鋼材的可焊性是指一般焊接工藝就可以完成合格的（無(wú)裂紋的）焊縫的性能 影響鋼材可焊性的主要因素是碳含量和合金元素的含量。6 .鋼材的力學(xué)性能為何要按厚度（直徑）進(jìn)行劃分？鋼材屈服點(diǎn)的高低和鋼材晶粒的粗細(xì)有關(guān)，材質(zhì)好，軋制次數(shù)多，晶粒細(xì)，屈服點(diǎn)就高，因而不同厚 度的鋼材，屈服點(diǎn)不一樣。7 .鋼材中常見(jiàn)的冶金缺陷有哪些 ？偏析

9、，非金屬雜質(zhì)，氣孔，裂紋及分層8 .隨著溫度的變化，鋼材的力學(xué)性能有何變化？總的趨勢(shì)是：溫度升高，鋼材的強(qiáng)度降低，應(yīng)變?cè)龃?，反之溫度降低，鋼材?qiáng)度會(huì)略有增加，塑性和 韌性卻會(huì)降低而變脆9 .什么情況下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中對(duì)材性有何影響？當(dāng)截面完整性遭到破壞，如有裂紋空洞刻槽，凹角時(shí)以及截面的厚度或?qū)挾韧蝗桓淖儠r(shí)，構(gòu)件中的應(yīng) 力分布將變得很不均勻，在缺陷或潔面變化處附近，會(huì)出現(xiàn)應(yīng)力線曲折密集，出現(xiàn)高峰應(yīng)力的現(xiàn)象即 應(yīng)力集中影響：在應(yīng)力高峰出會(huì)產(chǎn)生雙向或三向的應(yīng)力，此應(yīng)力狀態(tài)會(huì)使材料沿力作用方向塑性變形 的發(fā)展受到很大的約束，材料容易脆性變形。10 .什么是疲勞斷裂？它的特點(diǎn)如何？簡(jiǎn)述其破壞過(guò)

10、程。2）同時(shí)，疲概念:疲勞斷裂是微觀裂縫在連續(xù)重復(fù)荷載作用下不斷擴(kuò)展直至斷裂的脆性破壞 特點(diǎn)：（1）出現(xiàn)疲勞斷裂時(shí)，截面上的應(yīng)力低于材料的抗拉強(qiáng)度，甚至低于屈服強(qiáng)度（勞破壞屬于脆性破壞，塑形變形很小，是一種無(wú)明顯變形的突然破壞，危險(xiǎn)性較大。（3）疲勞破壞的構(gòu)件斷口上面一部分呈現(xiàn)半橢圓形光滑區(qū)，其余部分則為粗糙區(qū)（4）過(guò)程分為三個(gè)階段裂紋的形成裂紋緩慢擴(kuò)展最后迅速斷裂11 .快速加荷對(duì)鋼材的力學(xué)性能有何影響？快速加載使鋼材的屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度提高，沖擊韌性降低12 .選擇鋼材慮的因素有哪些？結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；荷載性質(zhì)（動(dòng)載或靜載）；連接方法（焊接鐘接或螺栓連接）；工作條件（溫度及腐蝕介質(zhì)）13

11、.什么是冷工硬化（應(yīng)變硬化）、時(shí)效硬化？冷工硬化：經(jīng)冷拉冷彎沖孔機(jī)械剪切等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形，產(chǎn)生塑性變形后的鋼材再重新加荷時(shí)會(huì)提高屈服強(qiáng)度，同時(shí)降低塑性和韌性時(shí)效硬化：指鋼材僅隨時(shí)間的增長(zhǎng)而變脆第三章1 .簡(jiǎn)述構(gòu)件截面的分類(lèi)，型鋼及組合截面應(yīng)優(yōu)先選用哪一種，為什么？答：構(gòu)件截面可分為熱軋型鋼截面、冷彎薄壁型鋼截面、組合截面。應(yīng)優(yōu)先選用型鋼截面，它具有加工方便和成本較低的優(yōu)點(diǎn)。2 .梁的強(qiáng)度計(jì)算有哪些內(nèi)容？如何計(jì)算？答：正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力和組合應(yīng)力的計(jì)算。3 .什么叫梁的內(nèi)力重分布，如何進(jìn)行塑性設(shè)計(jì)？答：隨著荷載的增大，塑性較發(fā)生塑性轉(zhuǎn)動(dòng)，結(jié)構(gòu)內(nèi)力產(chǎn)生重分布，使其它截面相繼出

12、現(xiàn)塑性較，直 至形成機(jī)構(gòu)。塑性設(shè)計(jì)就是利用內(nèi)力塑性重分布，以充分發(fā)揮材料的潛力。4 .拉彎和壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式與其強(qiáng)度極限狀態(tài)是否一致？答：不一致，拉彎和壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式采用了不同的屈服準(zhǔn)則。5 .為什么直接承受動(dòng)力荷載的實(shí)腹式拉彎和壓彎構(gòu)件不考慮塑性開(kāi)展，承受靜力荷載的同一類(lèi)構(gòu)件卻 考慮塑性開(kāi)展？格構(gòu)式構(gòu)件考慮塑性開(kāi)展嗎？答：和強(qiáng)度設(shè)計(jì)準(zhǔn)則有關(guān)，比如格構(gòu)式構(gòu)件，格構(gòu)式截面一般才用邊緣屈服理論，認(rèn)為構(gòu)件只要一點(diǎn) 發(fā)生屈服，就可認(rèn)為整個(gè)構(gòu)件屈服，因此不能考慮塑性開(kāi)展，并且塑性開(kāi)展都是利用腹板的部分屈服, 格構(gòu)式構(gòu)件沒(méi)有腹板，就沒(méi)有塑性發(fā)展了。而這種考慮塑性發(fā)展的塑性設(shè)計(jì)只用于不直接承受動(dòng)力

13、荷 載的固端梁和連續(xù)梁，并且比不考慮節(jié)約鋼材，充分發(fā)揮材料的潛力。6 .截面塑性發(fā)展系數(shù)的意義是什么？試舉例說(shuō)明其應(yīng)用條件？答：對(duì)不需要計(jì)算疲勞的受彎構(gòu)件，允許考慮截面有一定程度的塑性發(fā)展第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載能力一一穩(wěn)定1、有哪些因素影響軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)？ 答：初彎曲、初偏心、殘余應(yīng)力、桿端約束。2、軸心受壓構(gòu)件與壓彎構(gòu)件的腹板局部穩(wěn)定設(shè)計(jì)原則是什么？軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定設(shè)計(jì)原則是選擇適當(dāng)高的截面或減小計(jì)算長(zhǎng)度，以減小長(zhǎng)細(xì)比獲得較大的6值。壓彎構(gòu)件的腹板局部穩(wěn)定，經(jīng)計(jì)算在腹板受壓區(qū)加設(shè)加勁肋。3、影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？提高梁穩(wěn)定性的措施有哪些？答：主要影響因素：梁的側(cè)向抗彎剛度

14、yEI、抗扭剛度tGI和抗翹曲剛度wEI愈大,梁越穩(wěn)定；梁的跨度l愈小，梁的整體穩(wěn)定越好；對(duì)工字形截面，當(dāng)荷載作用在上翼緣是易失穩(wěn)，作用在下翼緣是不易失穩(wěn)；梁支撐對(duì)位移約束程度越大，越不易失穩(wěn)；采取措施：增大梁的側(cè)向抗彎剛度， 抗扭剛度和抗翹曲剛度；增加梁的側(cè)向支撐點(diǎn)，以減小跨度；放寬梁的受壓上翼緣，或者使上翼緣與其他構(gòu)件相互連接。4、試分析表4-7給出的最大的li/b i值是如何得出的？5、簡(jiǎn)述壓彎構(gòu)件失穩(wěn)的形式及計(jì)算的方法。6、簡(jiǎn)述壓彎構(gòu)件中等效彎矩系數(shù)B mx的意義。答：在平面內(nèi)穩(wěn)定的計(jì)算中，等效彎矩系數(shù)可以把各種荷載作用的彎矩分布形式轉(zhuǎn)換為均勻受彎來(lái)看待。第七章1、簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)連接的類(lèi)型

15、和特點(diǎn)？答：鋼結(jié)構(gòu)最主要的連接類(lèi)型：(1)焊縫連接(2)鐘釘連接(3)普通螺栓連接和高強(qiáng)螺栓連接(1)焊縫連接：構(gòu)造簡(jiǎn)單、不削弱構(gòu)件截面、節(jié)約鋼材、加工方便，易于采用自動(dòng)化操作、連接密封性好、剛度大。焊接殘余應(yīng)力和殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)有不利影響，低溫冷脆問(wèn)題比較突出。(2)鐘釘連接：塑性和韌性較好，傳力可靠，質(zhì)量易于檢查，適用于直接承受動(dòng)載結(jié)構(gòu)的連接。構(gòu)造復(fù)雜，用鋼量多。(3)螺栓連接：施工簡(jiǎn)單、拆裝方便。用鋼量多。2、受剪普通螺栓有哪幾種可能的破壞形式？如何防止?答：五種破壞形式：（1 ）螺栓桿剪斷（2）孔壁擠壓（3）鋼板被拉斷（4）鋼板剪斷（5）螺栓彎曲針對(duì)前三種破壞，通過(guò)強(qiáng)度驗(yàn)算避免出現(xiàn)破壞。

16、通過(guò)限制端距e3/d0避免鋼板剪斷，限制板疊厚度不超過(guò)5d以避免螺栓彎曲。3、簡(jiǎn)述普通螺栓連接與高強(qiáng)螺栓摩擦型連接在彎矩作用下計(jì)算時(shí)的異同點(diǎn)？在彎矩作用下，普通螺栓連接計(jì)算時(shí)假定中和軸位于彎矩所指的最下列螺栓處，高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接計(jì)算時(shí)中和軸位于螺栓形心軸處。4、為何要規(guī)定螺栓排列的最大和最小間距要求？答：（1）受力要求：為避免鋼板端部不被剪斷對(duì)于受拉構(gòu)件，各排螺栓的栓距和線距不應(yīng)過(guò)小，否則周?chē)鷳?yīng)力集中相互影響較大，且對(duì)鋼板的截面削弱過(guò)多，從而降低其承載力。對(duì)于受壓構(gòu)件，沿作用力方向的栓距不宜過(guò)大，否則在被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。（2）構(gòu)造要求：若栓距及線距過(guò)大，則構(gòu)件接觸面不夠緊密，

17、潮氣易于侵入縫隙而發(fā)生銹蝕。（3）施工要求：保證有一定的空間，便于轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓扳手。5、影響高強(qiáng)螺栓承載力的因素有哪些？答：栓桿預(yù)拉力；連接表面的抗滑移系數(shù)；鋼材的種類(lèi)。簡(jiǎn)答題1.簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)有哪些主要特點(diǎn)。（8分） 答：（1）材料的強(qiáng)度高，塑性和韌性好;（2）材質(zhì)均勻，和力學(xué)計(jì)算的假定比較符合;（3）制作簡(jiǎn)便，施工周期短;（4）質(zhì)量輕;（5）鋼材耐腐蝕性差；（6）鋼材耐熱，但不耐火；2 .碳素結(jié)構(gòu)鋼按質(zhì)量分為幾級(jí)？并是怎樣劃分的？Q235B b代表的意義是什么？ （ 10分）答：碳素結(jié)構(gòu)鋼按質(zhì)量分為 A、B、C、D四級(jí)。其中A級(jí)鋼材不作沖擊韌性要求，冷彎性能在需方有要求時(shí)才進(jìn)行；B、C、D各級(jí)鋼材

18、均要求沖擊韌性值A(chǔ)kv>27J,且冷彎試驗(yàn)均要求合格，所不同的是三者的試驗(yàn)溫度有所不同，B級(jí)要求常溫（20±5）沖擊值，C和D級(jí)則分另要求0 c和-20 C沖擊值。Q235B b代表屈服強(qiáng)度為235N/mm 2, B級(jí)，半鎮(zhèn)靜鋼。3 .鋼結(jié)構(gòu)中，選用鋼材時(shí)要考慮哪些主要因素？ （8分）答：結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的重要性；荷載的性質(zhì)（靜載或動(dòng)載）；連接方法（焊接、鐘接或螺栓連接）；工作條件（溫度及腐蝕介質(zhì)）。4 .軸心受力構(gòu)件的截面形式有哪幾種？并且對(duì)軸心受力構(gòu)件截面形式的共同要求是什么？答：軸心受力構(gòu)件的截面形式有熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼、實(shí)腹式組合截面以及格構(gòu)式組合截面。對(duì)軸心受力構(gòu)件截面

19、形式的共同要求是：（1）能提供強(qiáng)度所需要的截面積；（2）制作比較簡(jiǎn)便；（3）便于和相鄰的構(gòu)件連接；（4）截面開(kāi)展而壁厚較薄，以滿足剛度要求。10分）5 .計(jì)算壓彎（拉彎）構(gòu)件的強(qiáng)度時(shí)，根據(jù)不同情況，采用幾種強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則？并簡(jiǎn)述各準(zhǔn)則的內(nèi)容。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范對(duì)于一般構(gòu)件采用哪一準(zhǔn)則作為強(qiáng)度極限？（答：計(jì)算壓彎（拉彎）構(gòu)件的強(qiáng)度時(shí)，根據(jù)不同情況，采用三種強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則。其中（1）截面邊緣纖維屈服準(zhǔn)則：當(dāng)構(gòu)件受力最大截面邊緣處的最大應(yīng)力達(dá)到屈服時(shí)，即認(rèn)為構(gòu)件達(dá)到了強(qiáng)度極限。（2）全截面屈服準(zhǔn)則：這一準(zhǔn)則以構(gòu)件最大受力截面形成塑性較為強(qiáng)度極限。（3）部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則：這一準(zhǔn)則以構(gòu)件最大受力截面的部分受壓區(qū)

20、和受拉區(qū)進(jìn)入塑性為強(qiáng)度極限。我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范對(duì)于一般構(gòu)件采用部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則作為強(qiáng)度極限。6 .簡(jiǎn)述梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象，影響梁臨界彎距的主要因素有哪些。（8分）答：梁的截面一般窄而高，彎矩作用在其最大剛度平面內(nèi)，當(dāng)荷載較小時(shí)，梁的彎曲平衡狀態(tài)是穩(wěn)定的。當(dāng)荷載增大到某一數(shù)值后，梁在彎矩作用平面內(nèi)彎曲的同時(shí)， 將突然發(fā)生側(cè)向的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，并喪失繼續(xù)承載的能力，這種現(xiàn)象稱為梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象。梁的臨界彎矩Mcr主要和梁的側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度、翹曲剛度、梁的截面形狀、荷載類(lèi)型、荷載作用位置以及梁的跨度等有關(guān)。7 .鋼結(jié)構(gòu)框架鋼柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)與哪些因素有關(guān)。（6分）答：鋼結(jié)構(gòu)框架鋼柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)與框

21、架類(lèi)型、相交于柱上端節(jié)點(diǎn)的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值Ki、相交于柱下端節(jié)點(diǎn)的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K2、柱與基礎(chǔ)的連接方式、橫梁遠(yuǎn)端連接方式、橫梁軸力大小以及柱的形式等因素有關(guān)。8 .簡(jiǎn)述焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能的影響。（8分）9 ：（1）對(duì)結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度的影響：不影響結(jié)構(gòu)的靜力強(qiáng)度；（2）對(duì)結(jié)構(gòu)剛度的影響：殘余應(yīng)力使構(gòu)件的變形增大，剛度降低；（3）對(duì)壓桿穩(wěn)定的影響：焊接殘余應(yīng)力使壓桿的撓曲剛度減小，從而必定降低其穩(wěn)定承載能力；（4）對(duì)低溫冷脆的影響：在低溫下使裂紋容易發(fā)生和發(fā)展，加速構(gòu)件的脆性破壞；（5）對(duì)疲勞強(qiáng)度的影響：焊接殘余應(yīng)力對(duì)疲勞強(qiáng)度有不利的影響，原因就在于焊縫及其

22、近旁的高額殘余拉應(yīng)力。9.簡(jiǎn)述螺栓連接的五種破壞形式（6分）答：螺栓連接的五種破壞形式為:(1)螺栓桿剪斷；(2)孔壁擠壓；(3)鋼板被拉斷；(4)鋼板剪斷；(5)螺栓桿彎曲。三、簡(jiǎn)答題(每小題10分)1、何謂應(yīng)力集中？應(yīng)力集中對(duì)鋼材的機(jī)械性能有何影響？2、通過(guò)哪些設(shè)計(jì)措施可以減小焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形？3、焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能有哪些影響？4、抗剪的普通螺栓連接有哪幾種破壞形式？用什么方法可以防止？5、可以采用鋼材的極限強(qiáng)度作為設(shè)計(jì) 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值嗎?如果不可以,采用什么作為設(shè)計(jì) 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值?為什么？無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼材，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度值如何確定？6、焊腳尺寸是越大越好還是越小越好 ？為什么？答案

23、：1、答：實(shí)際上鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內(nèi)部缺陷，此時(shí)構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均勻，而是在某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，在另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，形成所謂的應(yīng)力集中。2、答：1、焊接位置的合理安排；2、焊縫尺寸要適當(dāng)；3、焊縫數(shù)量宜少；4、應(yīng)盡量避免兩條或三條焊縫垂直交叉；5、盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力 3、答：1、降低結(jié)構(gòu)剛度；2、降低或消除焊縫中的殘余應(yīng)力是改善結(jié)構(gòu)低溫冷脆性能的重要措施;3、對(duì)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度有明顯不利的影響。4、答：1、當(dāng)栓桿直徑較小，板件較厚時(shí)，栓桿可能先被剪斷；2、當(dāng)栓桿直徑較大，板件較薄時(shí)，板件可能先被擠壞，由于栓桿和板件的擠壓是

24、相對(duì)的，故也可把這種破壞較作螺栓的承壓破壞；3、板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉斷；4、端距太小，端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓桿沖剪破壞。第1、2種破壞形式可進(jìn)行抗剪螺栓連接的計(jì)算，第3種破壞形式要進(jìn)行構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；第 4種破壞形式有螺栓端距A 2d0來(lái)保證。5、答：不可以。屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。因?yàn)殇摬倪^(guò)了屈服強(qiáng)度后，會(huì)有一定的延伸率，這段時(shí)期鋼材的強(qiáng)度會(huì)低的。對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼材，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)以極限強(qiáng)度的75%來(lái)定。6、答：除鋼管結(jié)構(gòu)外，焊腳尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍，是為了避免焊縫區(qū)的基本金屬過(guò)燒，減小焊件的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形。焊腳尺寸也不能過(guò)小，否則焊縫因輸入能量過(guò)小，

25、而焊件厚度較大，以致施焊時(shí)冷卻速度過(guò)快，產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開(kāi)裂，規(guī)范規(guī)定焊腳尺寸不得小于 1.5 , t為較厚焊件的厚度。、軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力與哪些因素有關(guān)？（4分）構(gòu)件的幾何形狀與尺寸；桿端約束程度；鋼材的強(qiáng)度;焊接殘余應(yīng)力；初彎曲；初偏心2、格構(gòu)式和實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件臨界力的確定有什么不同？雙肢綴條式和雙肢綴板式柱的換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算公式是什么？為什么對(duì)虛軸用換算長(zhǎng)細(xì)比？ （4分）格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件臨界力的確定依據(jù)邊緣屈服準(zhǔn)則，并考慮剪切變形的影響；實(shí)腹式軸心受壓 構(gòu)件臨界力的確定依據(jù)最大強(qiáng)度準(zhǔn)則，不考慮剪切變形的影響。雙肢綴條式柱的換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算公 式：0x J / 27A雙肢

26、綴板式柱的換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算公式:格構(gòu)式軸心受壓柱當(dāng)繞虛軸失穩(wěn)時(shí)，柱的剪切變形較大，剪力造成的附加撓曲影響不能忽略，故對(duì)虛軸的失穩(wěn)計(jì)算，常以加大長(zhǎng)細(xì)比的辦法來(lái)考慮剪切變形的影響，加大后的長(zhǎng)細(xì)比稱為換算長(zhǎng)細(xì)比。3、影響鋼材性能的主要因素有哪些？ （4分） 化學(xué)成分；冶金缺陷；鋼材硬化；溫度影響；應(yīng)力集中；反復(fù)荷載作用。4、如何保證梁腹板的局部穩(wěn)定？ （4分）當(dāng)h0 ttw80J235時(shí)，應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋;fy當(dāng)80匿5 h/170 陛 時(shí)，應(yīng)按計(jì)算配置橫向加勁肋;fy tw ' fyDh0 t170tw235',應(yīng)配置橫向加勁肋和縱向加勁肋;fy梁的支座處和上翼緣受有較大固定

27、集中荷載處設(shè)支承加勁肋。5、螺栓在鋼板上應(yīng)怎樣排列合理？ （4分）螺栓在鋼板上的排列有兩種形式：并列和錯(cuò)列。并列布置緊湊，整齊簡(jiǎn)單，所用連接板尺寸小，但螺栓對(duì)構(gòu)件截面削弱較大；錯(cuò)列布置松散，連接板尺寸較大，但可減少螺栓孔對(duì)截面的削弱。螺栓在鋼板上的排列應(yīng)滿足三方面要求：受力要求施工要求構(gòu)造要求，并且應(yīng)滿足規(guī)范規(guī)定的最大最小容許距離：最/、的栓距為 3d0,最/、的端距為2d01 .對(duì)于理想的軸心受壓構(gòu)件，提高鋼材的牌號(hào)（即鋼材強(qiáng)度），對(duì)構(gòu)件的穩(wěn)定承載能力有何影響？為什么？2 .剪力作用下的普通螺栓連接節(jié)點(diǎn)可能發(fā)生哪些破壞形式？3 .兩板件通過(guò)抗剪螺栓群承擔(dān)剪力時(shí)，就板件的凈截面強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，摩擦型

28、高強(qiáng)螺栓連接與普通螺栓連 接有何區(qū)別？采用何種連接方式更合理？4 .某煤氣柜結(jié)構(gòu)，據(jù)統(tǒng)計(jì)在預(yù)期的 20年使用壽命內(nèi)，煤氣氣壓循環(huán) 1.5萬(wàn)次，問(wèn)：可否按現(xiàn)行鋼 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)疲勞驗(yàn)算的規(guī)定對(duì)該煤氣柜結(jié)構(gòu)及其節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算？為什么？5 .同一種類(lèi)的鋼材，當(dāng)其厚度或直徑發(fā)生變化時(shí)，鋼材的機(jī)械性能（強(qiáng)度和塑性）有何變化？為什么？6 .某鋼結(jié)構(gòu)高強(qiáng)度連接梁柱節(jié)點(diǎn)，設(shè)計(jì)按摩擦型高強(qiáng)螺栓（接觸面噴砂后生赤銹）計(jì)算摩擦面的抗滑移系數(shù)。施工單位為防止構(gòu)件銹蝕對(duì)構(gòu)件的損傷，對(duì)接觸面（梁端板與柱翼緣板）間進(jìn)行了噴漆處理。問(wèn)這種處理方式是否合理？為什么？“比=51 .無(wú)影響。因?yàn)槔硐胼S心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承

29、載力為口 ，與鋼號(hào)無(wú)關(guān)。2 .栓桿被剪斷、栓桿（孔壁承壓）破壞、板件拉斷、栓桿受彎破壞、板端沖剪破壞3 .摩擦型高強(qiáng)螺栓連接板件計(jì)算截面承力需考慮孔前傳力，其所受荷載小于普通螺栓連接。從板件的受力來(lái)說(shuō)，采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接更合理。4 .不能按現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范對(duì)該煤氣柜結(jié)構(gòu)及其節(jié)點(diǎn)進(jìn)行疲勞驗(yàn)算，因?yàn)殇摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)疲勞驗(yàn)算是基于循環(huán)次數(shù)105。5 .同一種類(lèi)的鋼材，當(dāng)其厚度或直徑發(fā)生減小時(shí)，鋼材的強(qiáng)度和塑性會(huì)提高。因?yàn)殡S著鋼材厚度或直 徑的減小，鋼材（型鋼）的軋制力和軋制次數(shù)增加，鋼材的致密性好，存在大缺陷的幾率減少，故強(qiáng) 度和塑性會(huì)提高。6 .這種處理方式不合理。因?yàn)閲娚昂笊噤P

30、板件間的抗滑移系數(shù)大于板件噴漆處理，板件接觸面噴漆 后摩擦型高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力將下降。1 .建筑鋼材的伸長(zhǎng)率是通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)確定的？實(shí)驗(yàn)時(shí)如何取值？伸長(zhǎng)率反映了鋼材的什么性質(zhì)？2 .請(qǐng)?jiān)u價(jià)鋼材經(jīng)過(guò)常溫時(shí)的加工（冷作硬化）后，其強(qiáng)度、塑性性能的變化。3 .在角焊縫設(shè)計(jì)中，對(duì)焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度有哪些構(gòu)造要求？為什么？4 .承壓型高強(qiáng)螺栓和摩擦型高強(qiáng)螺栓承受剪力作用時(shí)在傳力和螺栓的驗(yàn)算上有什么區(qū)別？5 .鋼材在復(fù)雜應(yīng)力作用下，應(yīng)力場(chǎng)不同，鋼材的強(qiáng)度、塑性等力學(xué)性能有何變化？6 .請(qǐng)說(shuō)明綴條式格構(gòu)柱和綴板式格構(gòu)柱的單股的受力情況，大型柱從受力更合理的角度出發(fā)應(yīng)盡可能 選用何種形式的格構(gòu)柱？1 .建筑鋼

31、材的伸長(zhǎng)率是通過(guò)單向拉伸實(shí)驗(yàn)確定的。取試件拉斷后的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距的比值的百分率,即，伸長(zhǎng)率反映了鋼材的塑性變形能力。2 .鋼材經(jīng)過(guò)冷作硬化后，其強(qiáng)度提高，塑性變形能力下降。3 .最大焊腳尺寸：'皿"I"，,防止焊縫過(guò)燒焊件；最小焊腳尺寸：與臉之1，防止焊縫冷裂；最大計(jì)算長(zhǎng)度：060如動(dòng)荷載4三啦如，防止應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度不均勻分布；最小計(jì)算長(zhǎng)度：4工陶及40儂制，防止焊縫沿長(zhǎng)度缺陷幾率增加。4 .承壓型高強(qiáng)螺栓承受剪力作用時(shí)螺栓直接承受剪力，需驗(yàn)算螺栓的受剪和承壓承載能力。摩擦型 高強(qiáng)螺栓承受剪力作用時(shí)螺栓不直接承受剪力，需驗(yàn)算螺栓的受剪承載能力。5 .同號(hào)應(yīng)力場(chǎng)時(shí)鋼材

32、的強(qiáng)度提高而塑性變形能力降低，異號(hào)應(yīng)力場(chǎng)時(shí)鋼材的強(qiáng)度降低而塑性變形能 力提高。6 .綴條式格構(gòu)柱的單肢為軸心受力構(gòu)件，綴板式格構(gòu)柱的單肢為壓彎構(gòu)件。從受力更合理的角度出 發(fā)，大型柱應(yīng)盡可能選用綴條式格構(gòu)柱。1,簡(jiǎn)述雙肢格構(gòu)式軸心受壓桿件的截面選擇步驟。2 .我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范梁的整體穩(wěn)定驗(yàn)算中為什么要引入等效彎矩系數(shù)？3 .摩擦型高強(qiáng)螺栓工作機(jī)理是什么？4 .拉桿為何要控制剛度？如何驗(yàn)算？拉桿允許長(zhǎng)細(xì)比與會(huì)什么有關(guān)？5 .化學(xué)成分碳、硫、磷對(duì)鋼材的性能有哪些影響？6 .受剪普通螺栓有哪幾種可能的破壞形式？如何防止？7 .軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)承載力和哪些因素有關(guān)？8 .簡(jiǎn)述壓彎構(gòu)件作用平面外失

33、穩(wěn)的概念？9 .請(qǐng)說(shuō)出單向應(yīng)力狀態(tài)下鋼材的基本力學(xué)性能指標(biāo)。10 .焊縫的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為幾級(jí)？應(yīng)分別對(duì)應(yīng)于哪些受力性質(zhì)的構(gòu)件和所處部位。11 鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定哪些情況之下，可不計(jì)算梁的整體性？1. (1)根據(jù)繞實(shí)軸的整體穩(wěn)定性，選擇股件的截面。選擇方法與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面選擇方法完全相同；(2)根據(jù)等穩(wěn)定條件，確定兩分肢間的距離；(3)驗(yàn)算整體穩(wěn)定性和分股穩(wěn)定性，包括對(duì)剛度的驗(yàn)算；(4)但有截面削弱時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的強(qiáng)度。2 .梁的整體穩(wěn)定臨界應(yīng)力的計(jì)算是梁發(fā)生純彎曲時(shí)推導(dǎo)出采的，在其它荷載作用下，梁的臨界應(yīng)力與在純彎曲作用下梁的臨界應(yīng)力之比用等效彎矩系數(shù)去表示，這樣會(huì)給設(shè)計(jì)計(jì)算帶來(lái)方便。3

34、.由螺栓對(duì)連接板件的預(yù)壓力產(chǎn)生磨擦力來(lái)抗剪，以板件之間磨擦力達(dá)到最大，板件發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)作為極限狀態(tài)。4 .防止在運(yùn)送、安裝過(guò)程中由重力等其它因素作用而產(chǎn)生過(guò)大的變形，由限制拉桿長(zhǎng)細(xì)比的辦法來(lái)驗(yàn)算，即。拉桿容許比細(xì)比與載荷性質(zhì)如靜載、動(dòng)載有關(guān)。5 .碳含量增加，強(qiáng)度提高，塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度下降，同時(shí)惡化可焊性和抗腐蝕性硫使鋼熱脆，磷使鋼冷脆。但磷也可提高鋼材的強(qiáng)度和抗銹性。6 .螺栓抗剪連接達(dá)到極限承載力時(shí)，可能的破壞形式有vy種形式：（l栓桿被剪斷：螺栓承壓破壞；板件凈截面被拉斷：端板被栓桿沖剪破壞。第種破壞形式采用構(gòu)件強(qiáng)度驗(yàn)算保證；第種破壞形式由螺栓端距）?a0保證。第、種破壞形式通過(guò)螺栓

35、計(jì)算保證。7 .構(gòu)件不同方向的長(zhǎng)細(xì)比.（入）、截面的形狀和尺寸、材料的力學(xué)性能（強(qiáng)度，塑性）、 殘余應(yīng)力的分布和大小 、構(gòu)件的初彎曲和初扭曲 、荷載作用點(diǎn)的初偏心 、構(gòu)件的端部約束條 件、構(gòu)件失穩(wěn)的方向等等。8 .彎矩作用平面外穩(wěn)定的機(jī)理與梁失穩(wěn)的機(jī)理相同，即在壓力和彎矩作用下，發(fā)生彎曲平面外 的側(cè)移與扭轉(zhuǎn)，也叫彎扭屈曲。9 .屈服強(qiáng)度，極限抗拉強(qiáng)度，伸長(zhǎng)率，彈性模量，冷彎性能。10.焊縫的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)分為三級(jí)。角焊縫和一般對(duì)接焊縫采用三級(jí)即可，與鋼材等強(qiáng)度的受拉受彎對(duì)接焊縫則應(yīng)用一級(jí)或二級(jí)，須對(duì)焊縫附近主體金屬作疲勞計(jì)算的橫向?qū)雍缚p用一級(jí)，縱向?qū)?接焊縫和翼緣連接焊縫用二級(jí)。11梁受壓翼緣有鋪

36、蓋板與之牢固連接，防止梁發(fā)生側(cè)向位移；對(duì)工字型或十型鋼截面梁，當(dāng)梁自由長(zhǎng)度li加梁截面寬口之比不超限時(shí)；對(duì)箱形截面梁，當(dāng)h/b 6,且li/b195 235時(shí)，fy1 .結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力極限X啟杰包括哪些計(jì)算內(nèi)容？正常使用極限狀態(tài)又包括哪些內(nèi)容 ？2 .為什么采用鋼材的屈服點(diǎn)fy作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值？無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼材，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度值如何確定？3 .為了保證實(shí)腹式軸壓桿件組成板件的局部穩(wěn)定，有哪幾種處理方法？4 .何謂焊接板梁白最大高度 hmax和最小高度hmin ？梁的經(jīng)濟(jì)高度he的范圍？腹板太厚或太薄會(huì)出現(xiàn)什 么問(wèn)題？1 .結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的承載能力極限狀態(tài)包括靜力強(qiáng)度、動(dòng)力強(qiáng)度和穩(wěn)定等的計(jì)算達(dá)

37、到這種極限狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到了最大承載力而發(fā)生破壞，或達(dá)到了不適于繼續(xù)承受荷載的巨大變形。結(jié)構(gòu)或 構(gòu)件的正常使用極限狀態(tài)是對(duì)應(yīng)于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件達(dá)到正常使用或耐久性的某項(xiàng)規(guī)定限值。達(dá)此極 限狀態(tài)時(shí)，結(jié)構(gòu)或構(gòu)件雖仍保持承載力，但在正常荷載和作用下產(chǎn)生的變形已不能使結(jié)構(gòu)或構(gòu) 件滿足正常使用的要求，包括靜力荷載作用下產(chǎn)生的巨大變形和動(dòng)力荷載作用下產(chǎn)生的劇烈振 動(dòng)等。2 .選擇屈服點(diǎn)作為結(jié)構(gòu)鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值是因?yàn)椋海?）它是鋼材開(kāi)始塑性工作的特征點(diǎn)，鋼材屈服后，塑性變形很大，極易為人們察覺(jué)，可及時(shí)處理，避免發(fā)生破壞；（2）從屈服到鋼材破壞，整個(gè)塑性工作區(qū)域比彈性工作區(qū)域約大200倍，且抗拉強(qiáng)度與屈服點(diǎn)

38、之比 （強(qiáng)屈比）較大，是鋼結(jié)構(gòu)的極大后備強(qiáng)度，使鋼材不會(huì)發(fā)生真正的塑性破壞，十分安全可靠。對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼 材，以卸載后試件的殘余應(yīng)變?yōu)?.2%所對(duì)應(yīng)的應(yīng)力作為屈服點(diǎn)。3 .對(duì)翼緣板，可通過(guò)增加其厚度，使其寬厚比不超過(guò)一定的限值以確保其滿足局部穩(wěn)定性要求； 對(duì)腹板，一方面可以通過(guò)增加其厚度，使其高厚比不超過(guò)一定的限值，也可在腹板中央沿腹板 全長(zhǎng)設(shè)置一根縱向加勁肋，以保證其局部穩(wěn)定性要求。4 .梁的高度應(yīng)由建筑高度、剛度要求和經(jīng)濟(jì)條件三者來(lái)確定。建筑高度是指梁格底面最低表面到樓板頂面之間的高度， 它的限制決定了梁的最大可能高度 hmax, 一般由建筑師提出；剛度要求是要求 梁的撓度V<

39、：V,它決定了梁的最小高度 hmin；由經(jīng)濟(jì)條件可定出梁的經(jīng)濟(jì)高度he, 一般由梁的用鋼量為最小來(lái)確定，梁的經(jīng)濟(jì)高度的范圍為:hmin <he<hmax,腹板太厚將增加用鋼量，導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì),而太薄，梁的腹板將不能保證局部穩(wěn)定性要求，從而使梁的穩(wěn)定性承載能力降低三、簡(jiǎn)答題（每小題10分）1、何謂應(yīng)力集中？應(yīng)力集中對(duì)鋼材的機(jī)械性能有何影響？2、通過(guò)哪些設(shè)計(jì)措施可以減小焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形？3、焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)性能有哪些影響？4、抗剪的普通螺栓連接有哪幾種破壞形式？用什么方法可以防止？5、可以采用鋼材的極限強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值嗎？如果不可以，采用什么作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值？為什么？無(wú)

40、明顯屈服點(diǎn)的鋼材，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度值如何確定？6、焊腳尺寸是越大越好還是越小越好 ？為什么？答：實(shí)際上鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內(nèi)部缺陷，此時(shí)構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均勻，而是在某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力，在另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，形成所 謂的應(yīng)力集中。2、答：1、焊接位置的合理安排；2、焊縫尺寸要適當(dāng)；3、焊縫數(shù)量宜少；4、應(yīng)盡量避免兩條或三 條焊縫垂直交叉；5、盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力3、答：1、降低結(jié)構(gòu)剛度；2、降低或消除焊縫中的殘余應(yīng)力是改善結(jié)構(gòu)低溫冷脆性能的重要措施；3、對(duì)構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度有明顯不利的影響。4、答：1、當(dāng)栓桿直徑較小，板件較厚時(shí)，栓桿可能

41、先被剪斷；2、當(dāng)栓桿直徑較大，板件較薄時(shí)，板件可能先被擠壞，由于栓桿和板件的擠壓是相對(duì)的，故也可把這種破壞較作螺栓的承壓破壞；3、板件可能因螺栓孔削弱太多而被拉斷；4、端距太小，端距范圍內(nèi)的板件有可能被栓桿沖剪破壞。第1、2種破壞形式可進(jìn)行抗剪螺栓連接的計(jì)算，第3種破壞形式要進(jìn)行構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算；第 4種破壞形式有螺栓端距A 2d0來(lái)保證。5、答：不可以。屈服強(qiáng)度作為設(shè)計(jì)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。因?yàn)殇摬倪^(guò)了屈服強(qiáng)度后，會(huì)有一定的延伸率，這段時(shí)期鋼材的強(qiáng)度會(huì)低的。對(duì)無(wú)明顯屈服點(diǎn)的鋼材，其設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)以極限強(qiáng)度的75%來(lái)定。6、答：除鋼管結(jié)構(gòu)外，焊腳尺寸不宜大于較薄焊件厚度的1.2倍，是為了避免焊縫區(qū)的基本金屬過(guò)

42、 燒，減小焊件的焊接殘余應(yīng)力和殘余變形。焊腳尺寸也不能過(guò)小，否則焊縫因輸入能量過(guò)小，而焊件 厚度較大，以致施焊時(shí)冷卻速度過(guò)快，產(chǎn)生淬硬組織，導(dǎo)致母材開(kāi)裂，規(guī)范規(guī)定焊腳尺寸不得小于 1.5 , t為較厚焊件的厚度。1、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)：(1)強(qiáng)度高，質(zhì)量輕，塑性韌性好。(2)材質(zhì)均勻，密閉性好(3)具有一定的可焊性(4)制造簡(jiǎn)便，施工周期短(5)耐腐性差，耐熱且不耐火2、鋼材的主要性能(1)單向均勻拉伸時(shí)的性能(伸長(zhǎng)率，頸縮率)(2)冷彎性能(3)沖擊韌性(4)可焊性3、應(yīng)力集中：鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中有時(shí)存在著孔洞，槽口，凹角，缺陷以及截面突然改變時(shí)，構(gòu)件的應(yīng) 力分布將不再保持均勻，而是在缺陷以及截面突然

43、改變處附近，出現(xiàn)應(yīng)力線曲折，密集，產(chǎn)生高峰應(yīng) 力的現(xiàn)象。應(yīng)力集中對(duì)鋼材的影響：(1 )使構(gòu)件處于同號(hào)的雙向或者三向應(yīng)力場(chǎng)的復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)(2)在應(yīng)力集中處塑性變形受到約束，發(fā)生脆性斷裂或者產(chǎn)生疲勞裂紋。5、鋼材的疲勞：在循環(huán)荷載的作用下，經(jīng)過(guò)有限次循環(huán)，剛才發(fā)生破壞的現(xiàn)象。影響因素：1、構(gòu)件的構(gòu)造細(xì)節(jié)(包括形狀，尺寸，表面情況以及冶金缺陷)2、應(yīng)力種類(lèi)與幅值3、應(yīng)力循環(huán)次數(shù)4、殘余應(yīng)力5 .工作環(huán)境6、材料的種類(lèi)6、焊縫連接的優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：(1)構(gòu)造簡(jiǎn)單，加工方便(2)不削弱構(gòu)件的截面，節(jié)約鋼材(3)易于采用自動(dòng)化操作，保證焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量(4)連接的密封性好，結(jié)構(gòu)剛度大缺點(diǎn)：(1)由于焊縫附近的熱

44、影響區(qū)，使鋼材性能發(fā)生變化，導(dǎo)致材質(zhì)變脆(2)焊接殘余應(yīng)力與殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)的受力有不利影響(3)焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂縫比較敏感，局部裂縫已經(jīng)發(fā)生便容易擴(kuò)展到整體(4)焊縫連接的低溫冷脆問(wèn)題比較突出7、焊接殘余應(yīng)力原因：由于冷卻收縮受到阻止引起的影響：(1)會(huì)在構(gòu)件內(nèi)部形成三向受拉的應(yīng)力場(chǎng)，從而導(dǎo)致脆性斷裂(2)使構(gòu)件截面上的局部區(qū)域較早地進(jìn)入塑性工作階段，降低構(gòu)建剛度與壓桿的整體穩(wěn)定性(3)可減少承受疲勞荷載結(jié)構(gòu)的疲勞壽命，降低疲勞強(qiáng)度(4)對(duì)塑性變形能力好的鋼材強(qiáng)度變化無(wú)較大影響8、理想的軸心受壓構(gòu)件的假設(shè)：桿件挺直，無(wú)初偏心，無(wú)初彎曲，無(wú)殘余應(yīng)力，材質(zhì)均勻各項(xiàng)同性， 荷載作用無(wú)偏心，9、柱子曲線：

45、對(duì)每類(lèi)截面桿件算出不同長(zhǎng)度的桿件極限承載力Nu值，由此求得穩(wěn)定系數(shù)與相對(duì)長(zhǎng)細(xì)比的關(guān)系曲線。10、軸心受壓柱的整體失穩(wěn)現(xiàn)象：軸心受壓構(gòu)件達(dá)到臨界應(yīng)力時(shí)， 構(gòu)建不能維持其原有的直線平衡狀態(tài)，突然彎曲，達(dá)到臨界平衡狀態(tài)，此時(shí)若有微小的擾動(dòng)就會(huì)產(chǎn)生過(guò)大的變形，構(gòu)件從穩(wěn)定的平衡狀態(tài)經(jīng)過(guò)臨界平衡狀態(tài)，進(jìn)入不平衡穩(wěn)定狀態(tài)的現(xiàn)象。局部失穩(wěn)現(xiàn)象：在均勻壓力的作用下，當(dāng)壓力達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，板件不能繼續(xù)維持平面而產(chǎn)生 凸曲的現(xiàn)象。11、五種螺栓連接的破壞形式：(1)當(dāng)連接桿件較厚而栓桿較細(xì)時(shí)，栓桿可能被剪短.(由抗剪強(qiáng)度控制)(2)當(dāng)連接桿件較薄時(shí)，栓桿較粗時(shí)，連接件與栓桿接觸的孔壁可能被擠壓壞(同上)(3)由于螺

46、栓孔削弱太多，連接件凈截面強(qiáng)度不夠而被拉壞或者壓壞。(連接件凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算)(4)由于端距過(guò)小，栓桿可能將端部桿件剪壞(限定端距與邊距最小值)(5)由于連接板疊較厚，栓桿太長(zhǎng)，致使栓桿彎曲過(guò)大影響使用(限制板疊厚度)11、偏心剪力假定：連接板件絕對(duì)剛性，螺栓均為彈性在扭矩作用下，各螺栓均繞螺栓中心 O進(jìn)行旋轉(zhuǎn)各螺栓所受剪力大小與該螺栓至中心0的距離成正比12、格狗式柱有何特點(diǎn)，與實(shí)腹式柱在計(jì)算上的異同特點(diǎn)：(1)由較小截面構(gòu)件組成(如綴條，綴板)。自重輕，側(cè)向變形小(2)虛截面大，縱向穩(wěn)定性好，抗彎剛度大，側(cè)向變形小。(3) 一般為雙軸對(duì)稱截面，繞虛軸的受力情況較弱13、梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象： 梁

47、在彎矩作用平面上彎曲的同時(shí)，將突然發(fā)生側(cè)向的彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，并喪失繼續(xù)承載能力的現(xiàn)象。梁維持其穩(wěn)定平衡狀態(tài)所能承擔(dān)的最大荷載或者最大彎矩，稱為臨界荷載或者臨界彎矩14、梁的臨界彎矩的影響因素：(1 )梁的截面剛度(2)側(cè)向支撐距離的影響(3)荷載類(lèi)型的影響(4)荷載作用位置(5)受壓翼緣的自由長(zhǎng)度(6)支座位移約束程度15、鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍大跨度結(jié)構(gòu)重型工業(yè)廠房 高聳結(jié)構(gòu)多層和高層建筑輕型鋼結(jié)構(gòu)承受震動(dòng)荷載影響和地震作用的結(jié)構(gòu)可拆卸或移動(dòng)的結(jié)構(gòu)板殼結(jié)構(gòu)及其他結(jié)構(gòu)16、化學(xué)成分：碳：碳含量增加，強(qiáng)度提高，塑性韌性和疲勞強(qiáng)度下降，同時(shí)惡化鋼的可焊 性和抗腐蝕性。硫和磷：降低鋼材的塑性，韌性，可焊性

48、和疲勞強(qiáng)度。高溫時(shí)，硫使鋼材變 脆，即熱脆，低溫時(shí)，磷使鋼材變脆，即冷脆。氮：與磷累死，冷脆。屬于有害雜質(zhì)鎰：煉鋼的脫氧劑，是鋼材強(qiáng)度提高。17、影響鋼材性能的主要因素：(1 )化學(xué)成分的影響(2)冶煉澆筑軋制過(guò)程及熱處理的影響(2)鋼材的硬化(3)溫度影響(4)應(yīng)力集中的影響(5)重復(fù)荷載作用的影響18、摩擦型：以摩擦力被克服作為承載能力極限狀態(tài)，承壓型：一螺栓桿被剪壞和孔壁承壓破壞作為承載能力極限狀態(tài)19、合理的焊縫設(shè)計(jì)：（1）位置要合理（2）尺寸要適當(dāng)（3）焊縫不宜過(guò)分集中（4）盡量避免三向焊縫相交（5）考慮鋼板分層問(wèn)題（6）采用合理的施焊次序（7）反變形20、鋼材的破壞形式：塑性破壞：

49、破壞前塑性變形明顯，斷裂后斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗脆性破壞：破壞前塑性變形很小，幾乎沒(méi)有，斷口平直，且呈有光澤的晶粒狀21、冷作硬化：鋼材受荷超過(guò)彈性范圍后，若重復(fù)的卸載，加載，將使鋼材的彈性極限提高， 塑性降低的現(xiàn)象。時(shí)效硬化：將鋼材放置一段時(shí)間后，強(qiáng)度提高，塑性降低的現(xiàn)象。人工時(shí)效：冷加工后又將鋼材加熱，使其時(shí)效過(guò)程加速的處理22.不進(jìn)行梁的整體穩(wěn)定性驗(yàn)算的條件：（1）有剛性鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上，并與其牢固連接，能阻止梁受壓翼緣的側(cè)向位移時(shí)（2） H型鋼或者等截面的工字型截面簡(jiǎn)支梁受壓翼緣的自由長(zhǎng)度與其寬度比值不超過(guò)規(guī)定的數(shù) 值（3）箱型截面簡(jiǎn)支梁，截面尺寸滿足 （）時(shí)23、腹板間隔加勁

50、肋指：專(zhuān)門(mén)把腹板分成若干區(qū)格，以提高腹板穩(wěn)定性的加勁肋。橫向加勁肋：主要防止由剪應(yīng)力和局部壓應(yīng)力引起的腹板失穩(wěn)，其能提高腹板的剪切臨界應(yīng)力， 并作為縱向加勁肋的支撐。縱向加勁肋：主要防止由彎曲壓應(yīng)力引起的腹板失穩(wěn)，其能提高腹板的彎曲臨界應(yīng)力，設(shè)置時(shí) 應(yīng)靠近受壓翼緣短加勁肋：主要防止由彎曲壓應(yīng)力引起的腹板失穩(wěn)，其能提高腹板的在局部壓應(yīng)力作用下的臨 界應(yīng)力，用于局部壓應(yīng)力較大的情況。24、正面焊縫與側(cè)面焊縫的區(qū)別：正面焊縫：焊縫垂直于受力方向，受力后應(yīng)力狀態(tài)較復(fù)雜，應(yīng)力集中嚴(yán)重，焊縫根部形成高峰應(yīng)力，易于開(kāi)裂。破壞強(qiáng)度高一些，但塑性差側(cè)焊縫：焊縫長(zhǎng)度方向與受力方向平行，特點(diǎn)為應(yīng)力分布簡(jiǎn)單一些，但分

51、布不均勻，剪應(yīng)力兩端 大，中間小。側(cè)焊縫強(qiáng)度低，塑性好。一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)鋼結(jié)構(gòu)是采用鋼板、型鋼通過(guò)連接而成的結(jié)構(gòu)。優(yōu)點(diǎn)：（1）鋼材強(qiáng)度高，材性好（2）鋼結(jié)構(gòu)的重量輕（3）鋼結(jié)構(gòu)制作工業(yè)化程度高，施工工期短（4）鋼結(jié)構(gòu)密閉性好（5）鋼結(jié)構(gòu)造型美觀，具有輕盈靈巧的效果（6）鋼結(jié)構(gòu)符合可持續(xù)發(fā)展的需要缺點(diǎn)：（1）失穩(wěn)和變形過(guò)大造成破壞（2）鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差（3）鋼材耐熱但不耐火（4） 鋼結(jié)構(gòu)可能發(fā)生脆性破壞。二、螺栓的五種破壞形式（1）栓桿被剪切-當(dāng)栓桿直徑較細(xì)而板件相對(duì)較厚是可能發(fā)生。（2）孔壁擠壓破壞-當(dāng)栓桿直徑較粗而相對(duì)板件較薄可能發(fā)生。（3）鋼板被拉斷-當(dāng)板件因螺栓孔削弱過(guò)多時(shí)，可能沿開(kāi)孔截

52、面發(fā)生破斷。（4）端部鋼板被剪開(kāi)-當(dāng)順受力方向的端距過(guò)小時(shí)可能發(fā)生。（5）栓桿受彎破壞-當(dāng)栓桿過(guò)長(zhǎng)時(shí)可能發(fā)生三、塑形破壞和脆性破壞的特征及意義塑形破壞的主要特征是：破壞前具有較大的塑形變形，常 在剛才表面出現(xiàn)明顯的互相垂直交錯(cuò)的銹跡剝落線。只有當(dāng)構(gòu)件中的應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度后才會(huì)發(fā)生破壞，破壞后的斷口城纖維狀，色澤發(fā)暗。由于塑形破壞前總有較大的塑形變形發(fā)生，且持續(xù)時(shí)間加長(zhǎng)，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至 于發(fā)生嚴(yán)重后果。鋼材塑形破壞前的較大塑形變形能力，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)建和結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力重分布，鋼結(jié) 構(gòu)的塑形設(shè)計(jì)就是建立在這種足夠的塑形變形能力上。脆性破壞的主要特征是破壞前塑性變形很小，或根本沒(méi)有塑性變形

53、，而突然迅速斷裂。計(jì)算應(yīng)力 可能小于鋼材的屈服點(diǎn)，斷裂從應(yīng)力集中處開(kāi)始，破壞后的斷口平直，呈有光澤的晶粒狀或有人字紋。由于破壞前沒(méi)有任何預(yù)兆，破壞速度又極快，無(wú)法察覺(jué)和補(bǔ)救，而且一旦發(fā)生常引發(fā)整個(gè)結(jié)構(gòu)的 破壞，后果非常嚴(yán)重，因此在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工和使用過(guò)程中，要特別注意防止這種破壞的發(fā)生。四、鋼材的主要性能（1 ）單向均勻拉伸時(shí)鋼材的性能 （2 ）鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的屈服條件 （3）冷彎性能（4）沖擊性能（5）可焊性五、三個(gè)重要的力學(xué)性能指標(biāo)（1）屈服點(diǎn)（2）抗拉強(qiáng)度（3）伸長(zhǎng)率塑性：鋼材的塑性為當(dāng)應(yīng)力超過(guò)屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯著的殘余變形。塑性的好壞可由伸長(zhǎng)率和 斷面收縮率表示。伸長(zhǎng)率：伸長(zhǎng)

54、率是構(gòu)件被拉斷時(shí)的絕對(duì)變形值于構(gòu)件原標(biāo)距之比的百分率。伸長(zhǎng)率越大，塑性越好。斷面收縮率：斷面收縮率是構(gòu)件拉斷后，頸縮區(qū)的斷面面積縮小值與原斷面面積比值的百分率。斷面收縮率越大，塑性性能越好六、可焊性的影響因素可焊性是指采用一般焊接工藝就可完成合格的（無(wú)裂縫）焊縫的性能，此性能要求在焊接過(guò)程中焊縫附近金屬不產(chǎn)生熱裂紋或冷卻收縮裂紋，在使用過(guò)程中焊縫處的沖擊韌性和熱影響區(qū)內(nèi)塑性良好，不低于母材的力學(xué)性能。鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。當(dāng)碳含量在0.12%0.20% 范圍內(nèi)時(shí)，碳素鋼的焊接性能最好；碳含量超過(guò)上述范圍時(shí)，焊縫及熱影響 區(qū)容易變脆。七、影響鋼材性能的因素（1）化學(xué)成分的影響

55、（2）成材過(guò)程的影響（3）鋼材硬化的影響（4） 溫度的影響（5）應(yīng)力集中的影響（6）反復(fù)荷載作用的影響化學(xué)成分的影響：（ 1）有益元素：碳、 鎰、硅。（2）有害元素：硫、磷、氧（和硫類(lèi)似）、氮（和磷類(lèi)似）。成材過(guò)程的影響：（1 ）冶煉（2）脫氧和澆鑄 沸騰鋼采用脫氧能力較弱的鎰作脫氧劑，脫氧 不完全；鎮(zhèn)靜鋼采用鎰和硅作脫氧劑，脫氧較完全；半鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度介于上述二者之間；特殊鎮(zhèn)靜鋼是在鎰和硅脫氧后，在用鋁補(bǔ)充脫氧，其脫氧程度高于鎮(zhèn)靜鋼 （3）軋制（4）熱處理熱處理的目的在于取得高強(qiáng)度的同時(shí)能夠保持良好的塑性和韌性。包括退火、正火、淬火、回火四種基本工藝溫度的影響：總的趨勢(shì)是溫度升高，鋼材強(qiáng)度

56、降低，變形增大；反之，當(dāng)溫度降低時(shí)，鋼材的強(qiáng) 度會(huì)略有增加，但同時(shí)塑性和韌性降低從而使鋼材變脆。藍(lán)脆現(xiàn)象：鋼材表面氧化膜呈現(xiàn)藍(lán)色；徐 變：鋼材以很緩慢的速度繼續(xù)變形八、影響鋼材機(jī)械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影 響？主要的影響因素有:（1）化學(xué)成分的影響：影響較大的集中化學(xué)成分為C,Si,Mn,S,P,O,其中碳素結(jié)構(gòu)鋼中則是鐵以外的主要元素，碳是形成剛才強(qiáng)度的主要成分，隨著含碳量的提高，鋼的強(qiáng)度逐漸增高，而塑形和韌 性逐漸下降，彎冷性能，焊接性能和抗銹性能也變差。SI Mn為有益元素，在普通碳素鋼中，他們是脫氧劑，可提高剛才的強(qiáng)度。 S P O為有害元素，S O可引發(fā)熱脆，P引發(fā)冷脆。（2）剛才的硬化，鋼材的硬化有三種情況：時(shí)效硬化，冷作硬化（或應(yīng)變硬化）和應(yīng)變失效硬 化，鋼材的硬化使鋼材的強(qiáng)度提高，而塑形和韌性下降。（3）應(yīng)力集中的影響，應(yīng)力集中主要由構(gòu)建的界面