鋼結構重點簡答題

2022-08-20 20:51:03 字數 4371 閱讀 5240

一、鋼結構的特點鋼結構是採用鋼板、型鋼通過連線而成的結構。

優點:(1)鋼材強度高,材性好(2)鋼結構的重量輕 (3)鋼結構製作工業化程度高,施工工期短(4)鋼結構密閉性好(5)鋼結構造型美觀,具有輕盈靈巧的效果(6)鋼結構符合可持續發展的需要缺點:(1)失穩和變形過大造成破壞(2)鋼結構耐腐蝕性差(3)鋼材耐熱但不耐火(4)鋼結構可能發生脆性破壞。

二、螺栓的五種破壞形式(1)栓杆被剪下--當栓杆直徑較細而板件相對較厚是可能發生。

(2)孔壁擠壓破壞--當栓杆直徑較粗而相對板件較薄可能發生。

(3)鋼板被拉斷--當板件因螺栓孔削弱過多時,可能沿開孔截面發生破斷。

(4)端部鋼板被剪開--當順受力方向的端距過小時可能發生。

(5)栓杆受彎破壞--當栓杆過長時可能發生。

三、塑形破壞和脆性破壞的特徵及意義塑形破壞的主要特徵是:破壞前具有較大的塑形變形,常在剛才表面出現明顯的互相垂直交錯的鏽跡剝落線。只有當構件中的應力達到抗拉強度後才會發生破壞,破壞後的斷口城纖維狀,色澤發暗。

由於塑形破壞前總有較大的塑形變形發生,且持續時間加長,容易被發現和搶修加固,因此不至於發生嚴重後果。鋼材塑形破壞前的較大塑形變形能力,可以實現構建和結構中的內力重分布,鋼結構的塑形設計就是建立在這種足夠的塑形變形能力上。

脆性破壞的主要特徵是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。計算應力可能小於鋼材的屈服點,斷裂從應力集中處開始,破壞後的斷口平直,呈有光澤的晶粒狀或有人字紋。

由於破壞前沒有任何預兆,破壞速度又極快,無法察覺和補救,而且一旦發生常引發整個結構的破壞,後果非常嚴重,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生。

四、鋼材的主要效能(1)單向均勻拉伸時鋼材的效能(2)鋼材在複雜應力狀態下的屈服條件(3)冷彎效能(4)衝擊效能(5)可焊性

五、三個重要的力學效能指標(1)屈服點(2)抗拉強度(3)伸長率塑性:鋼材的塑性為當應力超過屈服點後,能產生顯著的殘餘變形。塑性的好壞可由伸長率和斷面收縮率表示。

伸長率:伸長率是構件被拉斷時的絕對變形值於構件原標距之比的百分率。伸長率越大,塑性越好。

斷面收縮率:斷面收縮率是構件拉斷後,頸縮區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,塑性效能越好。

六、可焊性的影響因素可焊性是指採用一般焊接工藝就可完成合格的(無裂縫)焊縫的效能,此效能要求在焊接過程中焊縫附近金屬不產生熱裂紋或冷卻收縮裂紋,在使用過程中焊縫處的衝擊韌性和熱影響區內塑性良好,不低於母材的力學效能。鋼材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影響。當碳含量在0.

12%~0.20%範圍內時,碳素鋼的焊接效能最好;碳含量超過上述範圍時,焊縫及熱影響區容易變脆。

七、影響鋼材效能的因素(1)化學成分的影響(2)成材過程的影響(3)鋼材硬化的影響(4)溫度的影響(5)應力集中的影響(6)反覆荷載作用的影響化學成分的影響:(1)有益元素:碳、錳、矽。

(2)有害元素:硫、磷、氧(和硫類似)、氮(和磷類似)。

成材過程的影響:(1)冶煉(2)脫氧和澆鑄 {沸騰鋼採用脫氧能力較弱的錳作脫氧劑,脫氧不完全;鎮靜鋼採用錳和矽作脫氧劑,脫氧較完全;半鎮靜鋼的脫氧程度介於上述二者之間;特殊鎮靜鋼是在錳和矽脫氧後,在用鋁補充脫氧,其脫氧程度高於鎮靜鋼}(3)軋制(4)熱處理{熱處理的目的在於取得高強度的同時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:

總的趨勢是溫度公升高,鋼材強度降低,變形增大;反之,當溫度降低時,鋼材的強度會略有增加,但同時塑性和韌性降低從而使鋼材變脆。{藍脆現象:鋼材表面氧化膜呈現藍色;徐變:

鋼材以很緩慢的速度繼續變形}八、影響鋼材機械效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:影響較大的集中化學成分為c,si,mn,s,p,o,其中碳素結構鋼中則是鐵以外的主要元素,碳是形成剛才強度的主要成分,隨著含碳量的提高,鋼的強度逐漸增高,而塑形和韌性逐漸下降,彎冷效能,焊接效能和抗鏽效能也變差。si mn為有益元素,在普通碳素鋼中,他們是脫氧劑,可提高剛才的強度。

s p o為有害元素,s o可引發熱脆,p引發冷脆。

(2)剛才的硬化,鋼材的硬化有三種情況:時效硬化,冷作硬化(或應變硬化)和應變失效硬化,鋼材的硬化使鋼材的強度提高,而塑形和韌性下降。

(3)應力集中的影響,應力集中主要由構建的介面突變引起,嚴重的應力集中能引起鋼材的脆性破壞,在進行鋼材結構設計時,應盡量使構件和連線節點的形狀和構造合理,防止介面的突然改變。

(4)殘餘應力的影響,殘餘應力對構件的靜力強度不會產生影響,但它降低構件的剛度和穩定承載力,在進行鋼結構的焊接構造設計和施工時,應儘量減少焊接殘餘應力。

九、鋼結構的連線方法及各自特點鋼結構的連線:焊縫連線、鉚釘連線、螺栓連線。

焊縫連線:是現代鋼結構最主要的連線方法。優點:

(1)構造簡單,對幾何形體適應性強,任何形式的構件均可直接連線(2)不削弱截面,省工省材(3)製作加工方便,可實現自動化操作,功效高,質量可靠(4)連線的密閉性好,鋼結構的剛度大。

缺點(1)在焊縫附近的熱影響區內,鋼材的金相組織發生改變,導致區域性材質劣化變脆(2)焊接殘餘應力和殘餘變形使受壓構件的承載力降低(3)焊接結構對裂紋很敏感,區域性裂紋一旦發生,就容易擴充套件到整體,低溫冷脆問題較為突出(4)對材質要求高,焊接程式嚴格,質量檢驗工作量大鉚釘連線:分為熱鉚和冷鉚兩種方法。

螺栓連線:分為普通螺栓連線和高強度螺栓兩種連線。

a級和b級螺栓材料效能等級則分為5.6級和8.8級,其抗拉強度分別不小於500n/mm^2和800n/mm^2,屈強比分別為0.6和0.8。

十、承壓和摩擦型高強螺栓的比較?

摩擦型連線的高強螺栓的孔徑比螺栓公稱直徑大,承壓型連線高強螺栓的孔徑比螺栓公稱的直徑小。摩擦型連線的優點是施工方便,對構件的削弱較小,可拆換,螺栓的剪下變形小,能承受動力荷載,耐疲勞,韌性和塑性好;承壓型連線的承載力高於摩擦型連線,但成體性,剛度均較差,剪下變形大,強度儲備相對較低,故不得用於承壓受動力荷載的構件中。

十一、什麼是格構式軸心受壓構建的換算長細比?

在軸心受壓構件的整體穩定計算中,按臨界應力相等的原則,將格構式構件換算為實腹式構件進行計算時對應的長細比或將彎扭組及扭轉失穩換算為彎曲失穩採用的長細比。

十二、承壓型高強度螺栓和摩擦型高強度螺栓承受剪力作用時在傳力和螺栓的驗算上有什麼不同?

承壓型高強度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。摩擦型高強度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。

十三、對於理想的軸心受壓構件,提高鋼材的牌號(既鋼材強度),對構件的穩定性承載能力有何影響?為什麼?

無影響。因為理想軸心受壓構件的穩定性承載力為n_k=(π^2 ei)/l^2 ,與鋼號無關。

十四、剪力作用下的普通螺栓連線節點可能會發生哪些破壞形式?

栓杆被剪短,栓杆(孔壁承壓)破壞,板件拉斷,栓杆受彎破壞,板端衝剪破壞。

十五、兩板通過抗剪螺栓承擔剪力時,就板件的淨截面強度來說,摩擦型高強度螺栓連線與普通螺栓有何不同?採用哪種連線方式更為合理?

摩擦型高強度螺栓連線板件計算截面承受能力需考慮空前傳力,其所受荷載小於普通螺栓連線。從板件的受力來說,採用摩擦型高強度螺栓連線更為合理。

十六、同一種鋼材,當其厚度或直徑發生變化時,鋼材的機械效能(強度和塑形)有何變化?為什麼?

同一種鋼材,當其厚度或直徑發生減小時,剛才的強度和塑形會提高。因為隨著鋼材的厚度或直徑的減小,鋼材的軋制能力和軋制次數增加,鋼材的緻密性好,存在大缺陷的機率減小,故強度和塑形會提高。

十七、角焊縫正側面焊縫比較?

側面角焊縫主要承受剪應力。塑性較好,彈性模量底,強度也較低。應力沿焊縫長度方向的分布不均勻,呈兩端大而中間小的狀態。

正面角焊縫受力較複雜,截面的各面均存在正應力和剪應力,焊縫處有很大的應力集中。

十八、焊接殘餘應力對結構工作效能的影響(1)對結構靜力強度無影響(2)會降低結構剛度的影響(3)降低受壓構件穩定承載力的影響(4)加速構件在低溫下脆性破壞的傾向(5)降低鋼材疲勞的疲勞效能十

九、開口閉口薄板截面的扭轉變形和剪應力分布區別?

薄板組成的閉合截面如箱型截面的極慣性矩和開口截面有很大的區別。在扭矩作用下其截面內部將形成沿板構件中線方向的閉合形剪力流,剪應力可視為沿壁厚均勻分布。閉合箱型截面抗扭能力遠大於開口截面。

二十、鋼梁整體穩定性的影響因素?

(1)荷載種類由於引起梁整體失穩的原因是梁在彎矩作用下產生了壓應力,梁在三種典型荷載作用下如純彎矩、均勻分布和跨中乙個集中荷載的彎矩分布,可見梁受壓翼緣和腹板的壓力隨彎矩圖為矩形、拋物線與三角形銳減。(2)荷載作用位置當荷載作用在梁的受壓翼緣時,荷載對梁截面的扭矩有加大作用因而降低梁的整體穩定性能;當荷載作用在梁的受拉翼緣時,荷載對梁截面的扭矩有減小的作用,因而提高了梁的整體穩定性能(3)梁的截面形式在最大剛度平面內受彎的鋼梁,其整體失穩是以彎扭變形的形式出現的(4)側向支承點間距由於梁的正i失穩變形包括側向彎曲和扭轉,因此,沿梁的長度方向設定一定數量的側向支承點就可以有效地提高梁的整體穩定性(5)梁的支承情況當端支承條件不同,其抵抗彎曲的能力也不同,約束程度越強則抵抗彎扭屈曲能力越強,故其整體穩定承載力按固端梁--簡支梁--懸臂梁的順序減小。

鋼結構重點簡答題

一 鋼結構的特點 鋼結構是採用鋼板 型鋼通過連線而成的結構。優點 1 鋼材強度高,材性好 2 鋼結構的重量輕 3 鋼結構製作工業化程度高,施工工期短 4 鋼結構密閉性好 5 鋼結構造型美觀,具有輕盈靈巧的效果 6 鋼結構符合可持續發展的需要 缺點 1 失穩和變形過大造成破壞 2 鋼結構耐腐蝕性差 3...

鋼結構簡答題

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...

鋼結構簡答題彙總

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...