鋼結構簡答題彙總

2021-03-04 01:37:20 字數 3908 閱讀 5845

第二章1.簡述建築鋼結構對鋼材的要求、指標,規範推薦使用的鋼材有哪些?

答:1.較高的強度。2.足夠的變形能力。3.良好的加工效能。

此外,根據結構的具體工作條件,在必須是還應該具有適合低溫、有害介質侵蝕(包括大氣鏽蝕)以及重複荷載作用等的效能。《鋼結構設計規範》(gb 50017-2003)推薦的普通碳素結構鋼q235鋼和低合金高強度結構鋼q345、q390及q420是符合上述要求的。

2.衡量材料力學效能的好壞,常用那些指標?它們的作用如何?

1.強度效能2.塑性效能3.冷彎效能4.衝擊韌性

3.哪些因素可使鋼材變脆,從設計角度防止構件脆斷的措施有哪些?

答:(1)硫磷氧氮等化學成分的影響(2)成材過程的影響(3)冷加工硬化及溫度等其他因素的影響。

從設計角度防止構件脆斷課不考慮硬化所提高的強度及規定結構表面所受輻射溫度等。

4.碳、硫、磷對鋼材的效能有哪些影響?

答:碳(c):碳含量提高,則鋼材強度提高,但同時塑形、韌性、冷彎效能、可焊性、抗鏽蝕能力下降。對於焊接結構,為了有良好的可焊性,以不大於0.2%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;高溫時使鋼減少塑性。但磷能提高鋼的強度和抗鏽蝕能力。

硫(s):硫有害元素。使鋼產生熱脆性,降低鋼的衝擊韌性,同時影響疲勞效能和抗鏽蝕效能。

5.什麼是鋼材的可焊性?影響鋼材可焊性的化學元素有哪些?

鋼材的可焊性是指一般焊接工藝就可以完成合格的(無裂紋的)焊縫的效能。

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.鋼材的力學效能為何要按厚度(直徑)進行劃分?

鋼材屈服點的高低和鋼材晶粒的粗細有關,材質好,軋制次數多,晶粒細,屈服點就高,因而不同厚度的鋼材,屈服點不一樣。

7.鋼材中常見的冶金缺陷有哪些?

偏析,非金屬雜質,氣孔,裂紋及分層

8.隨著溫度的變化,鋼材的力學效能有何變化?

總的趨勢是:溫度公升高,鋼材的強度降低,應變增大,反之溫度降低,鋼材強度會略有增加,塑性和韌性卻會降低而變脆

9.什麼情況下會產生應力集中,應力集中對材性有何影響?

當截面完整性遭到破壞,如有裂紋空洞刻槽,凹角時以及截面的厚度或寬度突然改變時,構件中的應力分布將變得很不均勻,在缺陷或潔面變化處附近,會出現應力線曲折密集,出現高峰應力的現象即應力集中影響:在應力高峰出會產生雙向或三向的應力,此應力狀態會使材料沿力作用方向塑性變形的發展受到很大的約束,材料容易脆性變形。

10.什麼是疲勞斷裂?它的特點如何?簡述其破壞過程。

概念:疲勞斷裂是微觀裂縫在連續重複荷載作用下不斷擴充套件直至斷裂的脆性破壞

特點:出現疲勞斷裂時,截面上的應力低於材料的抗拉強度,甚至低於屈服強度。同時,疲勞破壞屬於脆性破壞,塑形變形很小,是一種無明顯變形的突然破壞,危險性較大

過程:分為三個階段裂紋的形成裂紋緩慢擴充套件最後迅速斷裂

疲勞破壞的構件斷口上面一部分呈現半橢圓形光滑區,其餘部分則為粗糙區,微觀裂紋隨著應力的連續重複作用而擴充套件,裂紋兩邊的材料時而相互擠壓時而分離,形成光滑區;裂紋的擴充套件使截面愈益被削弱,至截面殘餘部分不足以抵抗破壞時,構件突然斷裂,因有撕裂作用而形成粗糙區

11.快速加荷對鋼材的力學效能有何影響?

快速載入使鋼材的屈服點和抗拉強度提高,衝擊韌性降低

12.選擇鋼材慮的因素有哪些?

結構或構件的重要性;荷載性質(動載或靜載);連線方法(焊接鉚接或螺栓連線);工作條件(溫度及腐蝕介質)

13.什麼是冷工硬化(應變硬化)、時效硬化?

冷工硬化:經冷拉冷彎沖孔機械剪下等冷加工使鋼材產生很大塑性變形,產生塑性變形後的鋼材再重新加荷時會提高屈服強度,同時降低塑性和韌性時效硬化:指鋼材僅隨時間的增長而變脆

第三章1.簡述構件截面的分類,型鋼及組合截面應優先選用哪一種,為什麼?

答:構件截面可分為熱軋型鋼截面、冷彎薄壁型鋼截面、組合截面。應優先選用型鋼截面,它具有加工方便和成本較低的優點。

2.梁的強度計算有哪些內容?如何計算?

答:正應力、剪應力、區域性壓應力和組合應力的計算。

3.什麼叫梁的內力重分布,如何進行塑性設計?

答:隨著荷載的增大,塑性鉸發生塑性轉動,結構內力產生重分布,使其它截面相繼出現塑性鉸,直至形成機構。塑性設計就是利用內力塑性重分布,以充分發揮材料的潛力。

4.拉彎和壓彎構件強度計算公式與其強度極限狀態是否一致?

答:不一致,拉彎和壓彎構件強度計算公式採用了不同的屈服準則。

5.為什麼直接承受動力荷載的實腹式拉彎和壓彎構件不考慮塑性開展,承受靜力荷載的同一類構件卻考慮塑性開展?格構式構件考慮塑性開展嗎?

答:和強度設計準則有關,比如格構式構件,格構式截面一般才用邊緣屈服理論,認為構件只要一點發生屈服,就可認為整個構件屈服,因此不能考慮塑性開展,並且塑性開展都是利用腹板的部分屈服,格構式構件沒有腹板,就沒有塑性發展了。而這種考慮塑性發展的塑性設計只用於不直接承受動力荷載的固端梁和連續梁,並且比不考慮節約鋼材,充分發揮材料的潛力。

6.截面塑性發展係數的意義是什麼?試舉例說明其應用條件?

答:對不需要計算疲勞的受彎構件,允許考慮截面有一定程度的塑性發展

第四章單個構件的承載能力——穩定

1、有哪些因素影響軸心受壓構件的穩定係數?

答:初彎曲、初偏心、殘餘應力、杆端約束。

2、軸心受壓構件與壓彎構件的腹板區域性穩定設計原則是什麼?

軸心受壓構件的穩定設計原則是選擇適當高的截面或減小計算長度,以減小長細比獲得較大的φ值。

壓彎構件的腹板區域性穩定,經計算在腹板受壓區加設加勁肋。

3、影響梁整體穩定性的因素有哪些?提高梁穩定性的措施有哪些?

答:主要影響因素:

①梁的側向抗彎剛度yei、抗扭剛度tgi和抗翹曲剛度wei愈大,梁越穩定;②梁的跨度l愈小,梁的整體穩定越好;③對工字形截面,當荷載作用在上翼緣是易失穩,作用在下翼緣是不易失穩;④梁支撐對位移約束程度越大,越不易失穩;

採取措施:①增大梁的側向抗彎剛度,抗扭剛度和抗翹曲剛度;②增加梁的側向支撐點,以減小跨度;③放寬梁的受壓上翼緣,或者使上翼緣與其他構件相互連線。

4、試分析表4-7給出的最大的l1/b1值是如何得出的?

5、簡述壓彎構件失穩的形式及計算的方法。

6、簡述壓彎構件中等效彎矩係數βmx的意義。

答:在平面內穩定的計算中,等效彎矩係數可以把各種荷載作用的彎矩分布形式轉換為均勻受彎來看待。

第七章1、簡述鋼結構連線的型別和特點?

答:鋼結構最主要的連線型別:(1)焊縫連線(2)鉚釘連線(3)普通螺栓連線和高強螺栓連線

(1)焊縫連線:構造簡單、不削弱構件截面、節約鋼材、加工方便,易於採用自動化操作、連線密封性好、剛度大。焊接殘餘應力和殘餘變形對結構有不利影響,低溫冷脆問題比較突出。

(2)鉚釘連線:塑性和韌性較好,傳力可靠,質量易於檢查,適用於直接承受動載結構的連線。構造複雜,用鋼量多。

(3)螺栓連線:施工簡單、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 )螺栓杆剪斷(2)孔壁擠壓(3)鋼板被拉斷(4)鋼板剪斷(5)螺栓彎曲。

針對前三種破壞,通過強度驗算避免出現破壞。通過限制端距e3≥2d0避免鋼板剪斷,限制板疊厚度不超過5d以避免螺栓彎曲。

3、簡述普通螺栓連線與高強螺栓摩擦型連線在彎矩作用下計算時的異同點?

在彎矩作用下,普通螺栓連線計算時假定中和軸位於彎矩所指的最下列螺栓處,高強度螺栓摩擦型連線計算時中和軸位於螺栓形心軸處。

4、為何要規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於受拉構件,各排螺栓的栓距和線距不應過小,否則周圍應力集中相互影響較大,且對鋼板的截面削弱過多,從而降低其承載力。

對於受壓構件,沿作用力方向的栓距不宜過大,否則在被連線的板件間容易發生凸曲現象。

(2)構造要求:若栓距及線距過大,則構件接觸面不夠緊密,潮氣易於侵入縫隙而發生鏽蝕。

(3)施工要求:保證有一定的空間,便於轉動螺栓扳手。

5、影響高強螺栓承載力的因素有哪些?

答:栓杆預拉力;連線表面的抗滑移係數;鋼材的種類。

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