鋼結(jié)構(gòu)考試簡(jiǎn)答一

1、鋼結(jié)構(gòu)考試簡(jiǎn)答 一 1、對(duì)接焊縫在哪種情況下才需要進(jìn)行計(jì)算？（7分）答：焊接缺陷對(duì)受壓、受剪的對(duì)接焊縫影響不大，故可認(rèn)為受壓、受剪的對(duì)接焊縫與母材強(qiáng)度相等，但受拉的對(duì)接焊縫對(duì)缺陷甚為敏感。由于一、二級(jí)檢驗(yàn)的焊縫與母材強(qiáng)度相等，故只有三級(jí)檢驗(yàn)的焊縫才需進(jìn)行抗拉強(qiáng)度驗(yàn)算。（4）角度56度（3）2在抗剪連接中,普通螺栓連接與摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能有何不同？（8分）答：普通螺栓受剪時(shí)，從受力直至破壞經(jīng)歷四個(gè)階段，由于它允許接觸面滑動(dòng)，以連接達(dá)到破壞的極限狀態(tài)作為設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；高強(qiáng)度螺栓在擰緊時(shí)，螺桿中產(chǎn)生了很大的預(yù)拉力，而被連接板件間則產(chǎn)生很大的預(yù)壓力。連接受力后，由于接觸面上產(chǎn)生的摩擦力，能在相

2、當(dāng)大的荷載情況下阻止板件間的相對(duì)滑移，因而彈性工作階段較長(zhǎng)。當(dāng)外力超過(guò)了板間摩擦力后，板件間即產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng)。高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接是以板件間出現(xiàn)滑動(dòng)為抗剪承載力極限狀態(tài)3、鋼結(jié)構(gòu)的疲勞破壞有什么特點(diǎn)？（7分）特點(diǎn)有：是一種低應(yīng)力水平下的突然破壞，（3）屬于一種脆性破壞；其斷口不同于一般脆性斷口，可分為裂紋源、裂紋擴(kuò)展區(qū)和斷裂區(qū)；（2）該類型破壞對(duì)缺陷十分敏感。4、螺栓在構(gòu)件上的排列有幾種形式？應(yīng)滿足什么要求？最小的栓距和端距分別是多少？答：螺栓在構(gòu)件上的排列有兩種形式：并列和錯(cuò)列。（2分）應(yīng)滿足三方面要求：受力要求、施工要求、構(gòu)造要求（3分）最小的栓距為 ，最小的端距為 （3分）1、鋼結(jié)構(gòu)的破壞

3、形式有哪兩種？其特點(diǎn)如何？ （7分）答：塑性破壞：破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯(cuò)的銹跡剝落線。由于塑性破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴(yán)重后果。脆性破壞：破壞前塑性變形很小，或根本沒(méi)有塑性變形，而突然迅速斷裂。由于破壞前沒(méi)有任何預(yù)兆，破壞速度又極快，無(wú)法察覺(jué)和補(bǔ)救，而且一旦發(fā)生常引發(fā)整個(gè)結(jié)構(gòu)的破壞，后果非常嚴(yán)重，因此在鋼結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工和使用過(guò)程中，要特別注意防止這種破壞的發(fā)生。2、影響鋼材機(jī)械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影響？（8分）答：主要的影響因素有：1）化學(xué)成分的影響：影響較大的幾種化學(xué)成分為C

4、、Si、Mn、S、P、O,其中碳素結(jié)構(gòu)鋼中則是鐵以外的最主要元素，碳是形成鋼材強(qiáng)度的主要成分，隨著含碳量的提高，鋼的強(qiáng)度逐漸增高，而塑性和韌性下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能等也變劣。Si、Mn為有益元素，在普通碳素鋼中，它們是脫氧劑 ，可提高鋼材強(qiáng)度。S、P、O為有害元素，S可能引發(fā)剛才熱脆，P可能引發(fā)剛才冷脆，氧與硫類似使鋼熱脆。2） 鋼材的硬化鋼材的硬化有三種情況：時(shí)效硬化、冷作硬化（或應(yīng)變硬化）和應(yīng)變時(shí)效硬化，鋼材的硬化使鋼材的強(qiáng)度提高，而塑性和韌性下降。3）應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中主要友構(gòu)件的截面突變引起，嚴(yán)重的應(yīng)力集中，能引起鋼材脆性破壞，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使構(gòu)件和連接節(jié)

5、點(diǎn)的形狀和構(gòu)造合理，防止截面的突然改變。4）殘余應(yīng)力的影響殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的靜力強(qiáng)度不會(huì)產(chǎn)生影響，但它降低構(gòu)件的剛度與穩(wěn)定承載力，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)的焊接構(gòu)造設(shè)計(jì)和施工時(shí)，應(yīng)盡量減少焊接殘余應(yīng)力。3. 何謂受彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)？（7分）答：受彎構(gòu)件在彎矩作用下上翼緣受壓，下翼緣受拉，使其猶如受壓構(gòu)件和受拉構(gòu)件的組合體。對(duì)于受壓的上翼緣可沿剛度較小的翼緣板平面外方向屈曲，但腹板和穩(wěn)定的受拉下翼緣對(duì)其提供了此方向連續(xù)的抗彎和抗剪約束，使它不可能在這個(gè)方向上發(fā)生屈曲。當(dāng)外荷載產(chǎn)生的翼緣壓力達(dá)到一定值時(shí)，翼緣板只能繞自身的強(qiáng)軸發(fā)生平面內(nèi)的屈曲，對(duì)整個(gè)梁來(lái)說(shuō)上翼緣發(fā)生了側(cè)向位移，同時(shí)帶動(dòng)相連的腹板和下翼緣發(fā)生側(cè)向

6、位移并伴有整個(gè)截面的扭轉(zhuǎn)，這時(shí)我們稱其發(fā)生了整體失穩(wěn)。4. 在角焊縫設(shè)計(jì)中，對(duì)焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度有哪些構(gòu)造要求？為什么？（8分）答： 最大焊腳尺寸： ，防止焊縫過(guò)燒焊件；最小焊腳尺寸： ，防止焊縫冷裂；最大計(jì)算長(zhǎng)度： ，防止應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度不均勻分布；最小計(jì)算長(zhǎng)度： ，防止焊縫沿長(zhǎng)度缺陷幾率增加1、簡(jiǎn)述哪些因素對(duì)鋼材性能有影響？（7分）答：影響因素有：冶煉加工過(guò)程、化學(xué)成分、溫度影響、硬化作用、殘余應(yīng)力、應(yīng)力集中、2、角焊縫的最大焊腳尺寸、最小焊腳尺寸、最大計(jì)算長(zhǎng)度及最小計(jì)算長(zhǎng)度有那些規(guī)定？（8分）答： 、 3、鋼材有哪幾項(xiàng)主要機(jī)械性能指標(biāo)？各項(xiàng)指標(biāo)可用來(lái)衡量鋼材哪些方面的性能？ （7分）答：強(qiáng)

7、度指標(biāo)：抗拉強(qiáng)度f(wàn)u、屈服強(qiáng)度f(wàn)y，描述鋼材抵抗破壞的能力塑性指標(biāo)：伸長(zhǎng)率，描述鋼材產(chǎn)生顯著殘余變形而不立即斷裂的能力韌性指標(biāo)：沖擊功，描述鋼材在塑性變形和斷裂的過(guò)程中吸收能量的能力冷彎性能：由冷彎性能試驗(yàn)確定，是判斷鋼材塑性變形能力與冶金質(zhì)量的綜合指標(biāo)4、在抗剪連接中,普通螺栓連接與摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的工作性能有何不同？（8分）答：高強(qiáng)度螺栓抗剪強(qiáng)度不一定比普通螺栓高，二者破壞的機(jī)理不同，高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接以摩擦力被克服作為承載能力 的極限狀態(tài)，普通螺栓以螺栓桿被剪壞或者連接板承壓破壞作為承載能力的極限狀態(tài)。高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接有很好的抗疲勞能力，多用于直接承受動(dòng)力荷載的抗剪連接中，還有

8、比較重要的梁柱連接中；普通螺栓抗剪性能差，可在次要結(jié)構(gòu)部位使用。1、什么叫鋼材的疲勞斷裂？影響鋼材疲勞強(qiáng)度的因素有哪些？答：鋼材在循環(huán)應(yīng)力多次反復(fù)作用下裂紋生成、擴(kuò)展以致斷裂破壞的現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞斷裂。影響因素有：應(yīng)力幅值（焊接結(jié)構(gòu)）、應(yīng)力比（非焊接結(jié)構(gòu)）、連接構(gòu)造、循環(huán)應(yīng)力反復(fù)作用次數(shù)2、焊接殘余應(yīng)力對(duì)結(jié)構(gòu)工作性能有何影響？）答：對(duì)靜力強(qiáng)度影響不大、降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力、降低構(gòu)件的抗疲勞性能、將度構(gòu)件的剛度。3、試述影響梁整體穩(wěn)定的因素通常有哪些？答：影響因素有：側(cè)向支撐點(diǎn)間距、鋼梁截面類型與截面面積、荷載類型與作用位置、支座約束、殘余應(yīng)力、鋼材強(qiáng)度等因素 4、簡(jiǎn)述螺栓受剪連接的破壞形式和

9、避免破壞發(fā)生所采取的措施。答：破壞形式有：孔壁承壓破壞、螺桿被剪斷、連接板端部沖切破壞、螺桿彎曲變形破壞、連接板凈截面強(qiáng)度不足發(fā)生破壞孔壁承壓破壞、螺桿被剪斷、連接板凈截面強(qiáng)度不足發(fā)生破壞這三種破壞形式應(yīng)該通過(guò)計(jì)算，確保連接不會(huì)發(fā)生破壞，連接板端部沖切破壞、螺桿彎曲變形破壞這兩種破壞形式可以通過(guò)構(gòu)造的方式予以避免。1、對(duì)接焊縫坡口的型式主要由什么條件決定？通常用的坡口型式有幾種？答：主要由對(duì)接的鋼板厚度和焊接方式?jīng)Q定，板件愈后和手工焊時(shí)，坡口要相應(yīng)加大，但應(yīng)盡量減少對(duì)接焊縫的截面面積或體積。常用坡口形式有I形（不開坡口）、V形、U形、單邊V形，單邊U形、K形等。2、試述提高板件局部穩(wěn)定的措施通

10、常有哪些？答：1）增加板件厚度、2）減小板件寬度3）設(shè)置加勁肋增強(qiáng)板件平面外的約束3、承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)具有哪些機(jī)械性能及化學(xué)成分的合格保證？ 答：承重結(jié)構(gòu)鋼材應(yīng)具有抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率及硫磷含量的合格保證，對(duì)焊接結(jié)構(gòu)，還應(yīng)具有含碳量的合格保證，焊接承重結(jié)構(gòu)及重要的非焊接承重結(jié)構(gòu)采用鋼材，尚應(yīng)具有冷彎性能合格保證。4、高強(qiáng)螺栓連接有幾種類型？其性能等級(jí)分哪幾級(jí)？并解釋符號(hào)的含義。答：摩擦型高強(qiáng)螺栓、承壓性高強(qiáng)螺栓8.8級(jí)、10.9級(jí)8.8級(jí)，前面的8表示是螺栓采用鋼材的抗拉強(qiáng)度最小值不小于 ，.8表示屈強(qiáng)比為0.8；10.9級(jí)，前面的10表示是螺栓采用鋼材的抗拉強(qiáng)度最小值不小于 ，.9表示

11、屈強(qiáng)比為0.9。1.對(duì)于理想的軸心受壓構(gòu)件，提高鋼材的牌號(hào)（即鋼材強(qiáng)度）， 對(duì)構(gòu)件的穩(wěn)定承載能力有何影響？為什么？(7分) 答：無(wú)影響。因?yàn)槔硐胼S心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力為 ，與鋼號(hào)無(wú)關(guān)。2.剪力作用下的普通螺栓連接節(jié)點(diǎn)可能發(fā)生哪些破壞形式？(8分)答：栓桿被剪斷、栓桿（孔壁承壓）破壞、板件拉斷、栓桿受彎破壞、板端沖剪破壞3.兩板件通過(guò)抗剪螺栓群承擔(dān)剪力時(shí)，就板件的凈截面強(qiáng)度來(lái)說(shuō)，摩擦型高強(qiáng)螺栓連接與普通螺栓連接有何區(qū)別？采用何種連接方式更合理？(7分)答：摩擦型高強(qiáng)螺栓連接板件計(jì)算截面承力需考慮孔前傳力，其所受荷載小于普通螺栓連接。從板件的受力來(lái)說(shuō)，采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接更合理4.同一種類的鋼

12、材，當(dāng)其厚度或直徑發(fā)生變化時(shí)，鋼材的機(jī)械性能（強(qiáng)度和塑性）有何變化？為什么？(8分)答：同一種類的鋼材，當(dāng)其厚度或直徑發(fā)生減小時(shí)，鋼材的強(qiáng)度和塑性會(huì)提高。因?yàn)殡S著鋼材厚度或直徑的減小，鋼材（型鋼）的軋制力和軋制次數(shù)增加，鋼材的致密性好，存在大缺陷的幾率減少，故強(qiáng)度和塑性會(huì)提高。1.建筑鋼材的伸長(zhǎng)率是通過(guò)什么實(shí)驗(yàn)確定的？實(shí)驗(yàn)時(shí)如何取值？伸長(zhǎng)率反映了鋼材的什么性質(zhì)？ (8分)答：建筑鋼材的伸長(zhǎng)率是通過(guò)單向拉伸實(shí)驗(yàn)確定的。取試件拉斷后的伸長(zhǎng)量與原標(biāo)距的比值的百分率，即 ，伸長(zhǎng)率反映了鋼材的塑性變形能力。2.請(qǐng)?jiān)u價(jià)鋼材經(jīng)過(guò)常溫時(shí)的加工（冷作硬化）后，其強(qiáng)度、塑性性能的變化。(7分)答：鋼材經(jīng)過(guò)冷作硬化

13、后，其強(qiáng)度提高，塑性變形能力下降3.在角焊縫設(shè)計(jì)中，對(duì)焊腳尺寸和計(jì)算長(zhǎng)度有哪些構(gòu)造要求？為什么？(8分)答：最大焊腳尺寸： ，防止焊縫過(guò)燒焊件；最小焊腳尺寸： ，防止焊縫冷裂；最大計(jì)算長(zhǎng)度： ，防止應(yīng)力沿焊縫長(zhǎng)度不均勻分布；最小計(jì)算長(zhǎng)度： ，防止焊縫沿長(zhǎng)度缺陷幾率增加4.承壓型高強(qiáng)螺栓和摩擦型高強(qiáng)螺栓承受剪力作用時(shí)在傳力和螺栓的驗(yàn)算上有什么區(qū)別？(7分)答：承壓型高強(qiáng)螺栓承受剪力作用時(shí)螺栓直接承受剪力，需驗(yàn)算螺栓的受剪和承壓承載能力。摩擦型高強(qiáng)螺栓承受剪力作用時(shí)螺栓不直接承受剪力，需驗(yàn)算螺栓的受剪承載能力。1、鋼結(jié)構(gòu)用鋼材機(jī)械性能指標(biāo)主要有哪幾些？承重結(jié)構(gòu)的鋼材至少應(yīng)保證哪幾項(xiàng)指標(biāo)滿足要求？（

14、8分）答：鋼材機(jī)械性能指標(biāo)有：抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服點(diǎn)、冷彎性能、沖擊韌性；（5分）承重結(jié)構(gòu)的鋼材應(yīng)保證下列三項(xiàng)指標(biāo)合格：抗拉強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、屈服點(diǎn)。2、影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？如何提高梁的整體穩(wěn)定性？（10分）答：影響因素有：荷載類型與荷載作用位置、受壓翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)間距、截面類型與截面尺寸比例、支座約束性 質(zhì)、殘余應(yīng)力與梁的幾何缺陷影響、鋼材強(qiáng)度等級(jí)。（6分）提高梁的整體穩(wěn)定性可以考慮如下一些措施：（4分）（1）增加側(cè)向支撐（2）采用閉合箱形截面（3）增大梁截面尺寸（4）增加梁兩端約束3梁腹板加勁肋的配置規(guī)定是什么？（7分）答：（1）當(dāng) 時(shí)，按構(gòu)造配置加勁肋。（2分）（2）當(dāng) &

15、;gt; 時(shí)，按計(jì)算配置加勁肋。（2分）（3）當(dāng) > 時(shí)，應(yīng)配置縱橫向加勁肋。（2分）（4）梁的支座和上翼緣受有較大固定集中荷載處宜設(shè)置支承加勁肋。（1分）4、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中什么叫換算長(zhǎng)細(xì)比？（5分）答：在軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算中，按臨界應(yīng)力相等的原則，將格構(gòu)式構(gòu)件換算成實(shí)腹式構(gòu)件進(jìn)行計(jì)算是所對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)細(xì)比或是將彎扭與扭轉(zhuǎn)屈曲換算為彎曲失穩(wěn)是采用的長(zhǎng)細(xì)比。1、格構(gòu)式受壓柱為什么要采用換算長(zhǎng)細(xì)比？公式 中 和 分別是什么含義？（5分）答：格構(gòu)式柱剪力由比較柔弱的綴條或綴板承擔(dān)，由此橫向剪力產(chǎn)生的側(cè)向變形，因而造成構(gòu)件的臨界力降低不可忽略。因此采用換算長(zhǎng)細(xì)比確定剪切變形的影響。（3分

16、）整個(gè)構(gòu)件對(duì)虛軸的長(zhǎng)細(xì)比； 為構(gòu)件截面中垂直于X軸各斜綴條的毛截面面積之和。2、簡(jiǎn)述抗剪螺栓連接的破壞類型，并指出哪些是通過(guò)構(gòu)造來(lái)避免的。（9分）答：螺栓桿剪斷，孔壁擠壓，鋼板被拉斷，鋼板剪斷，螺栓彎曲（5分）鋼板剪斷，螺栓彎曲3、簡(jiǎn)述軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的主要影響因素。（6分）答：（1）縱向殘余應(yīng)力縱向殘余應(yīng)力使構(gòu)件剛度降低，也降低穩(wěn)定承載力。（1分）（2）初彎曲由于殘余應(yīng)力的存在，初彎曲使截面更早進(jìn)入塑性，降低穩(wěn)定承載力。（1分）（3）初偏心初偏心對(duì)穩(wěn)定承載力的影響本質(zhì)上同初彎曲。（1分）（4）桿端約束桿端約束越強(qiáng)（如固定），承載力會(huì)越高。（1分）（5）構(gòu)件幾何長(zhǎng)度短柱通常產(chǎn)生強(qiáng)度破壞，

17、長(zhǎng)柱、中長(zhǎng)柱產(chǎn)生失穩(wěn)破壞（1分）（6）構(gòu)件截面幾何特征截面回轉(zhuǎn)半徑增大，穩(wěn)定承載能力提高。（1分）4、鋼材的機(jī)械性能指標(biāo)主要有哪些？分別代表鋼材哪些方面的性能？（10分）答：屈服強(qiáng)度：代表鋼材強(qiáng)度指標(biāo)，是鋼材可達(dá)到的最大應(yīng)力（2分）抗拉強(qiáng)度：代表材料的強(qiáng)度儲(chǔ)備（2分）伸長(zhǎng)率：代表材料在單向拉伸時(shí)的塑性應(yīng)變能力（2分）冷彎性能：代表鋼材的塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)（2分）沖擊韌性：代表鋼材抵抗沖擊荷載的能力，是鋼材強(qiáng)度和塑性的綜合指標(biāo)（2分）1. 簡(jiǎn)述鋼材塑性破壞的特征和意義。答塑性破壞的主要特征是：破壞前具有較大的塑性變形，常在鋼材表面 出現(xiàn)明顯的相互垂直交錯(cuò)的銹跡剝落線。只有當(dāng)構(gòu)件中的

18、應(yīng)力達(dá)到抗拉強(qiáng)度后才會(huì)發(fā)生破壞，破壞后的斷口呈纖維狀，色澤發(fā)暗。由于塑性破壞前總有較大的塑性變形發(fā)生，且變形持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，容易被發(fā)現(xiàn)和搶修加固，因此不至發(fā)生嚴(yán)重后果。鋼材塑性破壞前的較大塑性變形能力，可以實(shí)現(xiàn)構(gòu)件和結(jié)構(gòu)中的內(nèi)力重分布，鋼結(jié)構(gòu)的塑性設(shè)計(jì)就是建立在這種足夠的塑性變形能力上。2、影響鋼材機(jī)械性能的主要因素有哪些？各因素大致有哪些影響？主要的影響因素有：1）化學(xué)成分的影響：影響較大的幾種化學(xué)成分為C、Si、Mn、S、P、O,其中碳素結(jié)構(gòu)鋼中則是鐵以外的最主要元素，碳是形成鋼材強(qiáng)度的主要成分，隨著含碳量的提高，鋼的強(qiáng)度逐漸增高，而塑性和韌性下降，冷彎性能、焊接性能和抗銹蝕性能等也變劣。Si、Mn為有益元素，在普通碳素鋼中，它們是脫氧劑，可提高鋼材強(qiáng)度。S、P、O為有害元素，S可能引發(fā)剛才熱脆，P可能引發(fā)剛才冷脆，氧與硫類似使鋼熱脆。2） 鋼材的硬化鋼材的硬化有三種情況：時(shí)效硬化、冷作硬化（或應(yīng)變硬化）和應(yīng)變時(shí)效硬化，鋼材的硬化使鋼材的強(qiáng)度提高，而塑性和韌性下降。3）應(yīng)力集中的影響應(yīng)力集中主要友構(gòu)件的截面突變引起，嚴(yán)重的應(yīng)力集中，能引起鋼材脆性破壞，在進(jìn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)盡量使構(gòu)件和連接節(jié)點(diǎn)的形狀和構(gòu)造合理，防止截面的