鋼結構簡答題

2021-03-04 01:37:20 字數 5500 閱讀 1520

1. 摩擦型高強度螺栓工作機理是什麼?

答:依靠連線板件間的摩擦力來承受荷載,以板件間的摩擦力剛要被克服作為承載能力極限狀態。

2. 拉桿為什麼要控制剛度?如何驗算?拉桿允許長細比於什麼有關?

答:(1)防止由於長細比過大在運輸、施工過程中產生較大的變形,同時因自重作用產生較大撓度,對承受動力荷載的構件還將產生較大的振幅(2)控制其長細比小於容許值。(3)允許長細比與構件型別的重要性、承受荷載的性質和截面的型別有關。

3. 建築結構用鋼材必須具備哪些特點?

答:強度高、塑性好、衝擊韌性好,具有良好的加工效能,對於焊接結構需要有良好的可焊性。

4. 我國鋼結構設計規範梁的整體穩定驗算中為什麼要引入等效彎矩係數?

答:以承受純彎曲的壓彎構件作為依據,並取βmx=1.0,對其他壓彎構件規範所取βmx值可稱為等效彎矩係數,其他荷載形式等效於純彎曲形式時引入的βmx值。

5. 鋼結構規範規定哪些情況下,可不驗算梁的整體性?

答:1.當梁上有鋪板密鋪在梁的受壓翼緣上並與其牢固相連,能阻止梁受壓翼緣的側向位移; 2.

當梁在跨中設有中間側向支承,使梁的整體性穩定性臨界彎矩高於或接近於梁的屈服彎矩,此時在驗算了梁的抗彎剛度後也就不需要驗算梁的整體性;

3.規範規定工字形截面(含h形鋼)簡支梁不需穩定性驗算的最大長寬比的值;

4.規範規定当箱形截面尺寸滿足高寬比不大於6且長寬比不超過95時,不驗算穩定性。

6. 鋼材有哪幾項基本技術指標?各項指標可以來衡量鋼材那些方面的效能?

答:(1)屈服強度、抗拉強度、彈模、伸長率、斷面收縮率、冷彎效能、衝擊韌性及可焊性。(2)屈服點反映強度指標;抗拉強度反映強度儲備;彈模反映應力應變關係;伸長率、斷面收縮率反映鋼材塑性效能;冷彎試驗評估鋼材質量優劣;衝擊韌性衡量鋼材抵抗脆性破壞和動力荷載的能力,是強度和塑性的綜合體現。

7. 焊接殘餘應力對結構有什麼影響?

答:不影響構件靜力強度;降低構件穩定承載力;降低結構的疲勞強度;降低結構的剛度;加速構件的脆性破壞;殘餘變形影響安裝、正常使用。

8. 焊接組合工字型壓彎構件和受彎構件的腹板是否都存在失穩問題,若存在,梁結構中採用什麼措施保證其不失穩?

答:(1)存在。(2)對於翼緣板可限制其寬厚比;對於腹板可配置加勁肋;考慮腹板的屈服後強度。

9. 簡述鋼結構疲勞含義,列出其主要影響因素並作簡要分析?

答:(1)鋼結構構件和其連線在很多次重複載入和解除安裝作用下,在其強度還低於鋼材抗拉強度甚至低於鋼材屈服點的情況下突然斷裂,稱之為疲勞破壞。(2)影響因素有:

應力集中大小;迴圈應力大小;應力變化的迴圈次數;殘餘應力情況。

10. 在軸心受壓構件,受彎構件以及壓彎構件設計時,為什麼要滿足一定的剛度要求?並說明各自的剛度檢算方法。

答:(1)由於長細比過大在製造、運輸和安裝過程中產生較大的變形,同時因自重作用產生較大撓度,對承受動力荷載的構件還將產生較大的振幅,對壓桿構件而言還將降低整體穩定性。(2)軸心受壓構件:

長細比;受彎構件:撓度;壓彎構件:長細比,如跨中承受橫向荷載還要驗算其撓度。

11. 影響鋼材脆性斷裂的因素有哪些?設計時如何防止發生脆性斷裂?

答:(1)鋼材的質量;鋼板的厚度;加荷速度;應力的性質(拉,彎等)和大小;最低使用溫度;連線方法;應力集中程度。(2)防止:

對低溫地區的焊接結構要注意選用鋼材的材質;對焊接結構特別是低溫地區,設計時要注意焊縫的正確布置和施焊時注意焊縫的質量;力求避免應力集中;結構在其使用時應避免使其突然受力,要使加荷的速度不至於過大。

12. 格構式軸心受壓構件分肢穩定的含義是什麼,規範採用什麼方法預防其分肢失穩?

答:(1)在理想情況下,軸心受壓構件兩分肢的受力是相同的,但在實際情況下,由於初彎曲和初偏心等初始缺陷,兩分肢受力不等,同時,分置本身又可能具有初彎曲等缺陷。(2)對綴條柱,分肢的長細比λ1不應大於構件兩方向長細比的較大值λmax的0.

7倍;對於綴板柱,λ1不應大於40,並不應大於λmax的0.5倍。

13. 格構式軸心受壓構件的定義?

答:主要是由兩個或兩個以上相同截面的分肢用綴材相連而成,分肢的截面常為熱軋槽鋼、熱軋角鋼等。

14. 普通螺栓抗剪連線中,有可能出現那幾種破壞形式?具體設計時,哪些破壞是通過計算來防止?哪些是通過構造措施來防止?

答:(1)螺桿單剪破壞;螺桿雙剪破壞;螺桿彎曲;孔壁承壓破壞;板件端部剪壞;板件拉坏。(2)螺桿單、雙剪破壞,孔壁承壓破壞,板件拉坏通過計算來控制。

(3)板件端部剪壞,螺桿彎曲通過構造措施來防止。

15. 簡述鋼梁在最大剛度平面內受荷載作用而喪失整體穩定的現象及影響梁整體穩定主要因素?

答:(1)把梁的受壓翼緣和部分與其相連的受壓腹板看作一根軸心壓桿,隨著壓力的加大,其剛度下降,到達一定程度,此壓杆即不能保持原來的位置而發生屈曲,此時只能是出平面側向彎曲,又由於梁的受拉部分對其側向彎曲產生牽制,出平面彎曲時就同時發生截面的扭轉。(2)荷載型別、荷載作用點位置、梁的截面形式、側向支承點位置和距離、端部支承條件。

16. 試述格構柱對虛軸的整體穩定性計算為什麼要用換算長細比?

答:構件在綴件平面內繞虛軸的抗剪剛度較小,構件的穩定性將受到剪下變形的影響;用換算長細比代替尤拉公式的長細比λ,則可得考慮剪力影響的尤拉公式。

17. 軸心受力構件選型時注意哪些方面?

答:形狀應力求簡單,以減少製造工作量;截面宜具有對稱軸,使構件有良好的工作效能;要便於與其他構件連線;在同樣截面積下應使具有較大的慣性矩,亦即構件的材料宜向截面四周擴充套件,從而減少構件的長細比;盡可能使構件在截面兩個主軸方向為等剛度。

1.簡述哪些因素對鋼材效能有影響?

答:化學成分;冶金缺陷;鋼材硬化;溫度影響;應力集中;反覆荷載作用。

2.鋼結構用鋼材機械效能指標有哪幾些?承重結構的鋼材至少應保證哪幾項指標滿足要求?

答:鋼材機械效能指標有:抗拉強度、屈服點、伸長率、冷彎效能、衝擊韌性;

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。

3.鋼材兩種破壞現象和後果是什麼?

答:鋼材有脆性破壞和塑性破壞。塑性破壞前,結構有明顯的變形,並有較長的變形持續時間,可便於發現和補救。鋼材的脆性破壞,由於變形小並突然破壞,危險性大。

4.選擇鋼材屈服強度作為靜力強度標準值以及將鋼材看作是理想彈性一塑性材料的依據各是什麼?

答:選擇屈服強度fy作為鋼材靜力強度的標準值的依據是:①是鋼材彈性及塑性工作的分界點,且鋼材屈服後,塑性應變很大(2%~3%),極易為人們察覺,可以及時處理,避免突然破壞;②從屈服開始到斷裂,塑性工作區域很大,比彈性工作區域約大200倍,是鋼材極大的後備強度,且抗拉強度和屈服強度的比例又較大(q235的fu/fy≈1.

6~1.9),這二點一起賦予構件以fy作為強度極限的可靠安全儲備。

將鋼材看作是理想彈性—塑性材料的依據是:①對於沒有缺陷和殘餘應力影響的試件,比例極限和屈服強度是比較接近(fp=(0.7~0.

8)fy),又因為鋼材開始屈服時應變小(εy≈0.15%)因此近似地認為在屈服點以前鋼材為完全彈性的,即將屈服點以前的б-ε圖簡化為一條斜線;②因為鋼材流幅相當長(即ε從0.15%到2%~3%),而強化階段的強度在計算中又不用,從而將屈服點後的б-ε圖簡化為一條水平線。

5.什麼叫做衝擊韌性?什麼情況下需要保證該項指標?

答:衝擊韌性為鋼材在動力荷載作用斷裂埠吸收能量的能力。

韌性是鋼材抵抗衝擊荷載的能力,它用材料在斷裂時所吸收的總能量(包括彈性和非彈性能)來度量,韌性是鋼材強度和塑性的綜合指標。在寒冷地區建造的結構不但要求鋼材具有常溫([^/{}_}≤6', 'altimg': '21aa550c24b06a9ad7790b0bd4c91290.

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png', 'w': '60', 'h': '32'}])衝擊韌性指標。

6.為什麼薄鋼板的強度比厚鋼板的強度高(或鋼材的強度按其厚度或直徑分組)?

答:鋼材的軋制

①能使金屬的晶粒彎細,並消除顯微組織的缺陷,

②也可使澆注時形成的氣孔,裂紋和疏鬆,在高溫和壓力作用下焊合。

因而經過熱軋後,鋼材組織密實,改善了鋼材的力學效能。薄板因輥軋次數多,其強度比厚板略高。

7.同一種鋼材的伸長率指標為什麼δ5>δ10

答:若圓形段原標距長度l0=10d0(d0為圓柱試件直徑),所得的伸長率用δ10;若圓柱段原標距長度l0=5d0,所得的伸長率用δ5。試件拉斷時的絕對變形值包括兩部分,其一是整個工作段的均勻伸長,其二是「頸縮」部分的區域性伸長;由於均勻伸長與原標距長度有關,而區域性伸長僅與原標距長度的橫截面尺寸有關,因此,伸長率δ的大小同試件原標距長度與橫截面尺寸的比值有關,所以δ5≠δ10;又因為區域性伸長在原標距長度小的試件中所佔變形的比例大,故δ5>δ10。

8.對於重要的受拉或受彎的焊接結構,需要具有抗拉強度、伸長率、屈服強度和硫、磷、碳含量,冷彎試驗的合格保證,為什麼還需要具有常溫衝擊韌性的合格保證。

答:重要的受拉或受彎焊接結構由於焊接殘餘應力δr 的存在,往往出現多向拉應力場,因而有發生脆性破壞的較大危險。同時對受拉、受彎的焊接構件與受壓(含壓彎)構件的受力狀態不同,導致對缺陷反映速度不同,受拉,受彎構件反映速度快,對鋼材質量要求較高。

因此對這類構件要求有常溫衝擊韌性的合格保證。

9.為什麼要規定角焊縫的最小計算長度和側面角焊縫的最大計算長度?

答:角焊縫的焊腳尺寸大而長度較小時,焊件的區域性加熱嚴重,焊縫起滅弧所引起的缺陷相距太近,以及焊縫中可能產生的其他缺陷(氣孔、非金屬夾雜等),使焊縫不夠可靠,規定了側面角焊縫或正面角焊縫的最小計算長度。

側面角焊縫在彈性階段沿長度方向受力不均勻,兩端大中間小,故規定了側面角焊縫的最大計算長度。

10.對接焊縫在哪種情況下才需要進行計算?

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。由於

一、二級檢驗的焊縫與母材強度相等,故只有**檢驗的焊縫才需進行抗拉強度驗算。

11.在抗剪連線中,普通螺栓連線與摩擦型高強度螺栓連線的工作效能有何不同?

答:普通螺栓受剪時,從受力直至破壞經歷四個階段,由於它允許接觸面滑動,以連線達到破壞的極限狀態作為設計準則;高強度螺栓在擰緊時,螺桿中產生了很大的預拉力,而被連線板件間則產生很大的預壓力。連線受力後,由於接觸面上產生的摩擦力,能在相當大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後,板件間即產生相對滑動。高強度螺栓摩擦型連線是以板件間出現滑動為抗剪承載力極限狀態。

12.螺栓在鋼板上應怎樣排列合理?

答:螺栓在鋼板上的排列有兩種形式:並列和錯列。

並列布置緊湊,整齊簡單,所用連線板尺寸小,但螺栓對構件截面削弱較大;錯列布置鬆散,連線板尺寸較大,但可減少螺栓孔對截面的削弱。螺栓在鋼板上的排列應滿足三方面要求:①受力要求②施工要求③構造要求,並且應滿足規範規定的最大最小容許距離:

最小的栓距為3d0,最小的端距為2d0。

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