2023年鋼結構復習思考題

千里之行，始于足下讓知識帶有溫度。第第2頁/共2頁精品文檔推薦鋼結構復習思考題鋼結構復習材料

名詞解釋

1.切線模量理

切線模量理論認為軸心壓桿在彈塑性階段彎曲屈曲時，軸心壓力P

不變，只是構件截面上的應力超過了彈性極限，此時用切線模量

Et來代替E

2.二階分析p12

考慮變形影響的內力分析稱為二階分析

3.概率極限狀態(tài)設計法p13

以概率理論為基礎的極限狀態(tài)設計辦法，簡稱概率極限狀態(tài)設計法

4.不穩(wěn)定分岔屈曲p82

分岔屈曲后，結構只能在比臨界荷載低的荷載下才干維持平衡位形

5.應力集中p34

在缺陷或截面變化處附近，應力線蜿蜒、密集、浮現(xiàn)高峰應力的現(xiàn)象稱為應力集中

6.延性破壞p35

超過屈服點fy即有顯然塑性變形產生的構件。當達到抗拉強度fu時將在很大變形的狀況下斷裂，這是材料的塑性破壞，也稱為延性破壞

7.穩(wěn)定分岔屈曲p82

分岔屈曲后，結構還可承受荷載增量

8.蘭脆現(xiàn)象p33

蘭脆現(xiàn)象指溫度在250℃左右的區(qū)間內，fu有局部性提高，fy也有所回升，同時塑性有所降低，材料有轉脆傾向

9.沖擊韌性p27

沖擊韌性衡量鋼材抗脆斷的性能。實際結構中脆性斷裂總是發(fā)生在缺口高峰應力的地方，在缺口高峰應力的地方常呈三向受拉的應力狀態(tài)。因此，最有代表性的是鋼材的缺口沖擊韌性，簡稱沖擊韌性或沖擊功

10.抱負彈塑性模型p25

бy之前，鋼材近于抱負彈性體，бy之后，塑性應變范圍很大而應力保持不增長，臨近抱負塑性體?？梢詢筛本€的圖形（書上p24圖2-1中的OA'F）作為抱負彈塑性體的應力-應變模型。鋼結構設計規(guī)范對塑性設計的規(guī)定，就以材料是抱負彈塑性體的假設為依據(jù)，忽

略了應變硬化的有利作用

11、伸長率p26

伸長率是斷裂前試件的永遠變形與原標定長度的百分比。取圓形試件直徑d的5倍或10倍為標定長度，其相應的伸長率用δ5或δ10表示，伸長率代表材料斷裂前具有的塑性變形的能力。

12、塑性破壞p35

超過屈服點fy即有顯然塑性變形產生的構件，當達到抗拉強度fu時將在很大的變形的狀況下斷裂，這是材料的塑性破壞，也稱為延性破壞。

13、分支點失穩(wěn)p82

分支點失穩(wěn)的特征是：在臨界狀態(tài)時，結構從初始的平衡位形突變到與其接近的另一平衡位形，表現(xiàn)出平衡位形的分岔現(xiàn)象。在軸心壓力作用下的完美直桿以及在中面受壓的完美平板的失穩(wěn)都屬于這一類型。

簡答題

1.冷加工對于鋼材性能的影響？P32

答：在常溫下加工叫冷加工。冷拉、冷彎、沖切、機械剪切等冷加工使鋼材而產生很大的塑性變形，產生塑性變形后的鋼材在重新加荷時將提高屈服，同時降低塑性和韌性。因為減小了塑性和韌性性能，一般鋼結構中不利用硬化現(xiàn)象所提高的強度。重要結構還把鋼板因剪切而硬化的邊緣部分刨去。

2.溫度對于鋼材力學性能的影響？P32

答：鋼材對溫度相當敏感，溫度上升與降低都使鋼材性能發(fā)生變化。

當溫度逐漸上升時，剛才的強度、彈性模量會不斷降低，變形能力則不斷增大。隨著溫度的上升，一般鋼的強度下降較快，溫度達到600℃時，其屈服強度僅為室℃溫屈服強度的1//3左右，此時因強度很低已不能擔當荷載。而彈性模量則在500℃之后開頭急劇下降，到600℃時約為室溫彈性模量的40%。達250℃附近時，鋼材抗拉強度略有提高，而塑性、韌性均下降，此時加工有可能產生裂縫，稱“蘭脆現(xiàn)象”。260%-320%時有徐變現(xiàn)象。

當溫度從常溫下降時，鋼材的強度略有提高而塑性和韌性降低，當經過溫度改變區(qū)后，材料由韌性破壞轉到脆性破壞，這種現(xiàn)象稱為低溫冷脆現(xiàn)象。這個改變溫度叫冷脆改變溫度。鋼材在囫圇使用過程中，可能浮現(xiàn)的最低工作溫度，應高于鋼材的冷脆改變溫度。

3、強度問題和穩(wěn)定問題的區(qū)分。

強度問題是指結構或者單個構件在穩(wěn)定平衡狀態(tài)下由荷載所引起地最大應力（或內力）

是否超過建造材料的極限強度，因此是一個應力問題。極限強度的取值取決于材料的特性，對混凝土等脆性材料，可取它的最大強度，對鋼材則常取它的屈服點。

穩(wěn)定問題則與強度問題不同，它主要是找出外荷載與結構內部反抗力間的不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，即變形開頭急劇增長的狀態(tài)，從而設法避開進入該狀態(tài)，因此，它是一個變形問題。如軸壓柱，因為失穩(wěn)，側向撓度使柱中增強數(shù)量很大的彎矩，因而柱子的破壞荷載可以遠遠低于它的軸壓強度。明顯，軸壓強度不是柱子破壞的主要緣由。

3.殘余應力對于軸心受壓構件整體穩(wěn)定性的影響，及其如何產生這種影響。P86

4.焊縫銜接的優(yōu)、缺點及其質量檢查辦法。P192-194

答：焊縫銜接與螺栓銜接、鉚釘銜接比較有下列優(yōu)點

1）不需要在鋼材上打孔鉆眼，既省工，又不減損鋼材截面，使材料可以充分利用

2）任何外形的構件都可以直接相連，不需要輔助零件，構造容易；

3）焊縫銜接的密封性好，結構剛度大

焊縫銜接存在的問題：

1）因為施焊時的高溫作用，形成焊縫附近的熱影響區(qū)，使鋼材的金屬組織和力學性能發(fā)生變化，材質變脆

2）焊接的殘余應力使焊接結構發(fā)生脆性破壞的可能性增大，殘余變形使其尺寸和外形發(fā)生變化，矯正費工

3）焊接結構對整體性不利的一面是，局部裂縫一經發(fā)生便簡單擴展到整體。焊接結構低溫冷脆問題比較突出

質量檢查辦法：

《鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范》規(guī)定，焊接質量檢查分為三級，其中第三級只要求通過外觀檢查，即檢查焊縫實際尺寸是否符合設計要求和有無看得見的裂紋、咬邊等缺陷。對于重要結構或要求焊縫金屬強度等于被焊接金屬強度的對接焊縫，必需舉行一級或二級質量檢查，即在外觀檢查的基礎上再做無損檢驗。其中二級要求用超聲波檢驗每條焊縫的20%長度，一級要求用超聲波檢驗每條焊縫所有長度，以便揭示焊縫內部缺陷。

6.一階分析和二階分析的區(qū)分。

結構在荷載作用下必定有變形。當變形和構件的幾何尺寸相比微不足道時，內力分析按結構的原始位型舉行，即忽視變形的影響。這種做法稱為一階分析。而當變形影響不再能被忽視。需要考慮變形影響的內力分析稱為二階分析。

7.應力集中現(xiàn)象對于鋼結構力學性能的影響。(見書P34頁）

8.第一類穩(wěn)定問題和其次類穩(wěn)定問題的特點和區(qū)分

第一類穩(wěn)定：分枝點失穩(wěn)，基于小變形理論；其次類失穩(wěn)：極值點失穩(wěn)，基于大變形理論。實際工程中主要是其次類失穩(wěn)問題，但第一類失穩(wěn)求解容易

9.把握焊縫符號的表示辦法。

見書196~197表7-1與表7-2

10.影響軸心受壓構件整體穩(wěn)定性的主要因素

1.縱向殘余應力對軸心受壓構件整體穩(wěn)定性的影響

2.構件初彎曲對軸心受壓構件整體穩(wěn)定性的影響

3.構件初偏心對軸心受壓構件整體穩(wěn)定性的影響

4.桿端約束對軸心受壓構件整體穩(wěn)定性的影響

5.軸心受壓構件整體穩(wěn)定計算（彎曲屈曲）

6.軸心受壓構件的扭轉屈曲和彎扭屈曲

11.失穩(wěn)的實質：壓應力使得構件的彎曲剛度減小，直至消逝的過程。

12挑選鋼材應考慮的因素有哪些？

挑選鋼材的目的是要做到結構平安牢靠，同時用材經濟合理。為此，在挑選鋼材時應考慮下列各因素：

①結構或構件的重要性；

②荷載性質（靜載或動載）；

③銜接辦法（焊接、鉚接或螺栓銜接）；

④工作條件（溫度及腐蝕介質）

對于重要結構、直接承受動載的結構、處于低溫條件下的結構及焊接結構，應選用質量較高的鋼材。

13角焊縫的構造要求。

（1）在直接承受動力荷載的結構中，為了緩解應力集中，角焊縫表面應做成直線型或凹形。焊縫直角邊的比例：對正面角焊縫宜為1:1.5，側面角焊縫可為1:1（2）最小焊縫尺寸：角焊縫hf不得小于（1.5）1/2,(對自動焊，最小焊接尺寸可削減1mm,對T型銜接的單面角焊縫應增強1mm），他為較厚焊件厚度，當焊件厚度小于4mm時，則取與焊件厚度相同。

（3）最大焊縫尺度：hf6mm時，hf=t-(1~2)mm

（4）對角焊縫l

的尺寸：a、側面或正面角焊縫不小于8hf和40mmb、側面角焊縫不

w

大于60hf

（5）其他要求;a、全部圍焊的轉角處必需延續(xù)施焊b、當板件僅用兩條側焊縫銜接時>=b和b<=190mm，b不滿足時，應加正面角焊縫、槽縫或塞縫。C、搭接銜接不能

應使l

w

只用一條正面角焊縫，搭接長度大于5t及25mm,t為焊件較小厚度

14、試述三種銜接方式（焊接、鉚接和螺栓銜接）各自的優(yōu)、缺點？

焊接：優(yōu)點：構造容易，不減弱構件截面、節(jié)省鋼材、加工便利、易于采納自動化操作、銜接的密封性好、剛度大。

缺點：焊接殘余應力和殘余應變對結構有不利影響，焊接結構的低溫冷脆問題也比較突出。

鉚接：優(yōu)點：塑性和韌性較好，傳力牢靠，質量易于檢查，適用于直接承受動載結構的銜接。

缺點：構造復雜，用鋼量多，目前已很少使用。

一般螺栓銜接：優(yōu)點：施工容易，裝拆便利，利于檢修，可以增強預緊力防止松動。

缺點：用鋼量多，而且在螺栓銜接的縫隙處簡單有腐蝕的發(fā)生，從而造成銜接失效。15、簡述高強螺栓和一般螺栓銜接的主要區(qū)分p190

一般螺栓扭緊螺帽時螺栓產生的預拉力很小，由板面擠壓力產生的摩擦力可以忽視不計。一般螺栓銜接抗剪時是依賴孔壁承壓和栓桿抗剪來傳力。高強度螺栓除了其材料強度高之外，施工時還給螺栓桿施加很大的預拉力，使被銜接構件的接觸面之間產生擠壓力，因此板面之間垂直于螺栓桿方向受剪時有很大的摩擦力。依賴接觸面間的摩擦力來阻擋其互相滑移，以達到傳遞外力的目的，因而變形較小。高強度螺栓抗剪銜接分為摩擦型銜接和承壓型銜接。前者以滑移作為承載能力的極限狀態(tài)，后者的極限狀態(tài)和一般螺栓銜接相同。高強度螺栓的另一個特點是不能多次重復使用。尤其是10.9級螺栓，拆卸后即不能再用。

16、軸心受力構件截面形式的共同要求p47

（1）能提供承載力所需要的截面積；

（2）制作比較容易；

（3）便于和相鄰的構件銜接；

（4）截面開展而壁厚較薄，以滿足剛度要求。

17、試述影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？提高梁穩(wěn)定性的措施有哪些。

影響梁整體穩(wěn)定性的因素有：

4）截面的外形和尺寸比值：增強側向抗彎剛度（增大受壓邊緣的寬度）EIy，增大梁的抗扭能力，GIt，EIw降低梁的高度h

5）荷載類型及作用位置：純彎時，整體穩(wěn)定臨界力最小，均布荷載時次之，集中荷載時最大；荷載作用于下翼緣時臨界力高，反之則小。

6）側面支承和梁端支承，減小受壓翼緣的側面自由長度可提高臨界力。

7）初始缺陷（初彎曲，初偏心，殘余應力）降低梁的臨界力。

提高梁穩(wěn)定性的措施有：

1.翼緣與其它構件作側向銜接

2.提高b/t比值，盡可能使抗側剛度提高，Iy增大。

18、試述屈服點對鋼結構設計理論的重要意義p25

屈服點是建造鋼材的一個重要力學特性，其意義是：

1．作為結構計算中材料強度標準，或材料抗