西南交大(钢结构A-离线作业)

页眉20152016年第一学期离线工作科目：钢结构a名称： XX学位： XX专业：土木工程(工民建)西南交通大学远程继续教育学院直属学习中心钢结构A 1次作业(主题)四、主观问题(共33题小题)32 .压弯构件整体稳定计算中的max是怎样的系数，说明其物理意义是什么答：在整个弯曲构件的稳定计算中，max计算了弯矩作用平面内稳定时的等效弯矩系数，其物理意义在于均匀弯曲处理各种负荷作用的弯矩分布形式。33 .偏心受压柱刚柱脚传递什么内力？a :偏心受压柱刚柱脚传递轴向力和力矩34 .写出应满足工字型截面弯曲部件腹板高度比的公式答案：35 .写实腹式弯曲部件弯矩作用的平面外的稳定计算式答案：36.答案：37 .与其他材料结构相比，钢结构的特点是什么？a:1 .材料强度高，重量轻2、钢材材质均匀，可靠性高3 .钢材塑性和韧性好4 .工业化程度高5 .钢材有焊接的可能性6 .密封性良好7 .耐热性好，耐火性差8 .耐锈性差38 .什么是钢梁丧失整体的稳定？a :弯矩变大受压凸缘的最大弯曲压力达到某个数值时，钢梁因偶然的小横向干涉力突然向刚性小的一侧弯曲，同时发生扭转时，即使除去横向的干涉力，横向的扭转变形也消失，弯矩进一步变大时，扭转这种弯矩超过极限值，钢梁从稳定平衡状态转移到不稳定平衡状态，发生侧向弯曲扭转的现象称为钢梁丧失整体的稳定。39 .钢梁设计中为什么只考虑截面部分的发展塑性答：计算梁的弯曲强度时，如果不考虑断面塑性发展，钢材就会浪费。 但是，在截面上形成塑性铰链进行设计时，梁的挠度过大，受压凸缘可能会过早局部不稳定。 因此，钢结构设计规范规定在一定条件下有限利用钢材的塑性性能。40 .标准对焊接组合梁腹板加强筋配置有什么要求？答案：41 .梁的设计内容是什么？答：钢梁的设计内容主要包括强度、刚度、整体稳定和局部稳定4个方面。钢结构a二次作业(主展望问题)四、主观问题(共十题小题)32 .影响梁受扭极限弯矩的因素是什么？答：影响梁整体稳定的因素包括：(1)梁截面形状和尺寸，即梁的横向弯曲刚性EIy、扭转刚性GIt越大，临界力矩Mcr越大(2)载荷的种类和载荷作用的位置。 产生载荷的力矩图越丰满(接近纯弯曲时的力矩图)，作用于临界力矩Mcr越小、纯弯曲时的Mcr最小的下凸缘的载荷比作用于上凸缘梁的临界力矩Mcr大(3)梁受压凸缘的自由长度l1越大，临界力矩Mcr越小。33 .某台梁的副梁两端被主梁简单支撑，计算跨度6m，接受平均布静力载荷基准值40kN/m，设计值51kN/m (以上包括梁自重)，其钢材为Q235-A.F，f=215N/mm2，fv=125N/mm2， 梁截面首次选定i40a (IX=21720 cm4、Wx=1090cm3、Ix/Sx=34.1cm、腹板厚度tw=10.5mm )，对其强度和刚性进行了试验计算。 (/l=1/250 )答案：34 .为什么轴心受压构件的强度问题按净截面计算，稳定问题按毛截面计算？a:(1)强度问题研究构件最不利点的应力或最不利截面的应力极限值与材料强度极限(或钢材屈服强度)、截面大小有关。 稳定问题研究元件(或结构)在受载荷作用下变形后的平衡状态特性，以及与元件(或结构)的变形，即元件(或结构)的总刚度相关联的临界载荷。 因此，强度问题全部在网截面上计算，稳定问题在毛截面上计算(因为构件局部变形或对整体刚度影响不大)。35 .影响实际轴心受压构件稳定承载力的因素是什么？a :实际轴心受压构件的稳定承载力除了影响上述截面残馀应力、构件的初弯曲外，还影响构件的初偏心、构件端部的约束条件等。36 .设计轴心受压构件时应满足什么要求。a :强度、刚性、整体稳定性、局部稳定性37 .简述焊接格构式柱头的组成及其传递过程和传递方式答：格构式柱柱头的传递过程和方式为：38 .简述轴心受压柱铰链柱脚的组成及其传递方式。a :轴心受压柱铰链柱脚的结构和传递过程如下39 .格构式轴心受压构件的设计应考虑哪些方面的要求答：强度、刚度、整体稳定、手脚稳定、粘结材料和连接设计。40.答案：41答案：钢结构a的三次工作(主要主题)四、主观问题(共十题小题)32.答案：33 .简述焊接连接的优缺点a :其优点是，结构简单，任何形状的部件都可以直接连接的材料经济，不损害断面，制作加工方便，可以手工焊接也可以自动化的连接的密闭性好，结构刚性大，整体性好。 其缺点在于，在焊接附近的热影响区域钢材的金相组织发生变化，局部材质变脆，焊接的残馀应力和残馀变形增加了对部件施加力时的变形，从而降低了部件的稳定性(例如降低了受压部件的承载力)34 .如何在设计过程中简要阐述被剪切的普通螺栓受外力连接的几种可破坏形式。a :抗剪螺栓连接达到极限承载力时，可能的破坏形式如下： (1)栓杆被剪断。 薄连接板被压扁。 (3)板子被拉坏。 (4)板材的端部被剪断，(5)螺栓棒被弯曲破坏。前三类破坏或连接计算保证的后两类破坏必须通过采取结构措施来避免。35 .简述焊接残馀应力对结构性能的影响a:(1)对结构部件静力强度的影响对于常温下工作并具有一定塑性的钢材，静力负荷下焊接残馀应力不影响结构强度。(2)对结构部件刚性的影响构件有焊接残馀应力会降低结构刚度。 相对于轴心受压构件，焊接残馀应力减小了其挠曲刚度，降低了杆的稳定承载力。(3)对结构部件其他面的影响焊接残馀应力对结构疲劳强度有明显不良影响，增加了钢材在低温下的脆性断裂趋势。36 .减少焊接应力和焊接变形的方法答：在设计方面，在满足结构要求的前提下，尽量减少焊缝数量和尺寸，采用合适的圆角尺寸和长度，圆角焊缝应采用细长焊缝，不要使用粗短焊缝，焊接热量不要过度集中。 为了尽可能对称地配置焊接，使连接尽可能光滑，使焊接过度集中，或者使多方向焊接在一点不交叉，使交叉部成为在三个方向上受到拉伸应力的状态，使材料变脆，防止多方向焊接交叉， 常采用分断二次焊接使主要焊接连续通过的结构的重叠连接中，不能只采用正面圆角焊接的传递力，焊接应配置在焊工容易焊接的位置，尽量不要背伸。在焊接工艺中，应采用合理的焊接顺序和方向。 例如，采用对称焊接、分段焊接、厚度方向层叠焊接等，首先焊接收缩量大焊接，然后焊接收缩量小的焊接，首先焊接偏移的短焊接，然后通过笔直的长焊接，在必须具有大的横向收缩馀地的最初对焊接施加力大的主要焊接， 后来焊接使用力小的副焊接，力大的焊接在焊接和冷却过程中有一定范围的伸缩馀地，采用可减少焊接残馀应力的逆变形法，焊接前使部件具有与焊接残馀变形相反的预备变形，采用减少最终总变形的预热和后热对策，即， 采用高温回火(或消除内部应力退火)措施，在焊接后进行高温回火，通过在旋转焊接前将部件整体或部分预热至100C300，焊接后保温一段时间，减少焊接和冷却过程中的温度不均匀度，降低焊接残馀应力，减少裂纹发生的危险性。 即加热至600650C，保持一定时间的恒温后慢慢冷却，能够对小的焊接物整体进行高温回火，由于达到了钢材的热塑温度，因此能够消除大部分的残馀应力， 对于较大的焊接物，在焊接部附近或残馀应力较大的部分附近可以局部地进行高温回火，减少焊接残馀应力。也可以用头部带有小圆弧的小锤子敲打焊接，使焊接延伸，降低焊接的残馀应力。37 .简述摩擦型高强度剪切螺栓与受压型高强度剪切螺栓传递力特性的差异答：高强度螺栓根据计算分为摩擦型和受压型。 前者只是剪切时被连接板部件之间的强摩擦阻力，摩擦阻力刚克服连接承载力的极限状态，后者允许剪切时在克服摩擦力后产生滑动，以销被剪切或孔壁被压溃为承载力的极限。 摩擦型连接剪切变形小，弹性性能好，施工简单，可拆卸，抗疲劳，特别适合承受动力载荷的结构。 显然，受压型高强度螺栓连接的承载力比摩擦型高，能够节约螺栓，但由于该连接的剪切变形比摩擦型大，因此仅适用于对静力载荷和结构变形不敏感的结构，不适用于直接承受动力载荷的结构。38.(所有图中未标明的尺寸单位为mm )答案：39.(图中未标明的尺寸单位全部为mm )答案：40.(图中未标明的尺寸单位全部为mm )答案：41.(图中未标明的尺寸单位全部为mm )答案：钢结构A 4次工作(主题)四、主观题(共5题)35 .简述对钢铁性能的要求答：作为钢结构使用的钢材必须具备以下性能1 .高强度2 .充分的变形能力3 .良好的加工性能根据以上要求，钢结构设计规范对于具体规定：承载结构的钢材，必须具有抗拉强度、伸长率、屈服点和碳、硫、磷含量合格保证的焊接结构，在受到一些冷弯试验合格保证的结构和重要的抗拉或弯曲的焊接结构上，必须保持常温影响结构钢材力学性能的因素是什么？a :化学成分、冶金缺陷、钢材硬化、温度影响、应力集中、热处理、反复负荷。37 .选定钢材时应考虑的主要因素是什么？a:(1)结构或部件的重要性(2)负荷特性(静负荷或动负荷)(3)连接方法(焊接、铆接或螺栓连接)(4)应力特性(5)结构工作温度(6)钢材厚度(七)环境条件(8)承重结构钢材优选采用平炉或氧转炉Q235钢、Q345钢、Q390钢、Q420钢.38 .钢结构的疲劳破坏是什么？ 影响疲劳破坏的因素是什么？答：钢材经过多次重复载荷作用，平均应力低于抗拉强度，低于屈服点，但破坏现象称为疲劳破坏。影响疲劳强度的因素与应力宽度、构件或连接的细节结构和作用的循环次数有关。39 .塑性破坏是什么，塑性破坏的特征是什么？答：塑性变形大、经验时间长的断裂称为塑性断裂，也称延性断裂