鋼結構考試簡答一

1、鋼結構考試簡答一1、對接焊縫在哪種情況下才需要進行計算？（7分）答：焊接缺陷對受壓、受剪的對接焊縫影響不大，故可認為受壓、受剪的對接焊縫與母材強度相等，但受拉的對接焊縫對缺陷甚為敏感。由于一、二級檢驗的焊縫與母材強度相等，故只有三級檢驗的焊縫才需進行抗拉強度驗算。（4）角度56度（3）2在抗剪連接中，普通螺栓連接與摩擦型高強度螺栓連接的工作性能有何不同？（8分）答：普通螺栓受剪時，從受力直至破壞經(jīng)歷四個階段，由于它允許接觸面滑動，以連接達到破壞的極限狀態(tài)作為設計準則；高強度螺栓在擰緊時，螺桿中產(chǎn)生了很大的預拉力，而被連接板件間則產(chǎn)生很大的預壓力。連接受力后，由于接觸面上產(chǎn)生的摩擦力，能在相當大

2、的荷載情況下阻止板件間的相對滑移，因而彈性工作階段較長。當外力超過了板間摩擦力后，板件間即產(chǎn)生相對滑動。高強度螺栓摩擦型連接是以板件間出現(xiàn)滑動為抗剪承載力極限狀態(tài)3、鋼結構的疲勞破壞有什么特點？（7分）特點有：是一種低應力水平下的突然破壞，（3）屬于一種脆性破壞；其斷口不同于一般脆性斷口，可分為裂紋源、裂紋擴展區(qū)和斷裂區(qū)；（2）該類型破壞對缺陷十分敏感。4、螺栓在構件上的排列有幾種形式？應滿足什么要求？最小的栓距和端距分別是多少？答：螺栓在構件上的排列有兩種形式：并列和錯列。（2分）應滿足三方面要求：受力要求、施工要求、構造要求（3分）最小的栓距為，最小的端距為（3分）1、鋼結構的破壞形式有哪

3、兩種？具特點如何？（7分）答：塑性破壞：破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯的銹跡剝落線。由于塑性破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時間較長，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴重后果。脆性破壞：破壞前塑性變形很小，或根本沒有塑性變形，而突然迅速斷裂。由于破壞前沒有任何預兆，破壞速度又極快，無法察覺和補救，而且一旦發(fā)生常引發(fā)整個結構的破壞，后果非常嚴重，因此在鋼結構的設計、施工和使用過程中，要特別注意防止這種破壞的發(fā)生。2、影響鋼材機械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影響？（8分）答：主要的影響因素有：1）化學成分的影響：影響較大的幾種化學成分為C、Si、M

4、n、S、P、O,其中碳素結構鋼中則是鐵以外的最主要元素，碳是形成鋼材強度的主要成分，隨著含碳量的提高，鋼的強度逐漸增高，而塑性和韌性下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能等也變劣。SkMn為有益元素，在普通碳素鋼中，它們是脫氧劑,可提高鋼材強度。S、P、O為有害元素，S可能引發(fā)剛才熱脆，P可能引發(fā)剛才冷脆，氧與硫類似使鋼熱脆。2）鋼材的硬化鋼材的硬化有三種情況：時效硬化、冷作硬化（或應變硬化）和應變時效硬化，鋼材的硬化使鋼材的強度提高，而塑性和韌性下降。3）應力集中的影響應力集中主要友構件的截面突變引起，嚴重的應力集中，能引起鋼材脆性破壞，在進行鋼結構設計時，應盡量使構件和連接節(jié)點的形狀和構造合

5、理，防止截面的突然改變。4）殘余應力的影響殘余應力對構件的靜力強度不會產(chǎn)生影響，但它降低構件的剛度與穩(wěn)定承載力，在進行鋼結構的焊接構造設計和施工時，應盡量減少焊接殘余應力。3 .何謂受彎構件的整體失穩(wěn)？（7分）答：受彎構件在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使其猶如受壓構件和受拉構件的組合體。對于受壓的上翼緣可沿剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩(wěn)定的受拉下翼緣對其提供了此方向連續(xù)的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個方向上發(fā)生屈曲。當外荷載產(chǎn)生的翼緣壓力達到一定值時，翼緣板只能繞自身的強軸發(fā)生平面內的屈曲，對整個梁來說上翼緣發(fā)生了側向位移，同時帶動相連的腹板和下翼緣發(fā)生側向位移并伴有整個截

6、面的扭轉，這時我們稱其發(fā)生了整體失穩(wěn)。4 .在角焊縫設計中，對焊腳尺寸和計算長度有哪些構造要求？為什么？（8分）答：最大焊腳尺寸：，防止焊縫過燒焊件；最小焊腳尺寸：，防止焊縫冷裂；最大計算長度：，防止應力沿焊縫長度不均勻分布；最小計算長度：，防止焊縫沿長度缺陷幾率增加1、簡述哪些因素對鋼材性能有影響？（7分）答：影響因素有：冶煉加工過程、化學成分、溫度影響、硬化作用、殘余應力、應力集中、2、角焊縫的最大焊腳尺寸、最小焊腳尺寸、最大計算長度及最小計算長度有那些規(guī)定？（8分）答:、3、鋼材有哪幾項主要機械性能指標？各項指標可用來衡量鋼材哪些方面的性能？（7分）答：強度指標：抗拉強度fu、屈服強度f

7、y,描述鋼材抵抗破壞的能力塑性指標：伸長率，描述鋼材產(chǎn)生顯著殘余變形而不立即斷裂的能力韌性指標：沖擊功，描述鋼材在塑性變形和斷裂的過程中吸收能量的能力冷彎性能：由冷彎性能試驗確定，是判斷鋼材塑性變形能力與冶金質量的綜合指標4、在抗剪連接中，普通螺栓連接與摩擦型高強度螺栓連接的工作性能有何不同？（8分）答：高強度螺栓抗剪強度不一定比普通螺栓高，二者破壞的機理不同,高強度螺栓摩擦型連接以摩擦力被克服作為承載能力的極限狀態(tài)，普通螺栓以螺栓桿被剪壞或者連接板承壓破壞作為承載能力的極限狀態(tài)。高強度螺栓摩擦型連接有很好的抗疲勞能力，多用于直接承受動力荷載的抗剪連接中，還有比較重要的梁柱連接中；普通螺栓抗剪

8、性能差,可在次要結構部位使用。1、什么叫鋼材的疲勞斷裂？影響鋼材疲勞強度的因素有哪些？答：鋼材在循環(huán)應力多次反復作用下裂紋生成、擴展以致斷裂破壞的現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞斷裂。影響因素有：應力幅值（焊接結構）、應力比（非焊接結構）、連接構造、循環(huán)應力反復作用次數(shù)2、焊接殘余應力對結構工作性能有何影響？）答：對靜力強度影響不大、降低構件的穩(wěn)定承載力、降低構件的抗疲勞性能、將度構件的剛度。3、試述影響梁整體穩(wěn)定的因素通常有哪些？答：影響因素有：側向支撐點間距、鋼梁截面類型與截面面積、荷載類型與作用位置、支座約束、殘余應力、鋼材強度等因素4、簡述螺栓受剪連接的破壞形式和避免破壞發(fā)生所采取的措施。答：破壞形

9、式有：孔壁承壓破壞、螺桿被剪斷、連接板端部沖切破壞、螺桿彎曲變形破壞、連接板凈截面強度不足發(fā)生破壞孔壁承壓破壞、螺桿被剪斷、連接板凈截面強度不足發(fā)生破壞這三種破壞形式應該通過計算，確保連接不會發(fā)生破壞，連接板端部沖切破壞、螺桿彎曲變形破壞這兩種破壞形式可以通過構造的方式予以避免。1、對接焊縫坡口的型式主要由什么條件決定？通常用的坡口型式有幾種？答：主要由對接的鋼板厚度和焊接方式?jīng)Q定，板件愈后和手工焊時，坡口要相應加大，但應盡量減少對接焊縫的截面面積或體積。常用坡口形式有I形（不開坡口）、V形、U形、單邊V形，單邊U形、K形等。2、試述提高板件局部穩(wěn)定的措施通常有哪些？答：1）增加板件厚度、2）

10、減小板件寬度3）設置加勁肋增強板件平面外的約束3、承重結構的鋼材應具有哪些機械性能及化學成分的合格保證？答：承重結構鋼材應具有抗拉強度、屈服強度、伸長率及硫磷含量的合格保證，對焊接結構，還應具有含碳量的合格保證，焊接承重結構及重要的非焊接承重結構采用鋼材，尚應具有冷彎性能合格保證。4、高強螺栓連接有幾種類型？其性能等級分哪幾級？并解釋符號的含義。答：摩擦型高強螺栓、承壓性高強螺栓8.8級、10.9級8.8級，前面的8表示是螺栓采用鋼材的抗拉強度最小值不小于，.8表示屈強比為0.8;10.9級，前面的10表示是螺栓采用鋼材的抗拉強度最小值不小于，.9表示屈強比為0.9。1 .對于理想的軸心受壓構

11、件，提高鋼材的牌號（即鋼材強度），對構件的穩(wěn)定承載能力有何影響？為什么？（7分）答：無影響。因為理想軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力為，與鋼號無關。2 .剪力作用下的普通螺栓連接節(jié)點可能發(fā)生哪些破壞形式？（8分）答：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 .兩板件通過抗剪螺栓群承擔剪力時，就板件的凈截面強度來說，摩擦型高強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？（7分）答：摩擦型高強螺栓連接板件計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。從板件的受力來說，采用摩擦型高強螺栓連接更合理4 .同一種類的鋼材，當其厚度或直徑發(fā)生變化時，鋼材的機械

12、性能（強度和塑性）有何變化？為什么？（8分）答：同一種類的鋼材，當其厚度或直徑發(fā)生減小時，鋼材的強度和塑性會提高。因為隨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，故強度和塑性會提高。1 .建筑鋼材的伸長率是通過什么實驗確定的？實驗時如何取值？伸長率反映了鋼材的什么性質？（8分）答：建筑鋼材的伸長率是通過單向拉伸實驗確定的。取試件拉斷后的伸長量與原標距的比值的百分率，即，伸長率反映了鋼材的塑性變形能力。2 .請評價鋼材經(jīng)過常溫時的加工（冷作硬化）后，其強度、塑性性能的變化。（7分）答：鋼材經(jīng)過冷作硬化后，其強度提高，塑性變形能力下降3 .在

13、角焊縫設計中，對焊腳尺寸和計算長度有哪些構造要求？為什么？（8分）答：最大焊腳尺寸：，防止焊縫過燒焊件；最小焊腳尺寸：，防止焊縫冷裂；最大計算長度：，防止應力沿焊縫長度不均勻分布；最小計算長度：，防止焊縫沿長度缺陷幾率增加4 .承壓型高強螺栓和摩擦型高強螺栓承受剪力作用時在傳力和螺栓的驗算上有什么區(qū)別？（7分）答：承壓型高強螺栓承受剪力作用時螺栓直接承受剪力，需驗算螺栓的受剪和承壓承載能力。摩擦型高強螺栓承受剪力作用時螺栓不直接承受剪力，需驗算螺栓的受剪承載能力。1、鋼結構用鋼材機械性能指標主要有哪幾些？承重結構的鋼材至少應保證哪幾項指標滿足要求？（8分）答：鋼材機械性能指標有：抗拉強度、伸長

14、率、屈服點、冷彎性能、沖擊韌性；（5分）承重結構的鋼材應保證下列三項指標合格：抗拉強度、伸長率、屈服點。2、影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？如何提高梁的整體穩(wěn)定性？（10分）答：影響因素有：荷載類型與荷載作用位置、受壓翼緣側向支撐點間距、截面類型與截面尺寸比例、支座約束性質、殘余應力與梁的幾何缺陷影響、鋼材強度等級。（6分）提高梁的整體穩(wěn)定性可以考慮如下一些措施：（4分）（1）增加側向支撐（2）采用閉合箱形截面（3）增大梁截面尺寸（4）增加梁兩端約束3.梁腹板加勁肋的配置規(guī)定是什么？（7分）答：（1）當W時，按構造配置加勁肋。（2分）（2）當>時，按計算配置加勁肋。（2分）（3）當

15、>時，應配置縱橫向加勁肋。（2分）（4）梁的支座和上翼緣受有較大固定集中荷載處宜設置支承加勁肋。（1分）4、鋼結構設計中什么叫換算長細比？（5分）答：在軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算中，按臨界應力相等的原則，將格構式構件換算成實腹式構件進行計算是所對應的長細比或是將彎扭與扭轉屈曲換算為彎曲失穩(wěn)是采用的長細比。1、格構式受壓柱為什么要采用換算長細比？公式中和分別是什么含義？（5分）答：格構式柱剪力由比較柔弱的綴條或綴板承擔，由此橫向剪力產(chǎn)生的側向變形，因而造成構件的臨界力降低不可忽略。因此采用換算長細比確定剪切變形的影響。（3分）整個構件對虛軸的長細比；為構件截面中垂直于X軸各斜綴條的

16、毛截面面積之和。2、簡述抗剪螺栓連接的破壞類型，并指出哪些是通過構造來避免的。（9分）答：螺栓桿剪斷，孔壁擠壓，鋼板被拉斷，鋼板剪斷，螺栓彎曲（5分）鋼板剪斷，螺栓彎曲3、簡述軸心受壓構件整體穩(wěn)定性的主要影響因素。（6分）答：（1）縱向殘余應力一一縱向殘余應力使構件剛度降低，也降低穩(wěn)定承載力。（1分）（2）初彎曲由于殘余應力的存在，初彎曲使截面更早進入塑性，降低穩(wěn)定承載力。（1分）（3）偏心一一初偏心對穩(wěn)定承載力的影響本質上同初彎曲。（1分）（4）端約束一一桿端約束越強（如固定），承載力會越高。（1分）（5）構件幾何長度一一短柱通常產(chǎn)生強度破壞，長柱、中長柱產(chǎn)生失穩(wěn)破壞（1分）（6）構件截面幾

17、何特征一一截面回轉半徑增大，穩(wěn)定承載能力提高。（1分）4、鋼材的機械性能指標主要有哪些？分別代表鋼材哪些方面的性能？（10分）答：屈服強度：代表鋼材強度指標，是鋼材可達到的最大應力（2分）抗拉強度：代表材料的強度儲備（2分）伸長率：代表材料在單向拉伸時的塑性應變能力（2分）冷彎性能：代表鋼材的塑性應變能力和鋼材質量的綜合指標（2分）沖擊韌性：代表鋼材抵抗沖擊荷載的能力，是鋼材強度和塑性的綜合指標（2分）1,簡述鋼材塑性破壞的特征和意義。答塑性破壞的主要特征是：破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯的銹跡剝落線。只有當構件中的應力達到抗拉強度后才會發(fā)生破壞，破壞后的斷口呈纖

18、維狀，色澤發(fā)暗。由于塑性破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時間較長，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴重后果。鋼材塑性破壞前的較大塑性變形能力，可以實現(xiàn)構件和結構中的內力重分布，鋼結構的塑性設計就是建立在這種足夠的塑性變形能力上。2、影響鋼材機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）化學成分的影響：影響較大的幾種化學成分為C、Si、Mn、S、P、O,其中碳素結構鋼中則是鐵以外的最主要元素，碳是形成鋼材強度的主要成分，隨著含碳量的提高，鋼的強度逐漸增高，而塑性和韌性下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能等也變劣。SkMn為有益元素，在普通碳素鋼中，它們是脫氧劑，可提高鋼材強度。SP、O為有害元素，S可能引發(fā)剛才熱脆，P可能引發(fā)剛才冷脆，氧與硫類似使鋼熱脆。2）鋼材的硬化鋼材的硬化有三種情況：時效硬化、冷作硬化（或應變硬化）和應變時效硬化，鋼材的硬化使鋼材的強度提高，而塑性和韌性下降。3）應力集中的影響應力集中主要友構件的截面突變引起，嚴重的應力集中，能引起鋼材脆性破壞，在進行鋼結構設計時，應盡量使構件和連接節(jié)點的形狀和構造合理，防止截面的突