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文档简介

仅供参考,大括号为不确定答案第一章1、 钢结构的特点、应用范围?【特点:1、钢材强度高,结构重量轻。2、材质均匀,且塑性韧性好。3、良好的加工性能和焊接性能。4、密封性好。5、钢材的可重复使用性。6、钢材耐热但不耐火。7、耐腐蚀性差。8、钢结构的低温冷脆倾向。】【应用:1、大跨结构。2、工业厂房。3、受动力荷载影响的结构。4、多层和高层建筑。5、高耸结构。6、可拆卸的结构。7、容器和其他构筑物。8、轻型钢结构。9、钢和混凝土的组合结构。】2、 钢结构的两类极限状态所包含的内容是什么?【1、承载能力极限 包括:构件和连接的强度破坏、疲劳破坏和因过度变形而不适于继续承载,结构和构件丧失稳定,结构转变为机动体系和结构倾覆。】【2、正常使用极限状态 包括:影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形,影响正常使用的振动,影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括组合结构中混凝土裂缝)。】3、 钢结构的两种设计方法及适用范围?【1、概率极限状态设计法】【2、容许应力设计法】第二章1、 钢结构对材料性能的基本要求是什么?【应具有较高的强度、塑形和韧性,以及良好的加工性能。】2、 钢结构规范推荐承重结构宜采用哪几种钢材(或哪几种钢材符合钢结构对材料性能的基本要求)?【Q235钢、Q345钢、Q390钢和Q420钢】3、 建筑钢材可能的两种典型破坏形式是什么?各自的破坏特征如何?【1、塑性破坏 破坏的主要特征是,破坏前具有较大的塑形变形,常在钢材表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线。只有当构件中应力达到抗拉强度后才会发生破坏,破坏后的端口呈纤维状,色泽发暗。】【2、脆性破坏 破坏的主要特征是,破坏前塑性变形小,或根本没有塑性变形,而突然迅速断裂。破坏后的断口平直,呈有光泽的晶粒状或有人字纹。】4、 简述钢材的主要机械性能(物理力学性能)指标及对应的试验是什么?【三个重要的力学性能指标:抗拉强度fu、伸长率、屈服点fy】【抗拉强度是钢材一项重要的强度指标,它反映了钢材受拉时所能承受的极限应力。伸长率是衡量钢材断裂前所具有的塑性变形能力的指标,以试件破坏后在指定长度内的残余应变表示。屈服点是钢结构设计中应力允许达到的最大限值,因为当构件中的应力达到屈服点时,结构会因过度的塑性变形而不适于继续承载。】5、 钢结构中以钢材的屈服强度作为材料静力强度标准的主要依据是什么?1)它是钢材弹塑性变形的分界点。y=0.15,p=0.1,y可以认为是弹性变形的终点。(2)y=0.150.25,变形范围大,应力不增加,变形大量增加,表征钢材屈服,结构一时丧失继续承担更大荷载的能力,这时晶格重排列。(3)塑性变形大,易察觉,可处理,且yu,有一定的强度储备。对Q235,u/y=1.601.9。简述假设钢筋为理想弹塑性体的依据。【钢材在屈服点以前应力应力与应变关系符合胡克定律,接近理想弹性体工作;屈服点以后塑性平台阶段又近似于理想的塑性体工作。这一简化,与实际误差不大,却大大方便了计算,成为钢结构弹性设计和塑性设计的理论基础。】6、 什么是钢材的塑性、韧性?钢材的冲击韧性与塑形有何区别?塑形是指金属材料受力后发生永久性变形但不产生破坏的能力。韧性是指钢材在瞬间荷载作用下,抵抗破坏的能力。7、 影响钢材力学性能的主要因素有哪些?【化学成分、钢材的焊接性能、钢材的硬化、应力集中的影响、荷载类型的影响、温度的影响】8、 什么是应力集中?构件中产生应力集中现象的主要原因有哪些?应力集中将会造成什么后果?当截面完整性遭到破坏(如有裂纹、孔洞、刻槽、凹角)时,以及截面的厚度或宽度突然改变时,构件中应力分布将变得很不均匀,在缺陷或截面变化处附近,应力线曲折、密集,出现高峰应力的现象称为应力集中【截面突变、钢材上有孔洞、槽口以及钢材内部缺陷。在浇注、轧制和焊接的加工过程中,不同部位钢材冷却速度不同,或因不均匀加热和冷却而产生。】【会使得钢材局部变脆,当外力引起的应力与内应力处于不利组合时,会引发脆性破坏。】9、 疲劳断裂如何产生?其基本特点是什么?【钢材在连续交变荷载作用下,会逐渐积累损伤、产生裂纹及裂纹逐渐扩展,直到最后破坏。】【特点:1、疲劳破坏具有突变性。2、疲劳破坏的断口与一般脆性断口不同。3、疲劳对缺憾十分敏感。】10、 影响疲劳强度的主要因素是什么?(对于设计要求的疲劳寿命n,各种构件或连接破坏的应力幅值的大小,主要取决于构造细部。如果由构造细部引起的应力集中大,则破坏时的应力幅就小,其疲劳性能就不好。)疲劳破坏位置及计算方法?11、 钢结构产生脆性断裂的主要原因有哪些?其中又以哪些原因影响较大?【钢材的内在因素,如钢材的化学成分、组织结构和缺陷等;钢材的外在因素,如构造缺陷和焊接加工引起的应力集中、低温影响、动荷作用、冷作硬化和应变时效硬化等。】【其中应力集中尤为重要】12、 我国常用建筑钢材的钢种、钢号是什么?钢种:碳素结构钢和低合金高强度结构钢。碳素结构钢的牌号(钢号):Q195、Q215(A、B)、Q235(A、B、C、D)、Q255(A、B)Q275低合金高强度结构钢:Q295、Q345、Q390、Q420、Q460钢材牌号表示法:QXXX+质量等级+脱氧方法13、 选择钢材时应考虑的主要因素是什么?【结构的重要性、荷载特性、连接方法、工作环境、应力状态和钢材厚度等因素。】14、 了解各钢号的合格保证项目是什么?焊接承重结构呢?Q235-A,Q235-B钢优先选用镇定钢,还需选择钢材的脱氧方法。Q235-A钢不应用于焊接承受钢结构;Q235-A,Q235-B的沸腾钢不应用于直接承受动力荷载,并需要验算疲劳的焊接钢结构。Q235和Q345应选用具有0C冲击韧性的C级钢,Q390和Q420则应选用-20C冲击韧性合格的D级刚。适用于工作温度在0C-20C之间。用于焊接结构钢材含碳量不宜超过0.2%;连接使用钢材,如焊条、焊丝及螺拴的钢材应与主体金属强度相应。15、 为什么薄钢板或小直径钢材比厚板或大直径钢材的强度高,即为什么规范要对钢材以板厚分组区别其强度?轧制使金属晶粒变细,使气孔、裂纹等焊合,从而改善材性。由于薄板辊轧次数多,其强度比厚板略高,所以规范规定:按板厚分组,以区别其设计强度。16、 用塑形良好的Q235钢材制成的材料一定发生塑形破坏吗?为什么?不一定。因为一种钢材具有塑性变形的能力的大小,不仅取决于钢材原始的化学成分,熔炼与轧制条件,也取决于后来所处的工作条件。即使原来塑性表现极好的钢材,改变了工作条件,如在很低的温度之下受冲击作用,也完全可能呈现脆性破坏17、 在某些情况下钢结构计算不需要考虑应力集中和残余应力,为什么?有屈服平台并且屈服平台末端的应变比较大,这就有足够的塑性变形来保证截面上的应力最终都达到y第三章1、 目前我国常用的连接方法有哪些?各有什么特点?【焊接连接、铆钉连接、螺栓连接和轻型钢结构用的紧固件连接】2、 手工电弧焊焊条和焊件金属品种相适应。Q235号钢焊件用E43系列型焊条、Q345钢焊件用E50系列型焊条,Q390钢焊件用E55系列型焊条。焊条型号中字母E表示焊条,两位数字为熔敷金属的最小抗拉强度,后边还有两位数字或再附加符号,用来表示适用焊接的位置、电流以及药皮类型等。不同钢种的钢材相焊接时,宜采用低组配方案,即宜采用与低强度钢相适应的焊条。3、 焊缝缺憾有哪些?焊缝三级质量检验标准分别是什么?【常见的有:裂纹、焊瘤、烧穿、弧坑、气孔、夹渣、咬边、未熔合、为焊透等;以及焊缝尺寸不符合要求、焊缝成形不良。】【三级焊缝只要求对全部焊缝作外观检查且符合三级质量标准;设计要求全焊透的一级、二级焊缝除外观检查外,还要求用超声波探伤进行内部缺陷的检验,超声波探伤不能对缺陷作出判断时,应采取射线探伤检验,并应符合国家相应质量标准。对设计要求全焊透的一级焊缝应进行100%的超声波探伤检验;对二级焊缝应进行抽检,抽检比例不少于20%。所有查出的不合格焊缝,均应按有关规定给予补修至检查合格为止。】4、 按施焊的位置,焊缝可分为几种?【按施焊的位置可以分为平焊、横焊、立焊及仰焊。】5、 焊透的对接焊缝的焊缝质量检验标准?质量检验标准与其设计强度的关系?当符合什么条件时,焊透的对接焊缝由构件等强?什么情况下需验算对接焊缝强度?对接焊缝传递各种内力计算?6、 角焊缝的尺寸限制:写出hfmin、hfmax、Lwmin、Lwmax的值,为什么要有这些限值?【当板件厚度t6mm时,hfmaxt;当t6mm时,hfmaxt-(12)mm;圆孔或槽孔内的角焊缝尺寸尚不宜大于圆孔的直径和槽控的短径的1/3。hfmin1.5,t为较厚板件的厚度;自动焊熔深大,最小焊脚尺寸可减少1mm;对T形连接的单面角焊缝,应增加1mm。当焊件厚度等于或小于4mm时,则最小焊脚尺寸应与焊件厚度相同。Lwmax60hf,当大于上述数值时,其超出部分在计算中不给予考虑。Lwmin8hf且40mm,考虑到焊缝两端的缺陷,其实际焊缝长度应较前述数值还要大2hf。】7、 何为正面角焊缝、侧面角焊缝?承受静力荷载或间接动载时,端焊缝的承载能力为侧焊缝的1.22倍。【焊缝长度方向与作用力平行的侧面角焊缝;焊缝长度方向与作用力垂直的正面角焊缝。】8、 直角角焊缝传递各种内力的计算(基本假定、计算方法);静载与动载作用下的计算有何区别?(角钢角焊缝连接的计算:计算公式、K1和K2的取值;扭矩T作用的角焊缝连接计算假定、计算公式、计算步骤;弯矩、轴心力、剪力共同作用下的角焊缝的计算。)【P71-P81】9、 简述残余应力的影响。P87【1)对结构静力强度的影响2)对结构刚度的影响3)对低温冷脆的影响4)对疲劳强度的影响】10、 产生焊接残余应力的原因以及焊接残余变形的类型。【1)纵向焊接应力 不均匀加热和冷却。2) 横向焊接应力 由于焊缝纵向收缩,使两块板趋向于形成反方向的弯曲变形,但实际上焊缝将两块钢板连成整体,不能分开,于是两块板的中间产生横向拉应力,而两端则产生压应变。由于先焊的焊缝已经凝固,会阻止后焊的焊缝在横向自由膨胀,使其发生横向塑性压缩变形。3) 厚度方向的焊接应力 在厚钢板的焊接连接中,焊接需要多层施焊。冷却时,三向应力会大大降低连接的塑形。焊接残余变形的类型:纵、横向收缩,弯曲变形,角变形和扭曲变形等,通常是几种变形的组合。】11、 减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法。【1)合理的焊缝设计 在保证结构的承载能力的条件下,设计时应该尽量采用较小的焊缝尺寸。 尽量减少不必要的焊缝 合理安排焊缝的位置 尽量避免焊缝的过分集中和交叉 尽量避免在母材厚度方向的收缩应力2)合理的工艺措施 采用合理的焊接顺序和方法 采用反变形法减小焊接变形或焊接能力 锤击或碾压焊缝,使焊缝得到延伸,从而降低焊接应力 对于小尺寸焊件,焊前预热,或焊后回火加热至600oC左右,然后缓慢冷却,可以消除焊接应力和变形。】12、 螺旋排列时应考虑哪些要求?【受力要求 构造要求 施工要求】13、 绘图说明抗剪螺栓连接的三个工作阶段,并说明普通螺栓连接、承压型高强螺栓连接、摩擦型高强螺栓连接的承载能力极限状态(设计准则)。承压型高强螺栓连接的正常使用极限状态。P9214、 普通螺栓抗剪连接可能的破坏形式、设计中如何考虑。螺栓杆剪断 板件被挤坏 端距太小,端距范围内的板件被栓杆冲剪破坏 板件因螺栓孔削弱太多而被拉断 螺栓杆发生弯曲破坏第种破坏形式由螺栓端距l12d0来保证;第种破坏通过构件的强度验算来保证;一般情况下,被连接板件总厚度小于5倍的螺栓直径时,第种破坏形式可以避免。15、 对于抗剪螺栓连接,何谓“解纽扣现象”?计算中如何考虑?16、 螺栓连接(普通螺栓、承压型高强螺栓、摩擦型高强螺栓)传递各种内力的计算(计算假定、计算方法等)。P98-P11017、 抗剪螺栓连接构件的净截面计算(普通、高强螺栓)。第4、 五章1、 以双轴对称工字型梁为例,画出梁四个工作阶段的正应力分布并加以说明;我国规范设计分别是以何阶段为依据的?P1192、 写出GB500172003规定的梁正应力、剪应力、复合应力计算公式。3、 梁正应力验算,考虑梁截面有一定程度的塑性变形的计算有哪些?当固端梁和连续梁采用塑性设计时,塑性铰截面弯矩应满足MxWpnxfWpnx 对x轴塑性净截面模量;f钢材的抗弯强度设计值。4、 梁的局部压应力验算条件、验算部位、假定、计算公式及其各符号的含义。若cf,你如何处理?见例题验算结果不满足怎么办?对于移动集中荷载加大腹板厚度tw;对于固定集中荷载在集中荷载处设支承加劲肋5、 梁正应力验算,考虑梁截面有一定程度的塑性变形的计算和塑性设计有何区别?(1、 考虑一定程度的塑性变形采用塑性发展系数x,截面部分进入塑性;考虑塑形设计时全截面进入塑性,截面形成塑性铰,此时塑性发展系数x等于截面形状系数F。2、梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比不同。)6、 折算应力zs的验算部位(验算截面及验算点)、验算公式及各符号的意义,为什么要取系数11.0?(需要验算折算应力部位只是局部区域,而且集中应力在同一处都以较大值出现几率较小,故将强度设计值乘以增大系数1)(2)公式: 式中 1、c、1为同一截面上同一点的应力(这点注意), 1、c受拉取正,受压取负; 1计算折算应力的强度设计值增大系数, 当1与c异号时,11.2, 当1与c同号或c0时,11.1。 P6263,需要验算折算应力部位只是局部区域,而且几种应力在同一处都以较大值出现几率较小,故将强度设计值乘以增大系数17、 受弯构件正常使用阶段验算指标是什么?8、 简述梁整体稳定的概念(现象及原因),并分析影响梁整体稳定性的主要因素,提高梁整体稳定性的途径?P132截面的形状和尺寸:增加侧向抗弯刚度(增大受压边缘的宽度)EIy增大梁的抗扭能力,GI1、EIw,降低梁的高度h荷载类型及作用位置:纯弯时,整体稳定临界力最小,均布荷载时次之,集中荷载时最大;荷载作用于下翼缘时临界力高,反之则小。侧面支承的梁端支承,减小受压翼缘的侧面自由长度可提高临界力。初始缺陷(初弯曲,初偏心,残余应力)降低梁的临界力截面各部分弹塑性发展:截面部分进入塑性明显降低临界力。材性:Et/E9、 了解不要验算梁整体稳定的条件。掌握钢梁整体稳定验算方法。当钢梁整体稳定系数 b0.6时,为什么要用b来代替b?【当b0.6时梁已经进入弹塑性阶段。】10、 组合梁的翼缘的局部稳定是通过限制宽厚比限值,其是按板件局部屈曲不先于钢材屈服的原则确定。限制是多少?【不失去局部稳定:;梁按弹性设计】为什么组合梁翼缘采用限制宽厚比的方法来

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