鋼結(jié)構(gòu)原理上冊第二版復(fù)習(xí)附答案

1、1 什么就是疲勞斷裂？它得特點如何？簡述其破壞過程？概念 :疲勞斷裂就是微觀裂縫在連續(xù)重復(fù)荷載作用下不斷擴(kuò)展直至斷裂得脆性破壞 特點:出現(xiàn)疲勞斷裂時 ,截面上得應(yīng)力低于材料得抗拉強(qiáng)度,甚至低于屈服強(qiáng)度。 同時 ,疲勞破壞屬于脆性破壞 ,塑形變形很小 ,就是一種無明顯變形得突然破壞 ,危險性較大過程 :分為三個階段 裂紋得形成 裂紋緩慢擴(kuò)展 最后迅速斷裂 疲勞破壞得構(gòu)件斷口上面一部分呈現(xiàn)半橢圓形光滑區(qū) ,其余部分則為粗糙區(qū) ,微觀裂紋隨著應(yīng) 力得連續(xù)重復(fù)作用而擴(kuò)展 ,裂紋兩邊得材料時而相互擠壓時而分離,形成光滑區(qū) ; 裂紋得擴(kuò)展使截面愈益被削弱,至截面殘余部分不足以抵抗破壞時,構(gòu)件突然斷裂 ,因

2、有撕裂作用而形成粗糙區(qū)2 什么情況下會產(chǎn)生應(yīng)力集中, 應(yīng)力集中對材料有何影響？當(dāng)截面完整性遭到破壞,如有裂紋空洞刻槽,凹角時以及截面得厚度或?qū)挾韧蝗桓淖儠r,構(gòu)件中得應(yīng)力分布將變得很不均勻,在缺陷或潔面變化處附近,會出現(xiàn)應(yīng)力線曲折密集,出現(xiàn)高峰應(yīng)力得現(xiàn)象即應(yīng)力集中影響 :在應(yīng)力高峰出會產(chǎn)生雙向或三向得應(yīng)力,此應(yīng)力狀態(tài)會使材料沿力作用方向塑性變形得發(fā)展受到很大得約束 ,材料容易脆性變形3 什么就是冷工硬化 ( 應(yīng)變硬化 )時效硬化？冷工硬化 :經(jīng)冷拉冷彎沖孔機(jī)械剪切等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形,產(chǎn)生塑性變形后得鋼材再重新加荷時會提高屈服強(qiáng)度,同時降低塑性與韌性時效硬化 :指鋼材僅隨時間得增長而變

3、脆4 什么就是梁得內(nèi)力重分布？如何進(jìn)行塑性設(shè)計？超靜定梁得截面出現(xiàn)塑性鉸后,仍能繼續(xù)承載 ,隨著荷載得增大 ,塑性鉸發(fā)生塑形轉(zhuǎn)動,結(jié)構(gòu)內(nèi)力重新分布 , 就是其她截面相繼出現(xiàn)塑性鉸, 直至形成機(jī)構(gòu) ,這一過程成為梁得內(nèi)力重分布塑形設(shè)計只用于不直接承受動力荷載得固端梁與連續(xù)梁,就是利用內(nèi)力塑性重分布,充分發(fā)揮材料得潛力 ,塑性鉸彎矩按材料理想彈塑性確定,忽略剛才應(yīng)變硬化得影響,且需滿足 (1)梁得彎曲強(qiáng)度 MxW肉nxf(2)售完構(gòu)件得剪切強(qiáng)度Vhwtwfw5 截面塑性發(fā)展系數(shù)得意義就是什么？試舉例說明其應(yīng)用條件意義 :用來表證截面索允許得塑性發(fā)展程度應(yīng)用條件 :(1)需計算疲勞得梁 取 1、0

4、(2)承受動力作用時取 1、0 (3)壓彎構(gòu)件受壓翼緣得自由外伸寬度與其厚度之比6 影響軸心受壓桿件得穩(wěn)定系數(shù)e得因素長細(xì)比、截面形式、加工條件、初彎曲、殘余應(yīng)力7 影響梁整體穩(wěn)定性得因素有哪些？提高梁穩(wěn)定性措施有哪些？ 梁得側(cè)向彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、翹曲剛度、梁得跨長措施 :1。放寬梁得受壓上翼緣2、 加強(qiáng)梁得受壓翼緣3、 增加側(cè)向支撐點 ,減少 L8 等效彎矩系數(shù)Bmax得意義，將非均勻分布得彎矩量化為均勻分布得彎矩9 受剪普通螺栓可能得破壞形式？如何防止？(1) 螺栓桿被剪斷(2) 孔壁擠壓(3) 鋼板被拉斷(4) 鋼板被剪斷(5) 螺栓桿彎曲防止:前 3 種需進(jìn)行計算后兩種構(gòu)造：(4)限

5、制端矩2do(5)限制板疊厚度不超過 5d10 簡述普通螺栓連接與高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接在彎矩作用下計算時得異同點？相同點：最大內(nèi)力得計算公式相同 N不同點：(1)普通螺栓假定中與軸在最下一排螺栓軸線上：高螺認(rèn)為中與軸在螺栓群形心得軸線上(2) 一個抗拉螺栓得承載力不同：普螺高螺摩擦型承壓型1 焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)剛度、強(qiáng)度、穩(wěn)定性與疲勞強(qiáng)度各有什么影響？對具有一定塑形得材料在靜力荷載得作用下，焊接殘余變形不會影響結(jié)構(gòu)剛 度。2、焊接殘余變形會降低結(jié)構(gòu)剛度。3、焊接殘余應(yīng)力使壓桿得撓曲剛度 變小,從而必定降低其穩(wěn)定承載能力。4、焊接殘余應(yīng)力對疲勞強(qiáng)度有不利影 響,原因在于焊縫及其旁近得高額殘余拉應(yīng)

6、力。2 何種情況下可不必驗算梁得整體穩(wěn)定性？1、有鋪板密鋪在梁得受壓翼緣上并與其牢固相連接時，能阻止梁受壓翼緣得得側(cè)向位移。2、H 型鋼或工字形 截面簡支梁受壓翼緣得自由長度 11 與其寬度 b1 之比不超過規(guī)定得數(shù)值時， 梁受壓翼緣得跨中側(cè)向連有支撐，可以作為其側(cè)向不動支點,11 則為梁得半 跨長度。3、祥興截面簡支梁,其截面尺寸滿足 h/b0v=6,且 11/bO 不超過 95(235fy)時，不必。3 簡述實腹柱截面得設(shè)計步驟。確定鋼材得標(biāo)號、壓力設(shè)計值、計算長度以及截面形式確定。1 先假定長細(xì)比，查出相應(yīng)得穩(wěn)定系數(shù)，并算出假定得長細(xì) 比得回轉(zhuǎn)半徑。2、按照整體穩(wěn)定得要求算出所需得截面面

7、積，在確定截面得 高度與寬度，并根據(jù)等穩(wěn)條件，便于加工與穩(wěn)定得要求確定截面各部分得尺 寸。4 為何要規(guī)定螺栓排列得最大與最小間距要求？(1) 受力要求 為避免鋼板端部被剪斷，螺栓得端距不應(yīng)小于 2d0 dO 為螺栓孔徑。對于受拉構(gòu)件，各 排螺栓得栓距與線距不應(yīng)過小，否則螺栓周圍應(yīng)力集中相互影響較大 ，且對 鋼板截面削弱過多，從而降低其承載能力。對于受壓構(gòu)件，沿作用力方向得栓 距不宜過大，否則在被連接得板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。(2)構(gòu)造要求：若栓距及線距過大，則構(gòu)件接觸面不夠緊密，潮氣易于侵入縫隙而發(fā)生銹蝕 (3) 施工要求：要保證有一定得空間，便于轉(zhuǎn)動螺栓扳手。5 為什么梯形屋架除按全跨荷載計

8、算外，還要按半跨荷載進(jìn)行計算？：屋架 中部某些斜桿，在全跨荷載時受拉而在半跨荷載時可能變成受壓，半跨荷載就是指活荷載、雪荷載或某些廠房得積灰荷載作用在屋蓋半邊得情況，以及施工過程中由一側(cè)開始安裝大型屋面板所所產(chǎn)生得情況。所以內(nèi)力計算除按滿跨荷載計算外，還要按半跨荷載進(jìn)行計算，以便找出各個桿件可能得最不 利內(nèi)力6 當(dāng)采用平面桁架作為主要承重構(gòu)件時，支撐就是屋蓋結(jié)構(gòu)得必要組成部分， 屋蓋支撐得主要作用就是什么？橫向水平支撐包括上弦橫向水平支撐與下弦橫向水平支撐。其主要作用就是1 橫向水平支撐得桿件交點就是不動點這些不動點可起到屋架弦桿側(cè)向支撐點得作用減小弦桿在屋架平面外得計算長度使長細(xì)比減小并提高

9、受壓弦桿得側(cè)向穩(wěn)定性2 水平荷載也能通過橫向水平支撐再通過縱向水平支撐、柱間支撐等傳到基礎(chǔ)3 橫向水平支撐、屋架與垂直支撐可形成一個幾何不可變得穩(wěn)定體系 保證整個屋蓋得空間整體性提高空間剛度。7 簡述鋼材塑性破壞得特征與意義。：塑性破壞得主要特征就是：破壞前具有 較大得塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)相互垂直交錯得透跡剝落線。只有當(dāng)構(gòu) 件中得應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度后才會發(fā)生破壞，破壞后得斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。由于塑性破壞前總有較大得塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時間較長，容易被 子發(fā)現(xiàn)與搶修理工加固，因此不發(fā)生嚴(yán)重后果。鋼材塑性破壞前得較大塑性 變形能力，可以實現(xiàn)構(gòu)件與結(jié)構(gòu)中得內(nèi)力重分布 ，鋼結(jié)構(gòu)得塑性設(shè)計就

10、就是 建立在這種足夠得塑性變形能力上。8 什么叫實腹式軸心受壓構(gòu)件等穩(wěn)設(shè)計？焊接工字形板梁翼緣與腹板間得角焊縫計算長度就是否受60hf（靜）或40hf（動力）得限制？為什么？不受此限制。 因為內(nèi)力沿焊接工字形板翼緣 與腹板間得焊縫全長分布，此時,角焊縫計算長度不受此限制。9 當(dāng)彎矩作用在實腹式壓彎構(gòu)件截面得弱軸平面內(nèi)時，為什么要分別進(jìn)行彎 矩作用平面內(nèi)、 外得兩類穩(wěn)定性驗算？它們分別屬于第幾類穩(wěn)定問題？當(dāng)彎 矩作用在實腹式截面得弱軸平面內(nèi)時構(gòu)件可能在彎矩作用平面內(nèi)彎曲屈曲也可能在彎矩作用平面外彎扭屈曲失穩(wěn)得可能形式與構(gòu)件得抗扭剛度與側(cè)向支承得布置等情況有關(guān)所以彎矩作用平面內(nèi)、外得兩類穩(wěn)定都要驗

11、算。彎矩作用平面內(nèi)為極值型穩(wěn)定即屬于第二類穩(wěn)定問題彎矩作用平面外為分枝型穩(wěn)定屬于第一類穩(wěn)定問題。10 什么叫鋼材得疲勞斷裂？影響鋼材疲勞強(qiáng)度得因素有哪些？鋼材在循環(huán)應(yīng)力多次反復(fù)作用下裂紋生成、擴(kuò)展以致斷裂破壞得現(xiàn)象稱為鋼材得疲勞斷 裂。影響因素有：應(yīng)力幅值（焊接結(jié)構(gòu)）、應(yīng)力比（非焊接結(jié)構(gòu)）、連接構(gòu)造、 循環(huán)應(yīng)力反復(fù)作用次11 使鋼材產(chǎn)生脆性斷裂得原因有哪些？鋼材得質(zhì)量；鋼板得厚度；加荷速度；應(yīng)力得性質(zhì)（拉,彎等）與大??；最低使用溫度；連接方法；應(yīng)力集中程度 12 鋼梁在荷載作用下分哪四個工作階段？并畫出各個階段中梁截面上得正應(yīng)力分布圖。彈性工作階段彈塑性工作階段塑形工作階段應(yīng)變硬化階段13 如

12、何確定梁得高度？梁得高度應(yīng)由建筑高度、剛度要求與經(jīng)濟(jì)條件三者來確定。建筑高度就是指梁格底面最低表面到樓板頂面之間得高度，它得限制決定了梁得最大可能高度 hmax,一般由建筑師提出；剛度要求就是要求梁 得撓度V v:,它決定了梁得最小高度 hmin;由經(jīng)濟(jì)條件可定出梁得經(jīng)濟(jì) 高度 he, 一般由梁得用鋼量為最小來確定,梁得經(jīng)濟(jì)高度得范圍為:hmin he hmax,腹板太厚將增加用鋼量，導(dǎo)致不經(jīng)濟(jì)，而太薄，梁得腹板將不能保證 局部穩(wěn)定性要求，從而使梁得穩(wěn)定性承載能力降14 怎樣保證拉桿、 壓桿、 梁與桁架滿足正常使用要求？ 拉壓桿入 max= （L0/i）maxc入驗算梁得剛度：V V式中v-受

13、彎構(gòu)件在標(biāo)準(zhǔn)荷載作用下所產(chǎn)生得最大撓度或跨中撓度；15 簡述梁腹板加勁肋得布置原則。16 簡述普通受剪螺栓連接得破壞形式有哪些種類？如何避免？螺栓抗剪連接達(dá)到極限承載力時，可能得破壞形式有 4 種形式:（1 栓桿被剪 斷； 螺栓承壓破壞；板件凈截面被拉斷； 端板被栓桿沖剪破壞。第 、種破壞形式通過螺栓計算保證。第種破壞形式采用構(gòu)件強(qiáng)度驗算保證;第種破壞形式由螺栓端距）?a0 保證。17 螺栓在構(gòu)件上得排列有幾種形式？應(yīng)滿足什么要求？最小得栓距與端距 分別就是多少？螺栓在鋼板上得排列有兩種形式：并列與錯列。并列布置緊湊,整齊簡單，所用連接板尺寸小，但螺栓對構(gòu)件截面削弱較大；錯列布置 松散,連接板

14、尺寸較大，但可減少螺栓孔對截面得削弱。螺栓在鋼板上得排列 應(yīng)滿足三方面要求：受力要求施工要求構(gòu)造要求，并且應(yīng)滿足規(guī)范規(guī) 定得最大最小容許距離：最小得栓距為 3d0,最小得端距為 1、2d018 為保證梁腹板得局部穩(wěn)定，應(yīng)按哪些規(guī)定配置加勁肋？當(dāng)應(yīng)按構(gòu)造配置橫向加勁肋；當(dāng)時,應(yīng)按計算配置橫向加勁肋；，應(yīng)配置橫向加勁肋與縱向加勁肋；梁得支座處與上翼緣受有較大固定集中荷載處設(shè)支承加勁肋19 圖示實腹式軸壓柱截面,柱長細(xì)比,鋼材 Q345，試判斷該柱腹板得局部穩(wěn) 定有無保證？如無保證應(yīng)采取何種措施（至少回答出二種方法）？20 鋼結(jié)構(gòu)得極限狀態(tài)可分為哪兩大類，各包含哪些內(nèi)容？ 鋼結(jié)構(gòu)得極限狀 態(tài)可以分為

15、下列兩類。1）承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)包括構(gòu)件與鏈接得強(qiáng)度破壞、 疲勞破壞與因過度變形而不 適于繼續(xù)承載，結(jié)構(gòu)與構(gòu)件喪失穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)動體系與結(jié)構(gòu)傾覆。2）正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)包括影響結(jié)構(gòu)、 構(gòu)件與非結(jié)構(gòu)構(gòu)件正常使用與外觀得變形 影響正常使用得振動，影響正常使用或耐久性能得局部破壞（包括混凝土裂 縫）。21 規(guī)范推薦使用得鋼材有哪些？ 并寫出它們得屈服強(qiáng)度。普通碳素結(jié)構(gòu)鋼 Q235鋼低合金高強(qiáng)度鋼 Q345 Q390 Q42022 作為結(jié)構(gòu)工程師檢驗鋼材性能指標(biāo)時，至少需要了解哪幾項指標(biāo)？其中那一項反映鋼材得塑性性能？屈服點、抗拉強(qiáng)度、延伸率、冷彎試驗性能對低溫環(huán)境下得

16、鋼結(jié)構(gòu)還要保證低溫沖擊韌性。冷彎性能23 何謂應(yīng)力集中？應(yīng)力集中對鋼材得機(jī)械性能有何影響？：實際上鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件中存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內(nèi)部缺陷 ，此時構(gòu) 件中得應(yīng)力分布將不再保持均勻，而就是在某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng)力 ，在 另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，形成所謂得應(yīng)力集中。24 通過哪些設(shè)計措施可以減小焊接殘余應(yīng)力與焊接 殘余變形？ :1、焊接位 置得合理安排；2、焊縫尺寸要適當(dāng);3、焊縫數(shù)量宜少;4、應(yīng)盡量避免兩條或 三條焊縫垂直交叉；5、盡量避免在母材厚度方向得收縮應(yīng)力25 焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)性能有哪些影響？ :1、降低結(jié)構(gòu)剛度；2、降低或消 除焊縫中得殘余應(yīng)力就是改善結(jié)構(gòu)低

17、溫冷脆性能得重要措施 ；3、對構(gòu)件得疲 勞強(qiáng)度有明顯不利得影響。26 可以采用鋼材得極限強(qiáng)度作為設(shè)計 強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值嗎?如果不可以,采用什么 作為設(shè)計強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值?為什么？無明顯屈服點得鋼材,其設(shè)計強(qiáng)度值如何確 定？：不可以。屈服強(qiáng)度作為設(shè)計強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值。因為鋼材過了屈服強(qiáng)度后，會有一定得延伸率，這段時期鋼材得強(qiáng)度會低得。對無明顯屈服點得鋼材，其 設(shè)計強(qiáng)度應(yīng)以極限強(qiáng)度得 75%來定。27 焊腳尺寸就是越大越好還就是越小越好 ？為什么？除鋼管結(jié)構(gòu)外,焊腳尺 寸不宜大于較薄焊件厚度得 1、2 倍,就是為了避免焊縫區(qū)得基本金屬過燒，減小焊件得焊接殘余應(yīng)力與殘余變形。焊腳尺寸也不能過小 ，否則焊縫因輸 入能量

18、過小，而焊件厚度較大，以致施焊時冷卻速度過快，產(chǎn)生淬硬組織,導(dǎo)當(dāng)致母材開裂，規(guī)范規(guī)定焊腳尺寸不得小于 1、5 ,t 為較厚焊件得厚度 跨越結(jié)構(gòu):在地面上跨越一定空間得結(jié)構(gòu)。 高聳結(jié)構(gòu):從地面向上發(fā)展得結(jié)構(gòu)。時效硬化： 鋼筋隨時間得增長而轉(zhuǎn)脆。人工時效:冷作硬化得同時可以加速時效硬化。 韌性:鋼材斷裂時吸收機(jī)械能能力得量度。沖擊韌性:衡量鋼材抗脆斷得性能。可焊性:采用一般焊接工藝就可完成合格得 （無裂紋得）焊接性能。 塑性材料 得鋼材， 脆性材料 延性破壞 并斷裂 非延性破壞 當(dāng)沒有塑性變形或只有很小塑性變形時即發(fā)生得破壞 分支點失穩(wěn) 特點就是在臨界狀態(tài)時，結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）從初始得平衡位形突變到與其 臨近得另一個平衡位形，表現(xiàn)出平衡位形得分岔現(xiàn)象。極值點失穩(wěn) 特點就是沒有平衡位形得分岔，臨界狀態(tài)表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)（構(gòu)件）不能繼 續(xù)承受荷載增量。穩(wěn)定分岔屈曲 分岔屈曲后，結(jié)構(gòu)還可承受荷載增量。換言之,變形得進(jìn)一步增大, 要求荷載增加。不穩(wěn)定分岔屈曲 分岔屈曲后，結(jié)