《鋼結(jié)構(gòu)》作業(yè)答案

1、作業(yè)一三、簡答題1鋼結(jié)構(gòu)和其他材料的結(jié)構(gòu)相比具有哪些特點？ 答：鋼結(jié)構(gòu)是采用鋼板、型鋼連接而成的結(jié)構(gòu)，和其他材料的結(jié)構(gòu)相比具有如下特點：（1）強(qiáng)度高，塑性和韌性好鋼材強(qiáng)度高，適用于建造跨度大、承載重的結(jié)構(gòu)。但由于強(qiáng)度高，一般構(gòu)件截面較小，受壓時易為穩(wěn)定承載力和剛度要求所控制。塑性好，結(jié)構(gòu)在一般條件下不會因超載而突然破壞。韌性好，適宜在動力荷載下工作，良好的吸能能力和延性使鋼結(jié)構(gòu)具有優(yōu)越的抗震能力。（2）鋼結(jié)構(gòu)的重量輕鋼材容重大，強(qiáng)度高，建造的結(jié)構(gòu)卻比較輕。以相同跨度的結(jié)構(gòu)承受相同的荷載，鋼屋架的重量最多為鋼筋混凝土屋架的1/31/4。 鋼結(jié)構(gòu)重量輕，為其安裝、運輸提供了便利條件，同時降低地基、

2、基礎(chǔ)部分的造價。 （3）材質(zhì)均勻，和力學(xué)計算的假定比較符合 鋼材內(nèi)部組織比較均勻，接近各向同性，而且在一定的應(yīng)力幅度內(nèi)材料均為彈性。因此，鋼結(jié)構(gòu)實際受力情況和工程力學(xué)計算結(jié)果比較符合。（4）鋼結(jié)構(gòu)整理簡便，施工工期短鋼結(jié)構(gòu)所用材料皆已軋制成各種型材，加工整理簡便，準(zhǔn)確度和精密度皆較高。鋼構(gòu)件較輕，連接簡單，安裝方便，施工周期短。鋼結(jié)構(gòu)由于螺栓連接的特性，易于加固、改建和拆遷。 （5）鋼結(jié)構(gòu)密閉性較好鋼結(jié)構(gòu)的材料和連接（如焊接）的水密性和氣密性較好，適宜建造密閉的板殼結(jié)構(gòu)、如高壓容器、油庫、氣柜和管道等。（6）鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差鋼材容易腐蝕，對鋼結(jié)構(gòu)必須注意防護(hù)，處于較強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)內(nèi)的建筑物不宜采

3、用鋼結(jié)構(gòu)。鋼結(jié)構(gòu)在涂刷油漆前應(yīng)徹底除銹。在設(shè)計中應(yīng)避免使結(jié)構(gòu)受潮、漏雨，構(gòu)造上應(yīng)盡量避免存在難于檢查、維修的死角。（7）鋼材耐熱但不耐火鋼材受熱，當(dāng)溫度在200以內(nèi)時，其主要力學(xué)性能，如屈服點和彈性模量降低不多。溫度超過200后，材質(zhì)發(fā)生較大變化，不僅強(qiáng)度逐步降低，還會發(fā)生藍(lán)脆和徐變現(xiàn)象。溫度達(dá)600時，鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)不能繼續(xù)承載。（8）鋼結(jié)構(gòu)在低溫和其他條件下，可能發(fā)生脆性斷裂，還有厚板的層狀撕裂，應(yīng)引起設(shè)計者的特別注意。2. 鋼材“耐熱不耐火”的含義是什么？規(guī)范對其有何規(guī)定鋼材耐熱不耐火，長期經(jīng)受100輻射熱，強(qiáng)度沒多大變化，具一定耐熱性；但溫度達(dá)150以上時，須用隔熱層加以保護(hù)。鋼材不

4、耐火，火燒會導(dǎo)致軟化甚至坍塌，重要結(jié)構(gòu)必須注意采取防火措施3. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計須滿足哪些功能要求？鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計時北京活動房在規(guī)定使用期限內(nèi)應(yīng)滿足下述三方面的功能要求。（1）安全性 安全性是指結(jié)構(gòu)在正常施工和正常使用條件下北京活動房承受可能出現(xiàn)的各種作用的能力北京活動房以及在偶然事件北京活動房如地震、颶風(fēng)、爆炸等災(zāi)害時間發(fā)生時和發(fā)生后北京活動房仍能保持必要的整體性而不致倒塌的能力。（2）適用性 適用性是指結(jié)構(gòu)在正常使用條件下具有良好工作的性能。如結(jié)構(gòu)或構(gòu)件應(yīng)具有足夠的剛度而不致發(fā)生影響使用的變形等。（3）耐久性 耐久性是指結(jié)構(gòu)在正常維護(hù)條件下北京活動房隨時間變化而仍能滿足功能要求的能力。如應(yīng)合理選擇材

5、料或采取防護(hù)措施以防止鋼材的繡等。常用鋼結(jié)構(gòu)工程的術(shù)語、符號有哪些？4. 時效硬化和人工時效各指什么時效硬化：時效硬化就是鋼材在熱處理后的放置過程中內(nèi)部組織發(fā)生變化，通常是第二相的析出導(dǎo)致的鋼材在放置后比放置前變硬的現(xiàn)象，通常有室溫時效和人工時效兩種，兩者的區(qū)別是時效溫度的不同。5什么情況下會產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中對鋼材材性能有何影響？答：實際的鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件有時存在著孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內(nèi)部缺陷等。此時，構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均勻，產(chǎn)生應(yīng)力集中。在負(fù)溫或動力荷載作用下，應(yīng)力集中的不利影響將十分突出，往往是引起脆性破壞的根源。6.簡述鋼材的疲勞破壞過程在鋼材的疲勞破壞中提到影

6、響疲勞強(qiáng)度的主要因素是應(yīng)力集中。這同樣是影響鋼結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)件疲勞強(qiáng)度的主要因素。但在鋼結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)件中，產(chǎn)生應(yīng)力集中的原因則極為復(fù)雜，因此鋼結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度的計算比鋼材的要困難得多。鋼結(jié)構(gòu)和鋼構(gòu)件在截面突然改變處都會產(chǎn)生應(yīng)力集中，如梁與柱的連接節(jié)點、柱腳、梁和柱的變截面處以及截面形孔等削弱處。此外，對于非焊接結(jié)構(gòu)，有鋼材表面的凹凸麻點、刻痕，軋鋼時的夾渣、分層，切割邊的不平整，冷加工產(chǎn)生的微裂紋以及螺栓孔等等。對于焊接結(jié)構(gòu)還有焊縫外形及其缺陷，缺陷包括氣孔、咬肉、夾渣、焊根、起弧和滅弧處的不平整、焊接裂紋等等。除此之外，還有結(jié)構(gòu)和構(gòu)件中的殘余應(yīng)力以及結(jié)構(gòu)和構(gòu)件所處的環(huán)境等都會對其疲勞強(qiáng)度有影

7、響。在有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，疲勞裂紋擴(kuò)展的速率會受到不利的影響。7.鋼材常見的冶金缺陷有哪些，各自的具體含義是什么？答：1.裂紋 一般呈直線狀，有時呈Y形，多與拔制方向一致，但也有其他方向，一般開口處為銳角 2.重皮(結(jié)疤) 表面呈舌狀或魚鱗片的翹起薄片：一種是與鋼的本體相連結(jié)，并折合到表面上不易脫落；另一種是與鋼的本體沒有連結(jié)，但粘合到表面易于脫落 3.折疊 鋼材表面局部重疊，有明顯的折疊紋 4.氣泡 表面無規(guī)律地分布呈圓形的大大小小的凸包，其外緣比較圓滑。大部是鼓起的，也有的不鼓起而經(jīng)酸洗平整后表面發(fā)亮，其剪切斷面有分層 5.疏松 鋼的不致密性的表現(xiàn)。切片經(jīng)過酸液侵蝕以后，擴(kuò)大成許多洞穴，

8、根據(jù)其分布可分：一般疏松、中心疏松 6.縮孔殘余 在橫向酸浸試片的中心部位，呈現(xiàn)不規(guī)則的空洞或裂縫?？斩椿蛄芽p中往往殘留著外來雜質(zhì)7.非金屬夾雜物 在橫向酸性試片上見到一些無金屬光澤，呈灰白色、米黃色和暗灰色等色彩，系鋼中殘留的氧化物、硫化物、硅酸鹽等 8.金屬夾雜物 在橫向低倍試片上見到一些有金屬光澤與基體金屬顯然不同的金屬鹽 9.過燒 觀察經(jīng)侵蝕后的顯微組織時，往往在網(wǎng)絡(luò)狀氧化物周圍的基體金屬上可看到脫碳組織，其他金屬如銅及其合金則有氧化銅沿晶界呈網(wǎng)絡(luò)狀或點狀向試樣內(nèi)部延伸10.晶粒粗大 酸浸試片斷口上有強(qiáng)烈金屬光澤8簡述溫度對鋼材性能產(chǎn)生的影響答不同的鋼材在不同溫度下性能不一樣 .太籠統(tǒng)了，一般來說溫度對鋼材的力學(xué)性能影響最大，溫度過低會發(fā)生冷脆，溫度過高會產(chǎn)生晶項蠕變，作業(yè)二四【解】：將F分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力 （1分） （1分） （2分） （2分） （1分） （2分） （2分） （4分）作業(yè)三四解：先計算長細(xì)比， 計算得，取 作業(yè)四：四、【解】：梁自重產(chǎn)生的彎矩為： Nm （2分） 外荷載在跨中產(chǎn)生的最大彎矩為： Nm （2分） 總彎矩為： Nm （1分） 驗算彎曲正應(yīng)力： N/mm