鋼結構形成性考核冊答案

1、作業(yè)一、單項選擇題1、C 2、C 3、B 4、B5、A6、B 7、 B 8、 C 9、 A10、D11、 C 12、A 13、B 14、B15、B 16、A 17、A 18、C 19、C 20、C、判斷題1、V2、X3、X 4、V5、 V 6、 V7、X 8、V 9、X10X三、簡答題1 、鋼結構和其他材料的結構相比具有哪些特點？答：（ 1）建筑鋼材強度高，塑性和韌性好；（ 2）鋼結構的重量輕；（3）材質均勻，與力學計算的假定比較符合；（4）鋼結構制作簡便，施工工期短；（5）鋼結構密閉性好；（6）鋼結構耐腐蝕性差；（ 7）鋼材耐熱不耐火；（8）鋼結構可能發(fā)生脆性斷裂。2. 鋼材“耐熱不耐火”的

2、含義是什么？規(guī)范對其有何規(guī)定？答：鋼材受熱，當溫度在 200C以內時，其主要力學性能，如屈服點和彈性 模量降低不多。溫度超過200C后，材質發(fā)生較大變化，不僅強度逐步降低，還 會發(fā)生藍脆和徐變現(xiàn)象。溫度達 600C時，鋼材進入塑性狀態(tài)不能繼續(xù)承載。因 此，鋼結構設計規(guī)范規(guī)定鋼材表面溫度超過150C后即需加以隔熱防護，對需防火的結構，應按相關的規(guī)范采取防火保護措施。3、鋼結構設計必須滿足的功能包括哪些方面？答：（1）應能承受在正常施工和正常使用時可能出現(xiàn)的各種情況，包括荷載和溫 度變化、基礎不均勻沉降以及地震作用等；（2）在正常使用情況下結構具有良好的工作性能；（3）在正常維護下結構具有足夠的耐

3、久性；（4）在偶然事件發(fā)生時及發(fā)生后仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。4、時效硬化和人工時效各指什么？答：時效硬化： 在高溫時熔化于鐵中的少量碳和氮， 隨著時間的增長逐漸從 純鐵中析出， 形成自由碳化合物和氮化物， 對純鐵體的塑性變形起遏制作用， 從 而使鋼材的強度提高，塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱為時效硬化，俗稱老化。人工時效：時效硬化的過程一般很長，在材料塑性變形后加熱，可以使時 效硬化發(fā)展特別迅速，這種方法稱為人工時效。5、什么情況下會產生應力集中，應力集中對鋼材性能有何影響？ 答：在鋼結構的構件中可能存在孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材 內部缺陷等， 使構件中的應力分布將不再保持均勻， 而

4、是在某些區(qū)域產生局部高 峰應力，在另外一些區(qū)域則應力降低，形成所謂應力集中現(xiàn)象。應力集中會使鋼材變脆的趨勢。6、簡述鋼材的疲勞破壞過程 答：鋼材在反復荷載作用下，結構的抗力及性能都會發(fā)生重要變化，甚至發(fā)生 疲勞破壞。根據試驗， 在直接的連續(xù)反復的動力荷載作用下， 鋼材的強度將降低，即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗的極限強度二，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞。疲勞破壞表現(xiàn)為突發(fā)的脆性斷裂。7、鋼材常見的冶金缺陷有哪些，各自的具體含義是什么？答：鋼材常見的冶金缺陷包括偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋及分層等。偏析：是指鋼材中化學成分不一到和不均勻，特別是硫、磷偏析嚴重造成鋼 材的性能惡化；非金屬夾雜：是指鋼

5、中含有硫化物與氧化物等雜質；氣孔：是澆鑄鋼錠時，由氧化鐵與碳作用所生成的一氧化碳氣體不能充分逸 出而形成的。作業(yè)二、單項選擇題1 B2、C3、A4、D5、C6、B 7、C 8、D9、D10、B11 A12、B 13、C 14、C 15、B16、C 17、A 18 C19、C20、C二、判斷題1 V2、X3、x4、V5、V6、V7、X& V 9、x 10V三、簡答題1鋼結構焊接連接方法的優(yōu)點和缺點有哪些?答：優(yōu)點(1) 焊件間可以直接相連，構造簡單，制作加工方便;(2) 不削弱截面，節(jié)省材料;3)連接的密閉性好，結構的剛度大；(4)可實現(xiàn)自動化操作，提高焊接結構的質量。缺點(1) 焊縫附

6、近的熱影響區(qū)內，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導致局部材質變脆；(2) 焊接殘余應力和殘余變形使受壓構件承載力降低；(3) 焊接結構對裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，容易擴展至整個截面，低溫 冷脆問題也較為突出。2、高強度螺栓的預拉力設計值 P 的計算公式中，系數的確定考慮了哪些因素？ 答：(1)擰緊螺栓時螺栓同時受到由預拉力引起的拉應力和由扭矩引起的扭轉剪 應力作用；(2) 施工時為了彌補高強度螺栓預拉應力的松弛損失，一般超張拉5%s 10%,為此考慮一個超張拉系數 0.9；( 3)考慮螺栓材質的不均勻性，引入一個折減系數0.9；( 4)由于以螺栓的抗拉引吭高歌為準，為了安全引入一個安全系數0.9。

7、3、抗剪普通螺栓有哪幾種可能的破壞形式？如何防止？ 答：破壞形式：(1)當螺栓桿直徑較小而板件較厚時，螺栓桿可能被剪斷；( 2)當螺栓桿直徑較大、板件較薄時，板件可能被擠壞，由于螺栓桿和板件的 擠壓是相對的，故也把這種破壞叫做螺栓承壓破壞；( 3)板件截面可能因螺栓孔削弱太多而被拉斷；( 4)端距太小，端距范圍內的板件可能被螺栓桿沖剪破壞。防止：第（3）種破壞形式屬于構件的強度計算，第（4）種破壞形式通過限制螺栓 端距大于或等于2d。加以避免。因此，抗剪螺栓連接計算只考慮第（1）、（2）種 破壞形式。4、減少焊接應力和焊接變形的設計措施有哪些？答：（1）盡可能使焊縫對稱于構件截面的中性軸，以減

8、少焊接變形;（2）采用適宜的焊腳尺寸和焊縫長度；（3）焊縫不宜過分集中。（4）盡量避免兩條或三條焊縫垂直交叉；（5）盡量避免在母材厚度方向的收縮應力。四、計算題 解：將F分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力將F分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力N FsinFsin45。230 遼2162.61(kN)M N ?e 162.61 0.03 4.8783N 2hJw 2162.61 1030.7 8 (220 16)71.17(N. mm2)6M2hV6 4.878 1062 0.78 (220 16)262.79(N. mm2)F cos62.7971.17 133.96(N. mm2)F cos

9、45o230-47.61(kN)247.61 103Aw 2 0.7 8 (220 16)20.84(N mm2),f、22,133.96、222 w2() f L ()20.84111.76( N mm) f f 160 N mmf1.2直角角焊縫的強度滿足要求.作業(yè)三1、D2、B 3、C 4、B5、D6、B7、C 8、D9、B 10、C11、C 12、C 13> C 14、D15、B16、D 17、A18、A 19、C 20 A、單項選擇題、判斷題1、V2、X3、x4、V5、V 6、V 7、X& V 9、X 10、V三、簡答題1、實腹式軸心受壓構件進行截面選擇時，應主要考慮的

10、原則是什么？答；（1）面積的分布應盡量開展，以增加截面的慣性矩和回轉半徑，提高柱的整體穩(wěn)定承載力和剛度；（2）兩個主軸方向盡量等穩(wěn)定，以達到經濟的效果；（3）便于與其他構件進行連接，盡量能構造簡單，制造省工，取材方便。2、計算格構式軸心受壓構件繞軸的整體穩(wěn)定時，為什么采用換算長細比？答：對于格構式軸心受壓構件，當繞虛軸失穩(wěn)時，因肢件之間并不是連續(xù)的板而 只是每隔一定距離用綴條或綴板聯(lián)系起來， 構件的剪切變形較大，剪力造成的附 加影響不能忽略，通常采用換算長細比來考慮綴材剪切變形對格構式軸心受壓構 件繞虛軸的穩(wěn)定承載力的影響。3、簡述實腹式軸心受壓構件的設計步驟? 答：（1假定構件的長細比入，求

11、出需要的截面面積 A。（2）計算兩個主軸所需要的回轉半徑（3）由計算的截面面積A和兩個主回轉半徑優(yōu)先選用型鋼。（4）由所需要的A、h、b等，以及同時考慮構造要求、局部穩(wěn)定以及鋼材 規(guī)格等，確定截面的初選尺寸。（5）構件強度、穩(wěn)定和剛度驗算4、鋼梁腹板計算高度如何取值？答：（1）軋制型鋼梁，為腹板在與上下翼緣相交接處兩內弧起點間的距離；（2）焊接組合梁，為腹板高度；（3） 鉚接組合梁，為上下翼緣與腹板連接的鉚釘（或高強螺栓）線間最近距 離。四、計算題（1）驗算支柱的剛度先計算長細比xlox/ix,yloy/iyxy剛度滿足要求（2）驗算此支柱的整體穩(wěn)定由題目所給的a類截面的整體穩(wěn)定系數表與 b類

12、截面的整體穩(wěn)定系數表中可以計算出x，y ；取min進行整體穩(wěn)定性驗算:N（ A） f整體穩(wěn)定性滿足要求。作業(yè)四一、單項選擇題1、D 2、D 3、 B 4、 D 5、D 6、7、D 8、C 9、 ? 10、A11、 C 12、C 13、A 14、D 15、A 16、A 17、A 18、A 19、C 20、B二、判斷題1、V2、X3、4、V 5、V6、V7、V8、V 9、X10、X三、簡答題1 、什么是梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象？答：梁主要用于承受彎矩，為了充分發(fā)揮材料的強度，其截面通常設計成 高而窄的形式。 荷載作用在最大剛度平面內。 當荷載較小時， 僅在彎矩作用平面 內彎曲； 當荷載增大到某一數值后，

13、梁在彎矩作用平面彎曲同時， 將突然發(fā)生側 向彎曲和扭轉，并喪失繼續(xù)承載的能力， 這種現(xiàn)象稱為梁的彎扭屈曲或整體失穩(wěn)。2、根據彈性穩(wěn)定理論確定框架柱的計算長度時，都做了哪些假定？答：（ 1 ）框架只承受作用于節(jié)點的豎向荷載，忽略橫梁荷載和水平荷載產生 梁端彎矩的影響；（2）所有框架柱同時喪失穩(wěn)定，即所有框架柱同時達到臨界荷載；3）失穩(wěn)時橫梁兩端的轉角相等。3、實腹式壓彎構件截面選擇的具體步驟有哪些？答：（1）計算構件的內力設計值；即彎矩設計值 MX 、軸心壓力設計值 N 和 剪力設計值 V：（2）選擇截面形式；（3）確定鋼材及強度設計值；（4）確定彎矩作用平面內和平面外的計算長度；（5）根據經驗

14、或已有資料初選截面尺寸；（6）對初選截面進行強度驗算、剛度驗算、彎矩作用平面內整體穩(wěn)定性驗算、 彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗算和局部穩(wěn)定性驗算， 如驗算不滿足要求， 則對初選 截面進行調整，重新計算，直至滿足要求。4、為什么要在桁架組成的屋蓋結構中設置支撐系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)具體作用體現(xiàn)在 哪些方面？答：屋架在其自身平面內為幾何形狀不變體系并具有較大的剛度， 能承受屋 架平面內的各種荷載。 但是， 平面屋架本身在垂直于屋架平面的側向 （屋架平面 外）剛度和穩(wěn)定性則很差，不能承受水平荷載。因此，為使屋架結構有足夠的空 間剛度和穩(wěn)定性，必須在屋架間設置支撐系統(tǒng)。（1） 保證結構的空間整體作用；（2） 避免壓桿側向失穩(wěn)，防止拉桿產生過大的振動（ 3） 承擔和傳遞水平荷載（4）保證結構安裝時的穩(wěn)定與方便。四、計算題解：(1計算總彎矩梁自重產生的彎矩為：1 2M1- 517 1.2 622797 N m8外荷載在跨中產生的最大彎矩為：M 2 29700