钢结构原理期末复习题1215Word格式文档下载.docx
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1.受弯构件强度验算包括哪几个方面?
2.轴心受拉钢构件强度计算时采用什么截面?
3.工形截面受弯构件塑性弯矩和最大弹性弯矩差多少?
4.压弯(拉弯)构件的强度计算准则有哪几种?
各适用于什么情况?
5.压弯(拉弯)构件的强度计算公式与其强度极限状态是否一致?
6.截面塑性发展系数
第四章稳定性
1.稳定分析时应采用一阶分析还是二阶分析?
2.轴心受压构件整体失稳形式有哪几种?
双轴对称工型截面、十字形截面和单轴对称T形截面的失稳形式各有哪几种?
3.影响轴心受压构件整体稳定性的因素有哪些?
4.什么是残余应力?
其对工形截面强轴和弱轴的稳定承载力影响是否一样?
5.什么是柏利(Perry)公式?
6.什么是轴心受压构件的整体稳定系数?
7.什么是柱子曲线?
我国现行《钢结构设计规范》有几条?
为什么采用多条柱子曲线(主要考虑了什么因素的影响)?
8.轴心受压构件的截面分类有几种?
9.我国现行《钢结构设计规范》轴心受压构件稳定计算公式对应哪种失稳形式?
10.格构式轴心受压构件需要做哪些方面的验算?
缀条和缀板各按什么构件设计?
11.为何格构式轴心受压构件在对虚轴稳定计算时采用换算长细比?
12.受弯构件发生哪种整体失稳形式?
13.影响受弯构件整体稳定性的因素有哪些?
梁支座处采用夹支约束的好处有哪些?
14.什么情况下不需要计算梁的整体稳定性?
15.压弯构件的整体失稳形式有哪些?
平面内和平面外各属什么失稳形式?
16.等效弯矩系数
17.格构式压弯构件需要做哪些方面的验算?
18.板件的局部稳定主要与哪些因素有关?
19.板件的局部稳定设计有哪两种准则?
《钢结构设计规范》对轴压构件采用哪个准则?
20.受弯构件腹板有哪几种加劲肋?
各在什么情况下才需设置?
第五章计算长度
1.杆件计算长度的物理含义是什么?
2.桁架平面内和平面外的计算长度根据什么原则确定?
3.简述平面桁架各类杆件平面内计算长度如何取值(腹杆通过节点板与弦杆相连)?
4.框架的稳定失稳形式有哪几种?
5.框架柱的计算长度根据什么确定?
6.无侧移框架柱的计算长度系数在什么范围内变动?
7.框架柱的计算长度与什么有关?
第六章正常使用极限状态
1.轴心受力构件的正常使用极限状态设计如何控制?
2.受弯构件的正常使用极限状态设计如何控制?
3.压弯构件的正常使用极限状态设计如何控制?
第七章连接
1.钢结构有哪几种连接形式?
2.焊缝有哪些缺陷?
3.规范规定焊缝按其检验方法和质量要求分几级?
各做哪些检验?
4.什么情况下对接焊缝不需进行计算?
5.角焊缝有哪些构造要求?
6.简述焊接残余应力对结构性能的影响。
7.普通抗剪螺栓的破坏形式有哪些?
哪些破坏形式通过构造措施来保证?
8.摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓受剪计算时最根本区别是什么?
9.柱脚底板、靴梁、隔板、肋板各起什么作用?
底板厚度如何计算?
名词:
样板(样杆)、号料、耳板、吊耳;
目标可靠指标、分项系数;
热脆、冷脆、蓝脆、应变硬化、时效硬化;
疲劳、应力幅;
普通碳素结构钢、普通低合金高强度结构钢;
毛截面、净截面、有效截面;
缀条、缀板、横隔;
引弧板、钝边、部分焊透的对接焊缝、焊脚尺寸、喇叭形焊缝、塞焊;
肩梁、牛腿、节点域、加腋、靴梁;
直接焊接节点、相贯节点;
摇摆柱
复习参考
轻质高强、材质均匀;
塑性、韧性好;
工业化程度高;
拆卸方便;
水密性气密性好;
耐腐蚀性差;
耐热不耐火。
大跨结构:
网架结构、膜结构、网壳结构、钢屋架结构、悬索结构、桥梁结构;
重型厂房结构;
承受动力荷载及强大地震作用的结构;
高层建筑;
高耸结构;
容器和其他构筑物;
可拆卸、活动结构;
轻型钢结构;
多高层住宅钢结构
承载能力极限状态:
对应于结构或结构构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载的变形,包括以下几个方面:
整个结构或结构的一部分作为刚体失去平衡(如倾覆);
结构构件或连接因超过材料强度而破坏(包括疲劳破坏),或因过度变形而不适于继续承载;
结构转变为机动体系;
结构或结构构件丧失稳定(如压屈等);
地基丧失承载能力而破坏(如失稳等)。
正常使用极限状态:
对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值:
影响正常使用或外观的变形;
影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);
影响正常使用的振动;
影响正常使用的其它特定状态。
概率极限状态设计法:
除疲劳计算外,钢结构设计规范采用以概率理论为基础的极限状态设计方法,用分项系数的设计表达式进行计算。
对于二级建筑结构,目标可靠指标取3.2。
6.用作钢结构的钢材必须符合哪些要求?
答:
用作钢结构的钢材必须符合下列要求:
(1)较高的抗拉强度
和屈服点
。
是衡量结构承载能力的指标,
高则可减轻结构自重,节约钢材和降低造价。
是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力,直接反映钢材内部组织的优劣,同时
高可以增加结构的安全保障。
(2)较高的塑性和韧性。
塑性和韧性好,结构在静载和动载作用下有足够的变形能力,既可减轻结构脆性破坏的倾向,又能通过较大的塑性变形调整局部应力,同时又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。
(3)良好的工艺性能(冷加工、热加工和可焊性)。
良好的工艺性能不但要易于加工成各种形式的结构,而且不致因加工而对结构的强度、塑性和韧性等造成较大的不利影响。
此外,根据结构的具体工作条件,有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
7.钢材具有哪两种性质完全不同的破坏形式?
钢材具有两种性质完全不同的破坏形式,即塑性破坏和脆性破坏。
塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的变形能力而产生的,仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度
后才发生。
塑性破坏前,总有较大的塑性变形发生,且变形持续的时间较长,很容易及时发现而采取措施予以补救,不致引起严重后果。
脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点,断裂从应力集中处开始。
由于脆性破坏前没有明显的预兆,无法及时觉察和采取补救措施,而且个别构件的断裂常引起整个结构塌毁。
在设计、施工和使用钢结构时,要特别注意防止出现脆性破坏
8.钢材的主要性能有哪些?
(1)强度性能
钢材标准试件在常温静载情况下,单向均匀受拉试验时的荷载—变形曲线或应力—应变(
)曲线,由此曲线可获得许多有关钢材性能的信息(图2-1和图2-2)。
图2-1碳素结构钢的应力—应变曲线图2-2理想的弹塑性体应力—应变曲线
比例极限:
曲线的OP段为直线,表示钢材具有完全弹性性质,P点应力
称为比例极限。
屈服点:
随着荷载的增加,曲线出现ES段,这时表现为非弹性性质,此段上限S点的应力
称为屈服点。
高强度钢没有明显的屈服点和屈服台阶。
这类钢的屈服条件是根据试验分析结果而人为规定的,故称为条件屈服点(或屈服强度)。
条件屈服点是以卸荷后试件中残余应变为0.2%所对应的应力定义的。
抗拉强度或极限强度:
超过屈服台阶,材料出现应变硬化,曲线上升,直至曲线最高处的B点,这点的应力
称为抗拉强度或极限强度。
当应力达到B点时,试件发生颈缩现象,至D点而断裂。
当以屈服点的应力
作为强度限值时,抗拉强度
成为材料的强度储备。
(2)塑性性能
伸长率:
试件被拉断时的绝对变形值与试件原标距之比的百分数,称为伸长率。
伸长率代表材料在单向拉伸时的塑性应变的能力。
(3)冷弯性能
冷弯性能由冷弯试验来确定。
试验时按照规定的弯心直径使试件弯成l80°
,如试件外表面不出现裂纹和分层,即为合格。
冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下的塑性应变能力和钢材质量的综合指标。
(4)冲击韧性
韧性是钢材强度和塑性的综合指标。
通常是钢材强度提高、韧性降低则表示钢材趋于脆性。
由于低温对钢材的脆性破坏有显著影响,在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(20℃)冲击韧性指标,还要求具有0℃和负温(-20℃或-40℃)冲击韧性指标,以保证结构具有足够的抗脆性破坏能力。
(5)可焊性
可焊性是指采用一般焊接工艺就可完成合格的焊缝的性能。
钢材的可焊性受碳含量和合金元素含量的影响。
碳元素含量过高会导致钢材可焊性变差。
提高钢材强度的合金元素大多也对可焊性有不利影响,衡量低合金钢的可焊性可用碳当量。
钢材可焊性的优劣实际上是指钢材在采用一定的焊接方法、焊接材料、焊接工艺参数及一定的结构形式等条件下,获得合格焊缝的难易程度。
可焊性稍差的钢材,要求更为严格的工艺措施。
9.影响钢材性能主要有哪些因素?
基本概念:
热脆、冷脆;
冷作硬化、时效硬化;
蓝脆现象、徐变现象、低温冷脆;
应力集中现象、钢材的疲劳。
6种因素对钢材主要性能的影响:
(1)化学成分
钢是由各种化学成分组成的,化学成分及其含量对钢的性能(特别是力学性能)有着重要的影响,铁(Fe)是钢材的基本元素,在碳素结构钢中约占99%,碳和其他元素仅占1%,但对钢材的力学性能却有着决定性的影响。
其他元素包括硅(Si)、锰(Mn)、硫(S)、磷(P)、氮(N)、氧(O)等。
低合金钢中还含有少量(低于5%)合金元素,如铜(Cu)、钒(V)、钛(Ti)、铌(Nb)、铬(Cr)等。
在碳素结构钢中,碳直接影响钢材的强度、塑性、韧性和可焊性等。
碳含量增加,强度提高,而塑性、韧性和疲劳强度下降,同时恶化钢的可焊性和抗腐蚀性。
因此,对含碳量要加以限制,一般不应超过0.22%,在焊接结构中还应低于0.20%。
硫和磷是钢中的有害成分,它们降低钢材的塑性、韧性、可焊性和疲劳强度。
在高温时,硫使钢变脆,称之热脆;
在低温时,磷使钢变脆,称之冷脆。
一般含量应不超过0.0045%。
氧和氮都是钢中的有害杂质。
氧的作用使钢热脆;
氮的作用使钢冷脆。
由于氧、氮容易在熔炼过程中逐出,一般不会超过极限含量,故通常不要求作含量分析。
硅和锰是钢中的有益元素,它们都是炼钢的脱氧剂。
它们使钢材的强度提高,含量不过高时,对塑性和韧性无显著的不良影响。
(2)冶金缺陷
常见的冶金缺陷有偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。
偏析是钢中化学成分不一致和不均匀性。
非金属夹杂是钢中含有硫化物与氧化物等杂质。
气孔是浇注钢锭时,由氧化铁与碳作用所生成的一氧化碳气体不能充分逸出而形成的。
浇注时的非金属夹杂物在轧制后能造成钢材的分层,会严重降低钢材的冷弯性能。
(3)钢材硬化
冷加工使钢材产生很大塑性变形,提高了钢的屈服点,但降低了钢的塑性和韧性,这种现象称为冷作硬化(或应变硬化)。
在高温时熔化于铁中的少量碳和氮,随着时间的增长逐渐从纯铁中析出,形成自由碳化物和氮化物,对纯铁的塑性变形起遏制作用,从而使钢材的强度提高,塑性、韧性下降。
这种现象称为时
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- 钢结构 原理 期末 复习题 1215