钢结构原理与设计作业--土木工程

1、。2018年2月，钢结构理论与设计工作发布1.简述钢结构的特点。2.简述横向焊接残余应力的原因。3.简述钢结构的应用范围。4.影响钢材性能的主要因素是什么？5.钢结构的材料要求是什么？6.简述塑性和韧性的定义及其区别。7.钢材拉伸时脆性破坏的特征是什么？8.影响钢的脆性断裂的因素是什么？9.什么是光束的不稳定性？影响横梁整体稳定性的主要因素是什么？10.简述受拉钢的塑性破坏特征。11.列出防止钢脆断的措施。12.简述焊接连接的优点。操作要求：1.选择至少8个主题并上传到系统中；2.要求不能复制，同一个人全部处理得0分；3.根据系统要求的时间提交。逾期系统关闭，不能提交，作业分数为0。钢结构原理

2、及设计操作1.简述钢结构的特点。答：钢结构的主要特点是：钢结构强度高、重量轻；塑性和韧性好，适合承受冲击载荷；钢材接近各向同性，计算结果与实际基本一致；(4)钢结构易于制造，易于工业化生产，施工安装周期短；钢结构耐热性好，但耐火性和耐腐蚀性差。2.简述横向焊接残余应力的原因。答：横向焊接残余应力产生的原因是：焊接接头局部加热不均匀；焊缝金属的热胀冷缩；焊接接头的显微组织变化；(4)焊接变形受焊接接头刚度的限制。3.简述钢结构的应用范围。答：钢结构主要用于工业厂房、大跨度结构、高层结构、多层民用建筑、高动载荷和抗震要求的结构、板壳结构、可拆卸结构、轻钢结构和钢筋混凝土组合结构等。4.影响钢材性能

3、的主要因素是什么？答：影响钢材性能的主要因素有：化学成分；熔炼缺陷；钢的硬化；温度。5.钢结构的材料要求是什么？答：较高的强度(抗拉强度fu和屈服点fy)足够的变形能力(塑性和韧性)良好的工艺性能(冷加工、热加工和焊接性)(4)根据具体工件的结构条件，有时还要求钢材适应低温，高温和腐蚀性环境。6.简述塑性和韧性的定义及其区别。答：塑性指的是一种材料在外力作用下稳定永久变形而不破坏其完整性的能力。韧性是指材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。韧性越好，脆性断裂的可能性越小。韧性是指承受应力时的抗断裂性，它被定义为材料在断裂前所能吸收的能量与体积之比。塑性是反映材料塑性变形的能力，而韧性是抵抗

4、裂纹产生和扩展的能力。它们是不同的概念，但它们似乎是密切相关和积极相关的。材料的拉伸断裂韧窝深且大，表明塑性良好。7.钢材拉伸时脆性破坏的特征是什么？答：脆性破坏的特点是钢材断裂时没有明显的变形迹象，断口平整光亮。钢的脆性破坏可以通过拉伸破坏试验来验证，该试验使用的试样比标准圆棒试样厚，并且在其中间有一个小凹槽(凹槽处的净横截面积与标准圆棒相同)。因为脆性破坏是突然的和不可预测的，它比塑性破坏危险得多。在钢结构工程的设计、施工和安装中，应采取相应的措施加以避免。8.影响钢的脆性断裂的因素是什么？回答：影响钢的脆性断裂的因素是钢的质量；钢板厚度答：在荷载的作用下，虽然梁截面的正应力低于钢材的强度

5、，但其变形会突然离开原来的弯曲平面，同时会发生侧向弯曲和扭转，这称为梁的整体失稳。影响梁整体稳定性的主要因素有：横向弯曲刚度、扭转刚度、抗屈曲刚度、横向支撑点之间的距离、梁的截面形式、横向荷载的形式、作用在截面上的位置等。10.简述受拉钢的塑性破坏特征。答：塑性破坏的主要特征是塑性破坏前有较大的塑性变形，钢材表面经常出现明显的垂直和交错的锈皮线。由于塑性变形总是发生在塑性破坏之前，而且变形持续时间长，很容易被发现和修复，所以不会发生严重的后果。11.列出防止钢脆断的措施。答：为了防止钢的脆性断裂，我们可以从以下几个方面入手：裂缝。当焊接结构厚度较大(大于25毫米)时，如果含碳量较高，连接处内部

6、有约束，焊缝形状不合适，或冷却过快，焊后可能出现裂纹，导致断裂损坏。为了解决这一问题，将碳控制在0.22%左右，并在焊接过程中增加预热措施，减缓焊缝速度，从而解决了断裂问题。当焊缝冷却时，收缩受到抑制，这可能导致焊缝开裂。措施如下：在两块板之间垫一根软钢丝，留出空隙，这样焊缝就有收缩的空间，不会出现裂纹。使角焊缝表面凹陷有利于消除应力集中。凹面焊缝比凸面焊缝焊后更容易开裂，因为凹面焊缝表面有较大的收缩和拉应力，焊缝厚度在截面45处最小。凸接头表面上的张力不大，但是截面45增强了，这要好得多。在凹焊缝开裂的情况下，凸焊缝将不再开裂。压力。在研究断裂问题时，应力是部件的实际应力，它不仅与载荷有关，

7、还与结构形状和焊接条件有关。几何形状和尺寸的突然变化会导致应力集中并增加局部应力，这是最危险的脆性破坏。焊接过程引起的部件中的残余拉应力也是不利的。因此，避免焊缝过于集中和截面突变将有助于防止脆性断裂。材料选择。为了防止脆性断裂，结构的材料应具有一定的韧性。材料断裂时吸收的能量与温度密切相关。吸收的能量可分为三个区域，即变形是塑性的、弹塑性的和弹性的。要求材料的韧性不低于弹性，以避免完全脆性断裂，不一定要高于弹性和塑性。对钢材的要求太高，这将不可避免地增加成本。钢的厚度也影响它的韧性。厚钢板的韧性低于薄钢板。结构细节。脆性断裂的原因是与焊缝相交的结构间隙或相当于结构间隙的不完全焊缝的存在。结构焊缝相当于长而窄的裂纹，这导致高应力集中，而焊缝导致高残余拉应力，并由于热塑性变形导致附近的金属时效硬化，从而改善脆性。低温区域的结构细节应确保焊缝熔透。因此