水工鋼結構合肥工業大學陳菊香百分百原題

2022-06-27 12:18:05 字數 5094 閱讀 4494

主梁數目怎麼選:應從以下兩方面考慮:①剛度條件:

由簡支梁在均布荷載作用下的最大彎矩為mmax=ql/8,相對撓度應為w/l=5ql/384ei。可知:為了抵抗增大的彎矩和撓度,有效的措施是把多個主梁的材料集中在少數梁上使用,因為抗彎截面模量w與樑高的平方成正比,且抗撓曲變形的慣性矩與樑高的立方成正比,所以減少主梁的數目,增大主梁的高度,可以充分發揮材料的作用來抵抗增大的彎矩和撓度。

②經濟條件:為了滿足經濟要求,主梁的間距應隨其跨度的增大而加大,否則可能出現經濟樑高小於最小樑高。主梁是閘門的主要受力構件,其數目主要取決於閘門的尺寸。

當閘門的跨度l不大於門高h是(l≤h),主梁的數目一般應多於兩根,則稱為多主梁式。反之,當閘門的跨度較大,而門高較小時(如l≥1.5h),主梁的數目一般應減小到兩根,則稱為雙主梁式。

齊平、降低連線的優缺點:齊平連線:優點:

梁格和面板形成剛強的整體;可以把部分面板作為梁截面的一部分,以減少梁格的用鋼量;面板為四邊支承,其受力條件好。 缺點:水平次梁遇到豎直次梁時,水平次梁需要切斷再與豎直次梁連線,因此,構件多、接頭多、製造費工。

降低連線:優點: 缺點:

整體失穩:梁的截面一般窄而高,彎矩作用在其最大剛度平面內,當荷載較小時,梁的彎曲平衡狀態是穩定的。當荷載增大到某一數值後,梁在彎矩作用平面內彎曲的同時,將突然發生側向的彎曲和扭轉變形,並喪失繼續承載的能力,這種現象稱為梁的整體失穩現象。

改善鋼材整體穩定性的方法:提高鋼梁整體穩定性的有效措施是加強受壓翼緣、增加側向支承點。 疲勞破壞:

鋼材在連續反覆荷載作用下,當應力還低於鋼材的抗拉強度,甚至還低於屈服點時也會發生斷裂破壞,這種現象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。

什麼叫鋼梁喪失整體穩定?影響鋼梁整體穩定的主要因素是什麼?提高鋼梁整體穩定的有效措施是什麼?

鋼梁在彎矩較小時,梁的側向保持平直而無側向變形;即使受到偶然的側向干擾力,其側向變形也只是在一定的限度內,並隨著干擾力的除去而消失。但當彎矩增加使受壓翼緣的彎曲壓應力達到某一數值時,鋼梁在偶然的側向干擾力作用下會突然離開最大剛度平面向側向彎曲,並同時伴隨著扭轉。這時即使除去側向干擾力,側向彎扭變形也不再消失,如彎矩再稍許增大,則側向彎扭變形迅速增大,產生彎扭屈曲,梁失去繼續承受荷載的能力,這種現象稱為鋼梁喪失整體穩定。

影響鋼梁整體穩定的主要因素有:荷載型別、荷載作用點位置、梁的截面形式、側向支承點的位置和距離、樑端支承條件。

提高鋼梁整體穩定性的有效措施是加強受壓翼緣、增加側向支承點

什麼叫鋼梁喪失區域性穩定?怎樣驗算組合鋼梁翼緣和腹板的區域性穩定? 在鋼梁中,當腹板或翼緣的高厚比或寬厚比過大時,就有可能在梁發生強度破壞或喪失整體穩定之前,組成梁的腹板或翼緣出現偏離其原來平面位置的波狀屈曲,這種現象稱為鋼梁的區域性失穩。

焊接組合梁梁高選擇:選擇樑高時,一般應考慮建築高度、剛度和經濟三項要求。 首先,樑高不得超過按建築物淨空所容許的最大樑高hmax。

對水工剛閘門而言,一般不受淨空限制,可不予考慮。 確定最小樑高的條件是使組合梁在充分利用鋼材強度的前提下,同時又正好滿足梁的剛度要求,即滿足梁的相對撓度w/l≤[w/l]。 確定經濟樑高的條件通常是使梁的自重最輕。

在設計中一般選擇樑高h比經濟樑高小10~20%,但不得小於按剛度要求而定的最小樑高。

為什麼以fy作為鋼材強度的標準值:①應力達到fy之前的應變很小,而且比例極限和屈服強度比較接近,故在計算鋼結構的強度時,可近似地將鋼的彈性工作階段提高到屈服強度。 ②鋼材達到fy之後應力變化不大而應變增加很快,構件破壞前有明顯徵兆。

當應變超過屈服台階,即進入自強階段,最終達到fu後,才發生破壞,它是鋼材抗拉的最大承載能力,但由於這時塑性變形太大,故不能取抗拉強度fu作為計算的依據,只能最為強度儲備。

高強螺栓與普通螺栓的區別:①普通螺栓以剪下和承壓為主,高強螺栓主要靠摩擦力來傳力; ②普通螺栓連線的螺母擰緊的預拉力很小,受力後全靠螺桿承壓和抗剪來傳遞剪力,而高強螺栓是靠擰緊螺母,對螺桿施加強大而受控制的預拉力,此預拉力將被連線的構建夾緊,這種靠構件夾緊而使接觸面間產生摩擦阻力來承受連線內力是高強螺栓連線受力的特點。高強螺栓在重複荷載作用下,預應力不會鬆弛,螺栓本身不會因疲勞而折斷。

普通螺栓連線和摩擦型高強度螺栓連線,在抗剪連線中,它們的傳力方式和破壞形式有何不同? 普通螺栓連線中的抗剪螺栓連線是依靠螺栓抗剪和孔壁承壓來傳遞外力。當受剪螺栓連線在達到極限承載力時,可能出現五種破壞形式,即螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構件被拉斷、構件端部被剪壞和螺栓彎曲破壞。

高強螺栓連線中的抗剪螺栓連線時,通過擰緊螺帽使螺桿產生預拉力,同時也使被連線件接觸面相互壓緊而產生相應的摩擦力,依靠摩擦力來傳遞外力。它是以摩擦力剛被克服,構件開始產生滑移做為承載能力的極限狀態。

焊縫有哪些構造要求?為什麼有這樣的構造要求? 答:

桿件與節點板的連線焊縫,一般採用兩面側焊,也可採用三面圍焊,對角鋼桿件也可採用l形圍焊,所有圍焊的轉角處必須連續施焊。當角焊縫的端部在構件轉角處時,可連續做長度為2hf的繞角焊,以免起落弧缺陷發生在應力集中較大的轉角處,從而改善連線的工作。當板件僅用兩條側焊縫連線時,為避免應力傳遞的過分彎折而使板件應力過分不均,宜使lw≥b,同時為了避免因焊縫橫向收縮時引起板件拱曲太大,宜使b≤16t或200mm,t為較薄焊件厚度。

鋼材的塑性破壞和脆性破壞有何區別? 塑性破壞是由於變形過大,超過了材料或構件可能的應變能力而產生的,而且僅在構件的應力達到了鋼材的抗拉輕度fu後才發生。破壞前構件產生較大的塑性變形,斷裂後的埠呈纖維狀,色澤發暗。

在塑性破壞前,構件發生較大的塑性變形,且變形持續的時間較長,容易及時被發現而採取補救措施,不致引起嚴重後果。另外,塑性變形後出現內力重分布,使結構中原先受力不等的部分應力趨於均勻,因而提高了結構的承載能力。 脆性破壞前塑性變形很小,甚至沒有塑性變形,計算應力可能小於鋼才的屈服點fy,斷裂從應力集中處開始。

冶金和機械加工過程中產生的缺陷,特別是缺口和裂紋,常是斷裂的發源地。破壞前沒有任何預兆,無法及時察覺和採取補救措施,而且個別構件的斷裂常會引起整體結構塌毀,後果嚴重,損失較大。

簡述化學元素對鋼材效能有哪些影響? 碳直接影響鋼材的強度、塑性、韌性和可焊性等。硫和磷降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強度。

氧使鋼熱脆,氮使鋼冷脆。矽和錳是脫氧劑,使鋼材的強度提高。釩和鈦是提高鋼的強度和抗腐蝕性又不顯著降低鋼的塑性。

銅能提高鋼的強度和抗腐蝕效能,但對可焊性不利。

什麼叫鋼材的疲勞?影響鋼材疲勞破壞的主要因素有哪些? 根據試驗,鋼材在直接的。

連續反覆的動力荷載作用下,鋼材的強度將會降低,即低於一次靜力荷載作用下的拉伸試驗的極限強度fu,這種現象稱為鋼材的疲勞。 影響因素:鋼材質量、構件集合尺寸、缺陷、應力集中的程度、應力迴圈次數、應力大小。

普通螺栓中a、b級螺栓與c級螺栓有何主要區別? a、b級螺栓一般用45號鋼和35號鋼製成,需要機械加工,尺寸精細。c級螺栓一般用q235鋼製成,加工粗糙,尺寸不夠精確。

粗製螺栓受剪時易產生滑移,工作效能差,主要用於承受拉力的連線中,也用於不重要的抗剪連線式臨時固定; 精製螺栓受剪效能好,主要用於傳遞較大剪力的連線中。

在高強螺栓連線中,什麼是摩擦型螺栓?什麼是承壓型螺栓? 摩擦型連線只利用被連線構件之間的摩擦力傳遞剪力,以摩擦力被克服作為承載能力極限狀態。

承壓型連線允許被連線構件接觸面之間發生相對滑移,其極限狀態和普通螺栓相同,以螺栓杆被剪壞和孔壁承壓破壞作為承載能力極限狀態。

焊接產生焊接殘餘應力的原因是什麼?焊接殘餘應力對結構效能有哪些影響? 縱向殘餘應力:

高溫處的鋼材膨脹最大,產生熱狀塑性壓縮,冷卻時,被塑性壓縮的焊縫區趨向於縮得比原始長度稍短,這種縮短變形受到兩側鋼材的限制,是焊縫區產生縱向拉應力。 橫向殘餘應力:一是由於焊縫縱向收縮,兩塊鋼板趨向於形成反向的彎曲變形,但實際上焊縫兩塊鋼板練成整體,不能分開,於是在焊縫中部產生橫向拉應力,而在兩端產生橫向拉應力;二是焊縫在施焊過程中,先後冷卻的時間不同,先焊的焊縫已經凝固,且有一定的強度,會阻止後焊焊縫在橫向自由膨脹,使其發生橫向的塑性壓縮變形。

影響:(1)對結構靜力強度的影響:不影響結構的靜力強度; (2)對結構剛度的影響:

殘餘應力使構件的變形增大,剛度降低; (3)對壓桿穩定的影響:焊接殘餘應力使壓桿的撓曲剛度減小,從而必定降低其穩定承載能力; (4)對低溫冷脆的影響:在低溫下使裂紋容易發生和發展,加速構件的脆性破壞; (5)對疲勞強度的影響:

焊接殘餘應力對疲勞強度有不利的影響,原因就在於焊縫及其近旁的高額殘餘拉應力。

鋼結構具有哪些特點?鋼結構具有的特點:鋼材強度高,結構重量輕,工作的可靠性高鋼材內部組織比較均勻,有良好的塑性和韌性,抗振性抗衝擊性好鋼結構裝配化程度高,施工周期短鋼材能製造密閉性要求較高的結構鋼結構耐熱,但不耐火鋼結構易鏽蝕,維護費用大。

鋼結構對材料效能有哪些要求? 鋼結構對材料效能的要求:較高的抗拉強度fu和屈服點fy 較好的塑性、韌性及耐疲勞效能良好的加工效能

鋼材的主要機械效能指標是什麼?各由什麼試驗得到? 鋼材的主要機械效能指標是屈服點、抗拉強度、伸長率、衝擊韌性、冷彎效能。

其中屈服點、抗拉強度和伸長率由一次靜力單向均勻拉伸試驗得到;冷彎效能是由冷彎試驗顯示出來;衝擊韌性是由衝擊試驗使試件斷裂來測定。

影響鋼材效能的主要因素是什麼? 影響鋼材效能的主要因素有:化學成分鋼材缺陷冶煉,澆注,軋制鋼材硬化溫度應力集中殘餘應力重複荷載作用

選用鋼材通常應考慮哪些因素? 選用鋼材通常考慮的因素有:結構的重要性荷載特徵連線方法結構的工作環境溫度結構的受力性質

鋼結構有哪些連線方法?各有什麼優缺點? 鋼結構常用的連線方法有:

焊接連線、鉚釘連線和螺栓連線三種。 焊接的優點:不需打孔,省工省時;任何形狀的構件可直接連線,連線構造方便;氣密性、水密性好,結構剛度較大,整體效能較好

焊縫可能存在的缺陷有哪些? 焊縫可能存在的缺陷有裂紋、氣孔、夾碴、燒穿、咬邊、未焊透、弧坑和焊瘤。

對接焊縫的構造要求有哪些? 對接焊縫的構造要求有:①一般的對接焊多採用焊透縫,只有當板件較厚,內力較小,且受靜載作用時,可採用未焊透的對接縫。

②為保證對接焊縫的質量,可按焊件厚度不同,將焊口邊緣加工成不同形式的坡口。 ③起落弧處易有焊接缺陷,所以要用引弧板。但採用引弧板施工複雜,因此除承受動力荷載外,一般不用引弧板,而是計算時為對接焊縫將焊縫長度減2t(t為較小焊件厚度)。

④對於變厚度(或變寬度)板的對接,在板的一面(一側)或兩面(兩側)切成坡度不大於1:2.5的斜面,避免應力集中。

⑤當鋼板在縱橫兩方向進行對接焊時,焊縫可採用十字形或t形交叉對接,當用t形交叉時,交叉點的間距不得小於200mm。

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