鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)參考答案

1、鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)一答案一、 填空題1.235n/mm2；b；沸騰鋼；e43型。2.脆性。3.鐵。4.彈性階段；屈服階段；強(qiáng)化階段；頸縮階段5.計(jì)算長(zhǎng)度與回轉(zhuǎn)半徑 強(qiáng)度高，塑性和韌性好；6、和；7、塑性變形能力和冶金質(zhì)量；8、s和p；9、250；10、殘余應(yīng)力使構(gòu)件的剛度降低，使構(gòu)件的穩(wěn)定承載力降低，且對(duì)弱軸的影響比強(qiáng)軸大；11、易腐蝕和耐熱不耐火；12、5和10；13、不同溫度下的沖擊韌性指標(biāo)；14、采用一般工藝就可完成合格的焊縫的性能；15、構(gòu)件有裂紋、孔洞、刻痕、凹角及截面突變時(shí)，在缺陷處出現(xiàn)高峰應(yīng)力的現(xiàn)象；16、高度為200毫米厚度為a類的熱軋普通工字鋼截面；二、選擇題1.a 2.b 3.c

2、4.c 5.b 6.a 7.d 8.b 9.c 10.b 11.a 12.d 13.a 三、簡(jiǎn)答題1.答：q235鋼材單向拉伸的應(yīng)力-應(yīng)變圖如下圖所示。 （1）彈性階段：oae段 為比例極限，為彈性極限。（2）彈塑性階段：ec段 為屈服強(qiáng)度，為屈服應(yīng)變。（3）屈服階段：cf段。（4）強(qiáng)化階段：fb段 為極限強(qiáng)度。（5）頸縮階段：bd段 為拉斷應(yīng)變。2.鋼材的力學(xué)性能指標(biāo)主要有屈服強(qiáng)度；抗拉強(qiáng)度；伸長(zhǎng)率；彈性模量。3.隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，鋼材中少量的以固溶體形式存在于純鐵體結(jié)晶中的碳和氮化物將逐漸地從晶體中析出，形成自由的碳化物和氮化物微粒，散布于晶粒之間，對(duì)純鐵體的變形起著遏制作用，使鋼材的強(qiáng)度提

3、高，而塑性和韌性大大降低，這種變化稱為時(shí)效硬化；鋼材進(jìn)入他塑性階段以后，間歇重復(fù)加載將使彈性變形范圍擴(kuò)大，這就叫應(yīng)變硬化。4.簡(jiǎn)述鋼材的應(yīng)變硬化性能，并繪圖說明。（5分）構(gòu)件在冷加工（冷拉、冷彎、沖孔、機(jī)械剪切）過程中使鋼材產(chǎn)生很大的塑性變形，產(chǎn)生塑性變形的鋼材在重新加荷時(shí)將提高屈服點(diǎn)，同時(shí)降低塑性和韌性。（4分）。圖1 鋼材的硬化（2分）5. 根據(jù)給定的圖形，簡(jiǎn)單說明溫度對(duì)鋼材性能的主要影響（5分）。（a） （b）答案要點(diǎn)：（a）圖表示正溫范圍：隨著溫度的提高，鋼材的強(qiáng)度降低。200 oc以內(nèi)變化不大，430-540oc，強(qiáng)度急劇下降， 600 oc強(qiáng)度很低不能承載。（250 oc附近有蘭脆

4、現(xiàn)象）（b）圖表示負(fù)溫范圍：負(fù)溫范圍強(qiáng)度提高，變形能力減小，材料轉(zhuǎn)脆，對(duì)沖擊韌性的影響十分突出。（在t1和t2之間稱為溫度轉(zhuǎn)換區(qū)，材料的由韌性破壞到脆性破壞是在這一區(qū)間完成的）。作業(yè)二答案一填空題1.90。2.強(qiáng)度，剛度，穩(wěn)定。3.彎曲，扭轉(zhuǎn)，彎扭。4.較厚焊件的厚度5.強(qiáng)度高，塑性和韌性好；6.單位剪切角 換算長(zhǎng)細(xì)比二選擇題1.a 2.c 3d 三簡(jiǎn)答題1.答：格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸發(fā)生彎曲失穩(wěn)時(shí)，因?yàn)榧袅σ杀容^柔弱的綴材負(fù)擔(dān)，剪切變形較大，導(dǎo)致構(gòu)件產(chǎn)生較大的附加變形，它對(duì)構(gòu)件臨界力的降低是不能忽略的，經(jīng)理論分析，用換算長(zhǎng)細(xì)比ox代替對(duì)x軸的長(zhǎng)細(xì)比x，就可以確定考慮綴才剪切變形影響的格構(gòu)

5、式軸心受壓構(gòu)件的臨界力。2.答：縱向殘余應(yīng)力縱向殘余應(yīng)力使構(gòu)件剛度降低，也降低穩(wěn)定承載力。初彎曲由于殘余應(yīng)力的存在，初彎曲使截面更早進(jìn)入塑性，降低穩(wěn)定承載力。初偏心初偏心對(duì)穩(wěn)定承載力的影響本質(zhì)上同初彎曲。桿端約束桿端約束越強(qiáng)（如固定），承載力會(huì)越高。3答：（1）根據(jù)繞實(shí)軸的整體穩(wěn)定性，選擇肢件的截面。選擇方法與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面選擇方法完全相同；（2）根據(jù)等穩(wěn)定條件，確定兩分肢間的距離；（3）驗(yàn)算整體穩(wěn)定性和分肢穩(wěn)定性，包括對(duì)剛度的驗(yàn)算；（4）但有截面削弱時(shí)，應(yīng)驗(yàn)算構(gòu)件的強(qiáng)度。四計(jì)算題1、解：（1）截面幾何參數(shù)為：，（2）剛度驗(yàn)算：，（3）整體穩(wěn)定驗(yàn)算：按長(zhǎng)細(xì)比最大值，查表得，2.解：(

6、1)驗(yàn)算整體穩(wěn)定 a2104mm2 ix7.595108mm4iy2.134108mm4ix194.87mm iy103.30mm x51.23=150 y48.40y0.785 如果承受靜力荷載，材料為鎮(zhèn)靜鋼，則在允許范圍之內(nèi) （2）局部穩(wěn)定驗(yàn)算a翼緣 b腹板 局部穩(wěn)定滿足要求 作業(yè)三答案一填空題1.邊緣屈服；全截面塑性；有限塑性發(fā)展強(qiáng)度；有限塑性發(fā)展強(qiáng)度；邊緣屈服。2強(qiáng)度高，塑性和韌性好；3二選擇題1、b 2、a 3、a 三簡(jiǎn)答題4、答：加勁肋按其作用可分為兩種：一種是為了把腹板分割成幾個(gè)區(qū)格，以提高腹板的局部穩(wěn)定性，稱為間隔加勁肋；另一種除了上述作用外，還有傳遞固定集中荷載或支座反力的作

7、用，稱支承加勁肋。在公式中，a為加勁肋和加勁肋每側(cè)（為腹板厚度）范圍內(nèi)的腹板面積；為軸心受壓穩(wěn)定系數(shù)，由計(jì)算，對(duì)中間加勁肋按b類截面查得，對(duì)支座加勁肋按c類截面查得，為腹板計(jì)算高度，為繞軸的回轉(zhuǎn)半徑。四計(jì)算題1解： 作業(yè)四答案一 填空題1.分岔失穩(wěn) 2.彎曲屈曲二 簡(jiǎn)答題1.平面外穩(wěn)定承載力計(jì)算公式為：其中受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算平面外穩(wěn)定時(shí)的彎矩等效系數(shù)軸壓構(gòu)件繞弱軸的整體穩(wěn)定系數(shù)。三計(jì)算題1、解：（1）截面幾何參數(shù)為：，（2）整體穩(wěn)定驗(yàn)算：，根據(jù)類截面，查表得，工字形截面的，彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定： 故整體穩(wěn)定滿足要求。作業(yè)五答案一填空題1.焊接；螺栓連接。2螺栓桿被剪斷 板件被擠壓破壞

8、 板件凈截面強(qiáng)度不夠二選擇題1.c 2.d 3.c三簡(jiǎn)答題1.答：抗剪螺栓的5種破壞形式：（1）鋼板剪斷，可通過限制端距e32d0,以避免板因受螺栓桿擠壓而被剪斷；（2）螺栓桿彎曲破壞，可通過限制板疊厚度不超過5d，以避免螺桿彎曲過大而破壞；（3）螺栓桿被剪斷，通過計(jì)算單個(gè)螺栓抗剪承載力設(shè)計(jì)值保證；（4）孔壁擠壓，通過計(jì)算螺栓承壓承載力設(shè)計(jì)值保證；（5）板被拉斷，通過計(jì)算板間凈截面強(qiáng)度保證。2.答：普通螺栓連接在抗剪時(shí)依靠桿自身承壓和螺栓抗剪來傳遞剪力，在扭緊螺帽時(shí)產(chǎn)生的預(yù)拉力很小，其影響可以忽略。而高強(qiáng)度螺栓則除了其材料強(qiáng)度高之外還給螺栓施加很大的預(yù)拉力，使被連接構(gòu)件的接觸面之間產(chǎn)生擠壓力，

9、因而，垂直于螺栓桿的方向有很大的摩擦力。這種擠壓力和摩擦力對(duì)外力的傳遞有很大的影響。高強(qiáng)度螺栓連接單純依靠被連接構(gòu)件間的摩擦阻力傳遞剪力，以剪力等于摩擦力為承載能力極限狀態(tài)。承壓型高強(qiáng)度螺栓連接的傳力特征是剪力超過摩擦?xí)r，構(gòu)件間發(fā)生相對(duì)滑移，螺栓桿身與孔壁接觸，開始受剪并和孔壁承壓。但是，另一方面。摩擦力隨外力繼續(xù)增大而逐漸減弱，倒連接接近破壞時(shí)，剪力全部由桿身承擔(dān)。承壓型高強(qiáng)度螺栓以螺栓或鋼板破壞為承載能力極限狀態(tài)，可能的破壞形式與普通螺栓相同。這種螺栓連接還以不出現(xiàn)滑移作為正常使用極限狀態(tài)。承受拉力的高強(qiáng)度螺栓連接，由于預(yù)拉力的作用，構(gòu)件間在承受荷載前已經(jīng)有較大的擠壓力，拉力作用首先要抵抗這種擠壓力，至構(gòu)件完全被拉開后，高強(qiáng)度螺栓的受拉力的情況就和普通螺栓受拉相同。不過，連接的變形要小的多，當(dāng)拉力小于擠壓力時(shí)，構(gòu)件未被拉開，可以減少銹蝕危害，改善連接的疲勞特性。3答：螺