钢结构简答题.doc

几何缺陷：初弯曲（拉压杆） 初倾斜 杆件长度误差。
材料缺陷：钢材并非理想的匀质体和各向同性体。
极限状态：承载能力极限状态、正常使用极限状态。
延性破坏（塑性破坏）：超过屈服点即有明显塑性变形产生的构件，当达到抗拉强度时将在很大变形情况下断裂的破坏。
脆性破坏：没有塑性变形或只有很小塑性变形时即发生的破坏，是材料的脆性破坏。
疲劳断裂：是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
承载极限：截面平均应力达到fu ，但缺少安全储备,毛截面平均应力达到fy，结构变形过大。
毛截面：不扣除孔洞的截面面积，不考虑孔洞对截面的削弱。
塑性铰：当截面上弯矩达到Mp时，荷载不能再增加，但变形仍可继续增大，截面可以转动，犹如一个铰，称为塑性铰。
弹性设计与塑性设计：把梁的边缘纤维达到屈服强度作为设计的极限状态，叫做弹性设计。在一定条件下，考虑塑性变形的发展，称为塑性设计。
平面内、平面外、斜平面：桁架里面跟桁架处于一个平面的为平面内，垂直于桁架平面的为平面外，跟桁架平面斜交的为斜平面。
摇摆柱：上下端铰接，完全没有抗侧移能力的柱。摇摆柱不能帮助结构抵抗侧移发生，但它们所受荷载却可使侧移增大。
框架柱：和横梁刚性连接的柱。
钢结构：由钢板、型钢组成构件，各构件通过安装连接形成整体结构。
连接部位的整体要求：足够的强度、刚度和延性。
1. 焊缝连接型式：按与被连接构件间的相对位置关系分为平接、搭接、T形连接和角接。
2. 衡量材料力学性能的好坏，常用哪些指标？它们的作用如何？
冷弯性能：判别钢材塑性变形能力及冶金质量的综合指标。
冲击韧性：与抵抗冲击作用有关的钢材的性能。
可焊性：采用一般焊接工艺就可完成合格的（无裂缝的）焊缝的性能。

2. 碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？
碳：碳含量增加，钢材强度提高，但钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能 力都将降低。
硫：有害杂质，高温下可能出现裂缝（热脆）。降低钢冲击韧性，影响疲劳性能和抗锈蚀性。
磷：磷既是有害元素也是能利用的合金元素，是碳素钢中的杂质。低温下使钢材变脆（冷脆）；高温时能使钢材减少塑性；能提高钢材的强度和抗锈蚀能力。

3. 随着温度的变化，钢材的力学性能有何变化？
总的趋势是：温度升高，钢材的强度降低，应变增大，反之温度降低，钢材强度会略有增加，塑性和韧性却会降低而变脆。

4. 选择钢材应考虑的因素有哪些？
选择钢材的目的是要做到结构安全可靠，同时用材经济合理。
结构的重要性、荷载性质（静载或动载）、连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）、工作条件（温度及腐蚀介质）。

5. 截面塑性发展系数的意义是什么？试举例说明其应用条件。
意义：用来表证截面索允许的塑性发展程度    应用条件：（1）需计算疲劳的梁 取1.0  (2)承受动力作用时 取 1.0  (3)压弯构件受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比。

6. 有哪些因素影响轴心受压杆件的稳定系数？
长细比、截面形式、加工条件、初弯曲、残余应力。

7. 影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性的措施有哪些？
梁的侧向弯曲刚度、扭转刚度、翘曲刚度、梁的跨长 
措施：1、放宽梁的受压上翼缘 2、加强梁的受压翼缘 3、增加侧向支撑点，减少L。

8. 简述钢结构连接的方法及特点。
焊缝连接：优点—构造简单、不削弱构件截面节约钢材、加工方便、易于采用自动化操作、连接的密封性好、刚度大；
缺点—焊接残余应力和残余变形对结构有不利影响，焊接结构的低温冷脆问题也比较突出。
铆钉连接： 优点—塑性和韧性较好，传力可靠，质量易于检查；
缺点—构造复杂，用钢量多，目前已很少采用。
普通螺栓连接：优点—施工简单、拆装方便；
缺点—用钢量多。

9.受剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？
螺栓杆剪断；孔壁挤压，钢板被拉断，钢板被剪断，螺栓杆弯曲。
①当栓杆直径较小时，栓杆可能先被剪断；②当栓杆直径较大时，板件较薄时，板件可能先被挤坏，由于栓杆和板件的挤压是相对的，故也可把这种破坏叫做螺栓承压破坏；③板件截面可能因螺栓孔削弱截面太多而被拉断； ④端距太小，端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏。 
第③种破坏形式采用构件强度验算保证；第④种破坏形式由螺栓端距≥2d0保证。第①、②种破坏形式通过螺栓计算保证。

10. 对截面形式的要求
能提供强度所需要的截面积；制作比较简便；便于和相邻的构件连接；截面开展而壁厚较薄。

11. 根据梁截面沿长度方向有无变化，可以分为等截面梁和变截面梁。
等截面梁构造简单，制作方便，适用于跨度不大的场合。
对于跨度较大的梁，为节约钢材，常采用变截面梁。

12. 梁的极限承载能力包括。
截面的强度：弯、剪、扭及综合效应；构件的整体稳定；板件的局部稳定；直接受重复荷载时，疲劳验算。

13. 梁的应用范围。
房屋建筑和桥梁工程。
如楼盖梁、平台梁、吊车梁、檩条及大跨斜拉桥、悬索桥中的桥面梁等。

14.正应力发展的四个阶段
① 弹性工作阶段：当弯矩M较小时，截面上的弯曲应力呈三角形直线分布，其外缘纤维最大应力为σ=M/Wn。这个阶段可以持续到σ达到屈服点fy，此时梁截面的弯矩达到弹性极限弯矩Me。
② 弹塑性工作阶段：弯矩继续增加，截面外缘部分进入塑性状态，中央部分仍保持弹性。截面弯曲应力呈折线分布,随着弯矩增大，塑性区逐渐向截面中央扩展，中央弹性区相应逐渐减小。
③ 塑性工作阶段：在塑性工作阶段，若弯矩不断增大，直到弹性区消失，截面全部进入塑性状态，即达到塑性工作阶段，此时梁截面应力呈两个矩形分布弯矩达到最大极限，称为塑性弯矩MP。
④应变硬化阶段：一般不利用

15. 变梁截面考虑的因素。
弯矩；剪力；不考虑整体稳定

16.两种变化方式
变截面高度；变翼缘面积

17. 失稳破坏与强度破坏。
①失稳过程是压力使构件弯曲刚度减小，直到消失的过程。
②失稳是构件的整体行为，而非个别截面的强度破坏行为。

18. 格构式轴心压杆的组成。
在构件的截面上与肢件的腹板相交的轴线称为实轴，如图中前三个截面的y轴，与缀材平面相垂直的轴线称为虚轴，如图中前三个截面的x轴。

19. 影响桁架中压杆的计算长度的因素。
①杆件的轴力性质:拉力越大，约束越大；压力越大，约束越小。
②杆件线刚度的大小：杆线刚度越大，约束作用越大。
③与所分析杆件直接刚性连接的杆件直接相连约束大，远的杆件约束小。

20. 正常使用极限状态的判定：
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破坏（包括裂缝）；
影响正常使用或耐久性能的振动；
影响正常使用或耐久性能的其他特定状态。

21. 正常使用极限状态与承载能力极限状态：
承载极限状态为主（设计）；
正常使用极限状态只有变形和振动两方面；
正常使用极限状态研究日趋活跃；

22. 振动的限制
楼板的竖向振动；
地震引起的水平和竖向振动 ；
高层结构在风荷载作用下的振动；

23. 钢结构对连接的具体要求：
设计与内力分析假定一致
荷载及内力组合考虑最不利受力工况
传力直接，避免严重的应力集中
考虑刚度不同零件间的变形协调

24. 钢结构对连接的要求和连接方法
节点避免偏心，避免焊缝过于密集
避免出现厚钢板沿厚度方向的层间撕裂
连接构造应便于制作、安装且综合造价低

25. 焊缝连接的优缺点
优点：构造简单，省工省材；任何形状的构件均可直接连接；密封性好，刚度大
缺点：材质劣化；残余应力、残余变形；一裂即坏、低温冷脆
应用：承受动载结构少用，多用在工业与民用建筑钢结构和桥梁钢结构中。
26. 普通螺栓连接的优缺点
优点：施工简单；拆装方便
缺点：用钢量大
适用：安装连接和需要经常拆装的结构

27. 螺栓排列要求
1）受力要求：
钢板端部剪断，端距不应小于2d0（螺栓孔径）；
受拉时，栓距和线距不应过小（防应力集中）；
受压时，沿作用力方向的栓距不宜过大（防凸曲）。
（2）构造要求：栓距和线距不宜过大（防湿气入侵）
（3）施工要求：有一定的施工空间（便于转动板手）