鋼結(jié)構設計原理簡答題

<鋼結(jié)構設計原理簡答題>簡答題（30分)1、鋼結(jié)構用鋼材機械性能指標重要有哪幾些？承重結(jié)構的鋼材至少應保證哪幾項指標滿足規(guī)定？（8答：鋼材機械性能指標有：抗拉強度、伸長率、屈服點、冷彎性能、沖擊韌性（5）承重結(jié)構的鋼材應保證下列三項指標合格：抗拉強度、伸長率、屈服點。2、影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？如何提高梁的整體穩(wěn)定性？（10分）答：影響因素有：荷載類型與荷載作用位置、受壓翼緣側(cè)向支撐點間距、截面類型與截面尺寸比例、支座約束性質(zhì)、殘余應力與梁的幾何缺陷影響、鋼材強度等級。（6分）（4）增長側(cè)向支撐采用閉合箱形截面增大梁截面尺寸增長梁兩端約束3、梁腹板加勁肋的配置規(guī)定是什么？（7分）（1）（2）（2）（2）梁的支座和上翼緣受有較大固定集中荷載處宜設立支承加勁肋（14、鋼結(jié)構設計中什么叫換算長細比？（5）答：在軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算中，按臨界應力相等的原則，將格構式構件換算成實腹式構件進行計算是所相應的長細比或是將彎扭與扭轉(zhuǎn)屈曲換算為彎曲失穩(wěn)是采用的長細比。 1、格構式受壓柱為什么要采用換算長細比？公式ox（5分）

27AAx1x

A1x分別是什么含義？答：格構式柱剪力由比較柔弱的綴條或綴板承擔，由此橫向剪力產(chǎn)生的側(cè)向變形，因而導致構件的臨界力減少不可忽略。因此采用換算長細比擬定剪切變形的影響。（3分）X2、對接焊縫在哪種情況下才需要進行計算？（7）答：焊接缺陷對受壓、受剪的對接焊縫影響不大，故可認為受壓、受剪的對接焊縫與母材強度相等，但需進行抗拉強度驗算。3、鋼結(jié)構的破壞形式有哪兩種？其特點如何？（7分）答：塑性破壞：破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的互相垂直交錯的銹跡剝落線。由嚴重后果。脆性破壞：破壞前塑性變形很小，或主線沒有塑性變形，而忽然迅速斷裂。由于破壞前沒有任何預兆，破壞速度又極快，無法察覺和補救，并且一旦發(fā)生常引發(fā)整個結(jié)構的破壞，后果非常嚴重，因此在鋼結(jié)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(fā)生。4、影響鋼材機械性能的重要因素有哪些？各因素大體有哪些影響？（8答：重要的影響因素有：化學成分的影響：影響較大的幾種化學成分為C、Si、Mn、S、P、O,其中碳素結(jié)構鋼中則是鐵以外下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能等也變劣。Si、Mn為有益元素，在普通碳素鋼中，它們是脫氧劑，可提高鋼材強度。S、P、OSP似使鋼熱脆。鋼材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）和應變時效硬化，鋼材的硬化使鋼材的強度提高，而塑性和韌性下降。應力集中的影響應盡量使構件和連接節(jié)點的形狀和構造合理，防止截面的忽然改變。殘余應力的影響構造設計和施工時，應盡量減少焊接殘余應力。5、什么叫鋼材的疲勞斷裂？影響鋼材疲勞強度的因素有哪些？(7分)影響因素有：應力幅值（焊接結(jié)構、應力比（非焊接結(jié)構（即鋼材強度分)答：無影響。由于抱負的軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力為Nk= ，與號無關。剪力作用下的普通螺栓連接節(jié)點也許發(fā)生哪些破壞形式？(8分)答：栓桿被剪斷、栓桿（孔壁承壓）破壞、板件拉斷、栓桿受彎破壞、板端沖剪破壞兩板件通過抗剪螺栓群承擔剪力時，就板件的凈截面強度來說，摩擦型高強螺栓連接與普通螺栓連接有何區(qū)別？采用何種連接方式更合理？(7分)答：摩擦型高強螺栓連接板件計算截面承力需考慮孔前傳力，其所受荷載小于普通螺栓接。從板件的受力來說，采用摩擦型高強螺栓連接更合理。4.同一種類的鋼材，當其厚度或直徑發(fā)生變化時，鋼材的機械性能（強度和塑性）有何變化？為什么？(8分)答：同一種類的鋼材，當其厚度或直徑發(fā)生減小時，鋼材的強度和塑性會提高。由于隨著鋼材厚度或直徑的減小，鋼材（型鋼）的軋制力和軋制次數(shù)增長，鋼材的致密性好，存在大缺陷的幾率減少，故強度和塑性會提高。焊接殘余應力對結(jié)構工作性能有何影響？（8分）答：焊接構件由于存在高的拉伸殘余應力，且焊縫部位存在熱影響區(qū)、焊趾缺陷、接頭應力集中，形成構件上組織和力學的薄弱部位，有也許導致構件運營時的變形、初期開裂、應力腐蝕、疲勞斷裂和脆性斷裂。3、試述影響梁整體穩(wěn)定的因素通常有哪些？（7分）答：梁在荷載作用下，雖然其截面的正應力還低于鋼材的強度，但其變形會忽然離開本來的彎曲平面，同時發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，這就稱為梁的整體失穩(wěn)。重要因素：梁的側(cè)向抗彎剛度，抗扭剛度，抗翹曲剛度，梁側(cè)向支撐點之間的距離，梁的截面形式，橫向荷載的形式、在截面上的作用位置等。4(8答：螺栓桿剪斷，孔壁擠壓，鋼板被拉斷，鋼板剪斷，螺栓彎曲（5）鋼板剪斷，螺栓彎曲3.何謂受彎構件的整體失穩(wěn)？（7分）答：受彎構件在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使其如同受壓構件和受拉構件的組合體。對于受下翼緣發(fā)生側(cè)向位移并伴有整個截面的扭轉(zhuǎn)，這時我們稱其發(fā)生了整體失穩(wěn)。在角焊縫設計中，對焊腳尺寸和計算長度有哪些構造規(guī)定？為什么？（8分）答：最大焊腳尺寸：，防止焊縫過燒焊件；最小焊腳尺寸：防止焊縫冷裂;最大計算長度：防止應力沿焊縫長度不均勻分布；最小計算長度：，防止焊縫沿長度缺陷幾率增長在抗剪連接中,普通螺栓連接與摩擦型高強度螺栓連接的工作性能有何不同？態(tài)。高強度螺栓摩擦型連接有很好的抗疲勞能力，多用于直接承受動力荷載的抗剪連接中，尚有比較重要的梁柱連接中；普通螺栓抗剪性能差，可在次要結(jié)構部位使用。鋼結(jié)構的疲勞破壞有什么特點？（7）特點有：是一種低應力水平下的忽然破壞（3）（2）該類型破壞對缺陷十分敏感。螺栓在構件上的排列有幾種形式？應滿足什么規(guī)定？最小的栓距和端距分別是多少？（8分）答：螺栓在構件上的排列有兩種形式：并列和錯列（2）規(guī)定、③構造規(guī)定（3）（3）2、簡述抗剪螺栓連接的破壞類型，并指出哪些是通過構造來避免的。（9分）答：破壞形式有：孔壁承壓破壞、螺桿被剪斷、連接板端部沖切破壞、螺桿彎曲變形破壞、連接板凈截面強度局限性發(fā)生破壞孔壁承壓破壞、螺桿被剪斷、連接板凈截面強度局限性發(fā)生破壞這三種破壞形以通過構造的方式予以避免。（6）(1可避免地偏離截面形心而產(chǎn)生初偏心e0，使構件成為偏心受壓構件。偏心受壓構件的臨界力恒比軸心e0和運送安裝的過程中，構件肯定會產(chǎn)生微小彎曲，且初始撓度越大臨界力減少越多。b/φ1/8，但對1/2l0反映鋼材的機械性能指標重要有哪些？分別代表鋼材哪些方面的性能？（10答：屈服強度：代表鋼材強度指標，是鋼材可達成的最大應力（2抗拉強度：代表材料的強度儲備（2）伸長率：代表材料在單向拉伸時的塑性應變能力（2分）冷彎性能：代表鋼材的塑性應變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標（2分）沖擊韌性：代表鋼材抵抗沖擊荷載的能力，是鋼材強度和塑性的綜合指標（2分）簡述鋼材塑性破壞的特性和意義。建筑鋼材的伸長率是通過什么實驗擬定的？實驗時如何取值？伸長率反映了鋼材的什么性質(zhì)？(8答：建筑鋼材的伸長率是通過單向拉伸實驗擬定的（4.0）取試件拉斷后的伸長量與原標距的比值的百分率，即（公式反映了鋼材的塑性變形能力。請評價鋼材通過常溫時的加工（冷作硬化）答：鋼材通過冷作硬化后，其強度提高5.0，塑性變形能力下降。在角焊縫設計中，對焊腳尺寸和計算長度有哪些構造規(guī)定？為什么？(8分)答：1、焊縫長度對設計來說沒啥大用，一般是用來計算焊絲或焊條定額的；2、焊腳尺寸與設計有關，那就是強度設計，先看你的結(jié)構的受力大小，方向，簡樸的可以通過材料力學復雜的可以通過軟件分析計算焊縫受力情況，進而擬定焊腳尺寸大小；3、焊腳尺寸計算也可分為靜強度和疲勞強度計算兩種需要區(qū)分一下。承壓型高強螺栓和摩擦型高強螺栓承受剪力作用時在傳力和螺栓的驗算上有什么區(qū)別？(7分)答：承壓型高強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。影響鋼材機械性能的重要因素有哪些？各因素大體有哪些影響？1）化學成分的影響：影響較大的幾種化學成分為CSiMnSPO,外的最重要元素，碳是形成鋼材強度的重要成分，隨著含碳量的提高，鋼的強度逐漸增高，而塑性和韌性下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能等也變劣。Si、Mn為有益元素，在普通碳素鋼中，它們是脫氧劑，可提高鋼材強度。S、P、O為有害元素，S也許引發(fā)剛才熱脆，P也許引發(fā)剛才冷脆，氧與硫類似使鋼熱脆。鋼材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）和應變時效硬化，鋼材的硬化使鋼材的強度提高，而塑性和韌性下降。應力集中的影響應盡量使構件和連接節(jié)點的形狀和構造合理，防止截面的忽然改變。殘余應力的影響構造設計和施工時，應盡量減少焊接殘余應力。什么是格構式軸心受壓構件的換算長細比？格構式軸心受壓柱當繞虛軸失穩(wěn)時，剪力重要由綴材分擔，柱的剪切變形較大，剪力導致的附加繞比稱為換算長細比。承壓型高強螺栓和摩擦型高強螺栓承受剪力作用時在傳力和螺栓的驗算上有什么區(qū)別？答：承壓型高強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。簡述哪些因素對鋼材性能有影響？（7分）化學成分；冶金缺陷；鋼材硬化；溫度影響；應力集中；反復荷載作用。角焊縫的最大焊腳尺寸、最小焊腳尺寸、最大計算長度及最小計算長度有那些規(guī)定？（8分）答：3、鋼材有哪幾項重要機械性能指標？各項指標可用來衡量鋼材哪些方面的性能？（7分）答：屈服強度：代表鋼材強度指標，是鋼材可達成的最大應力（2分）抗拉強度：代表材料的強度儲備（2分）伸長率：代表材料在單向拉伸時的塑性應變能力（2分）冷彎性能：代表鋼材的塑性應變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標（2分）沖擊韌性：代表鋼材抵抗沖擊荷載的能力，是鋼材強度和塑性的綜合指標（2分）對接焊縫坡口的型式重要由什么條件決定？通常用的坡口型式有幾種？（7分）I（不開坡口VUVUK試述提高板件局部穩(wěn)定的措施通常有哪些？（8分）答：1）增長板件厚度、2）減小板件寬度3）設立加勁肋增強板件平面外的約束承重結(jié)構的鋼材應具有哪些機械性能及化學成分的合格保證？（7分）答：承重結(jié)構鋼材應具有抗拉強度、屈服強度、伸長率及硫磷含量的合格保證，對焊接結(jié)構，還應具有含碳量的合格保證，焊接承重結(jié)構及重要的非焊接承重結(jié)構采用鋼材，尚應具有冷彎性能合格保證。4、高強螺栓連接有幾種類型？其性能等級分哪幾級？并解釋符號的含義。（8分）8.810.98.88強度最小值不小于