鋼結構基本原理思考題簡答題答案

1、鋼結構基本原理 簡答題思考題 答案2、鋼結構的特點是什么？強度高、重量輕；材質(zhì)均勻、可靠性高；塑性、韌性好；工業(yè)化程度高；安裝方便、施工期短；密閉性好、耐火性差；耐腐蝕性差。第二章鋼結構的材料6、什么是鋼材的主要力學性能（機械性能）？鋼材的主要力學性能（機械性能）通常是指鋼廠生產(chǎn)供應的鋼材在標準條件（2065）下均勻拉伸、冷彎和沖擊等單獨作用下顯示的各種機械性能（靜力、動力強度和塑性、韌性等）。7、為什么鋼材的單向均勻拉伸試驗是鋼材機械性能的常用試驗方法？鋼材的單向均勻拉伸比壓縮、剪切等試驗簡單易行，試件受力明確，對鋼材缺陷的反應比較敏感，試驗所得各項機械性能指標對于其它受力狀態(tài)的性能也具有代

2、表性。因此，它是鋼材機械性能的常用試驗方法。8、凈力拉伸試驗的條件有哪些？規(guī)定形狀和尺寸的標準試件；常溫（2065）；加載速度緩慢（以規(guī)定的應力或應變速度逐漸施加荷載）。9、在鋼材靜力拉伸試驗測定其機械性能時，常用應力-應變曲線來表示。其中縱坐標為名義應力，試解釋何謂名義應力？所謂名義應力即為試件橫截面上的名義應力s=F/A0（F、A0為試件的受拉荷載和原橫截面面積）。10、鋼材的彈性？對鋼材進行拉伸試驗，當應力s不超過某一定值時，試件應力的增或減相應引起應變的增或減；卸除荷載后（s=0）試件變形也完全恢復（=0），沒有殘余變形。鋼材的這種性質(zhì)叫彈性。11、解釋名詞：比例極限。比例極限：它是對

3、鋼材靜力拉伸試驗時，應力-應變曲線中直線段的最大值，當應力不超過比例極限時，應力應變成正比關系。12、解釋名詞：屈服點屈服點：當鋼材的應力不增加而應變繼續(xù)發(fā)展時所對應的應力值為鋼材的屈服點。13、解釋名詞：彈性變形彈性變形：卸除荷載后，可以完全恢復的變形為彈性變形。14、解釋名詞：塑性變形塑性變形：卸除荷載后，不能恢復的變形。15、解釋名詞：抗拉強度抗拉強度：鋼構件受拉斷裂時所對應的強度值。16、解釋名詞：伸長率伸長率是鋼結構試件斷裂時相對原試件標定長度的伸長量與原試件標定長度的比值，用5；或10表示。5 表示試件標距l(xiāng)0與橫截面直徑d0之比為5；10表示試件標距l(xiāng)0與橫截面直徑d0之比為10

4、。對于板狀試件取等效直徑d0=2A0為板件的橫截面面積。17、鋼材承載力極限狀態(tài)的標志是什么、并做必要的解釋。鋼材在彈性階段工作即fy時，應力與應變間大體呈線性正比關系，其應變或變形值很小，鋼材具有持續(xù)承受荷載的能力；但當在非彈性階段工作即fy時，鋼材屈服并暫時失去了繼續(xù)承受荷載的能力，伴隨產(chǎn)生很大的不適于繼續(xù)受力或使用的變形。因此鋼結構設計中常把屈服強度fy定為構件應力可以達到的限值，亦即把鋼材應力達到屈服強度fy作為強度承載力極限狀態(tài)的標志。18、解釋屈強比的概念及意義。鋼材屈服強度與抗拉強度之比稱為屈強比。屈強比表明設計強度的一種儲備，屈強比愈大，強度儲備愈小，不夠安全；屈強比愈小，強度

5、儲備愈大，結構愈安全，但當鋼材屈強比過小時，其強度利用率低，、不經(jīng)濟。19、什么是鋼材的冷彎性能？鋼材的冷彎性能是衡量鋼材在常溫下彎曲加工產(chǎn)生塑性變形時對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力的一項指標。20、鋼材的冷彎性能和哪些因素有關？鋼材的冷彎性能取決于鋼材的質(zhì)量，并與試驗所取彎心直徑d對鋼材厚度a的比值有關。21、能否用鋼材的冷彎性能考察鋼材在復雜應力狀態(tài)下發(fā)展塑性變形能力，為什么？鋼材的冷彎性能不但是檢驗鋼材適應冷加工能力和顯示鋼材內(nèi)部缺陷（如分層、離析、非金屬夾雜、氣泡等）狀況的一項指標；而且由于冷加工時試件中部受彎部位受到?jīng)_頭擠壓以及彎曲和剪切的復雜作用，因此也是考察鋼材在復雜應力狀態(tài)下發(fā)展塑性變形

6、能力的一項標志。22、什么是鋼材的沖擊韌性？鋼材的沖擊韌性是指鋼材在沖擊荷載作用下斷裂時吸收機械能的一種能力，是衡量鋼材抵抗可能因低溫、應力集中、沖擊荷載作用等而導致脆性斷裂能力的一項機械性能。23、測定鋼材沖擊韌性時，常用標準試件的型式有哪幾種？測定鋼材沖擊韌性時，常用標準試件的型式有梅氏（Mesnager）U型缺口試件和夏比（Charp）V型缺口試件兩種。24、如何測定鋼材的沖擊韌性？鋼材的沖擊韌性通常采用有特定缺口的標準試件，在材料試驗機上進行沖擊荷載試驗，使試件斷裂來測定。25、何謂鋼材的彈性極限？對鋼材進行拉伸試驗，當應力s不超過某一定值時，試件應力的增或減相應引起應變的增或減；卸除

7、荷載后（s=0）試件變形也完全恢復（=0），沒有殘余變形。鋼材的這種性質(zhì)叫彈性。在應力-應變曲線上，彈性階段所對應的最高應力點fe稱為彈性極限。26、試解釋鋼材U型缺口試件的沖擊韌性指標k的含義。鋼材U型缺口試件的沖擊韌性指標一般用沖擊值k表示，即用沖擊荷載使試件斷裂時試件所吸收（消耗）的功Ak除以缺口處橫截面面積所得的值，其單位為J/mm2（即Nmm/mm2）或Nmm/mm2。27、試解釋鋼材V型缺口試件的沖擊韌性指標Akv的含義。鋼材V型缺口試件的沖擊韌性指標一般用沖擊功Akv來表示。29、鋼材的沖擊韌性和哪些因素有關？鋼材的沖擊韌性與鋼材質(zhì)量、試件缺口狀況、加載速度、溫度、鋼材厚度有關。

8、其中溫度越低、鋼材厚度越大，其沖擊韌性越差。30、決定鋼材機械和加工工藝性能的主要因素是什么？什么因素與鋼材的機械性能有密切關系？什么因素對鋼材的機械性能有重要影響？決定鋼材機械和加工工藝性能的主要因素是鋼材的化學成分及其微觀組織結構；鋼材的冶煉、澆注、軋制等生產(chǎn)工藝與鋼材的機械性能有密切關系；鋼結構的加工、構造、尺寸、受力狀態(tài)、及其所處的環(huán)境溫度等對鋼材的機械性能有重要影響？31、鋼的主要化學成分是什么？鋼材中的微量元素包括什么？鋼材主要化學成分是鐵，在普通的碳素鋼中約占99%；鋼材中的微量元素有碳（C）；有利元素錳（Mn）、硅（Si）；有害雜質(zhì)元素硫（S）、磷（P）、氧（O）、氮（N）、氫

9、（H）；在合金鋼中還有特意添加以改善鋼材性能的某些合金元素，如錳（Mn）、釩（V）等。32、碳元素對鋼材的性能有哪些影響？碳含量對鋼的強度、塑性、韌性和焊接性有決定性的影響。（其中焊接性是指鋼材對焊接的適應性，主要指在一定的焊接工藝條件下獲得優(yōu)質(zhì)焊接接頭的難易程度。）隨著碳含量的增加，鋼材的抗拉強度和屈服強度提高；但其塑性、冷彎性能和沖擊韌性、特別是低溫沖擊韌性降低，焊接性也變壞。結構鋼材的碳含量不能過高，通常不超過0.22%。36、硫元素對鋼材的性能有哪些影響？硫是鋼中十分有害的元素。硫的化合物使鋼的焊接性變壞；硫降低鋼材的塑性和沖擊韌性。37、磷元素對鋼材的性能有哪些影響？磷是鋼中十分有害

10、的元素。磷的有害作用主要是使鋼在低溫時韌性降低并容易產(chǎn)生脆性破壞；在高溫時，磷會降低鋼的塑性。38、何為“熱脆”？硫與鐵的化合物硫化鐵（FeS），散布在鋼材純鐵體的間層中，當溫度在8001200時熔化而使鋼材出現(xiàn)裂紋，這種現(xiàn)象稱為“熱脆”。“熱脆”會使鋼的焊接性變壞。39、何為“冷脆”？鋼材中由于某些有害元素的存在（如磷元素），使鋼材在低溫時韌性降低并容易產(chǎn)生脆性破壞，這種現(xiàn)象稱為“冷脆”。42、鋼冶煉后因澆注方法（脫氧程度或方法）不同可以分為幾種？鋼冶煉后因澆注方法不同可以分為四種，分別是：沸騰鋼、半鎮(zhèn)靜鋼、鎮(zhèn)靜鋼、和特殊鎮(zhèn)靜鋼。43、什么是沸騰鋼？沸騰鋼是在爐中和盛鋼桶中的熔煉鋼液中僅用弱

11、脫氧劑錳鐵進行脫氧，當鋼液注錠時，鋼液中仍保留有相當多的氧化鐵，與其中的碳等化合生成一氧化碳（CO）等氣體大量逸出，致使鋼液劇烈“沸騰”，所以稱其為沸騰鋼。44、沸騰鋼具有什么特點？沸騰鋼的缺點是：沸騰鋼注錠后，冷卻速度快，溶于鋼液中的氣體不能全部逸出，而且容易形成氣泡包在鋼錠中；“沸騰”使硫、磷雜質(zhì)分布不均勻，出現(xiàn)其局部富集的“偏析”現(xiàn)象；鋼的“偏析”及分布不均勻的氣泡，不但使鋼材的質(zhì)量不均勻，而且常常使軋制鋼材產(chǎn)生分層，降低鋼材、特別是厚鋼板的抗層狀撕裂（即鋼板在厚度方向上受拉而分層破壞）的能力。沸騰鋼的優(yōu)點是：沸騰鋼生產(chǎn)工藝簡單；價格便宜；質(zhì)量能滿足一般承重鋼結構的要求，因此其應用范圍比

12、較廣泛。45、什么是鎮(zhèn)靜鋼？鎮(zhèn)靜鋼是在熔煉鋼液中加入適量的強脫氧劑硅（或鋁）和錳等，進行徹底脫氧，因而鋼液注錠時不發(fā)生沸騰現(xiàn)象，鋼液在鋼錠模中平靜地逐漸冷卻，所以稱其為鎮(zhèn)靜鋼。46、鎮(zhèn)靜鋼具有什么特點？鎮(zhèn)靜鋼的優(yōu)點是：由于鋼液不沸騰、冷卻速度比較慢，鋼液中的殘余氣體比較容易逸出，因而鋼材的質(zhì)量優(yōu)良、質(zhì)地均勻、組織致密、雜質(zhì)少、偏析小。與沸騰鋼相比，其沖擊韌性和焊接性比較好；冷脆和時效敏感性比較?。粡姸群退苄砸猜愿?。鎮(zhèn)靜鋼的缺點是：鎮(zhèn)靜鋼需要一定量的強脫氧劑；鑄錠時需要適當保溫；工藝過程復雜；冷卻后鋼錠頭部因縮凹而需要切除的部分（約為20%）比較多；價格相應也較高。47、什么是半鎮(zhèn)靜鋼？半鎮(zhèn)靜鋼

13、是在熔煉鋼液中加入少量的強脫氧劑氧化硅（或鋁），其脫氧程度、質(zhì)量、價格介于沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼之間，因而稱其為半鎮(zhèn)靜鋼。48、什么是特殊鎮(zhèn)靜鋼？特殊鎮(zhèn)靜鋼的脫氧程度比鎮(zhèn)靜鋼更高，一般應含有足夠的形成細晶粒結構的元素，如鋁等，通常是用硅脫氧后再用鋁補充脫氧。我國碳元素結構鋼中的Q235-D鋼，以及橋梁用鋼如16Mnq等屬特殊鎮(zhèn)靜鋼。50、熱處理的作用是什么？普通鋼材軋制后是自然堆放而不做熱處理。如經(jīng)過適當?shù)臒崽幚?，則可以顯著提高其強度并保持其良好的塑性和韌性。我國一般鋼結構中目前尚不采用熱處理鋼材，而高強度螺栓則是用一些強度較高的優(yōu)質(zhì)碳素結構鋼（45、35號鋼）或低合金結構鋼（20MnTiB、40B、

14、35VB鋼等），制成螺栓后進行熱處理調(diào)質(zhì)（淬火后高溫回火），以進一步提高其強度和質(zhì)量性能。51、鋼材中的殘余應力是如何產(chǎn)生的？熱軋型鋼中的熱軋殘余應力是因其熱軋后不均勻冷卻而產(chǎn)生的。其發(fā)生機理是：在型鋼熱軋終結時，其截面各處的溫度大體相同，但其邊緣、尖角及薄細部位因與空氣接觸表面多而冷卻凝固較快，其余部分冷卻凝固較遲緩。先冷卻部位常形成強勁的約束，阻止后冷卻部位金屬的自由收縮，從而常使隨后冷卻的部位受拉，在型鋼中產(chǎn)生復雜的殘余應力分布。鋼材在以后的調(diào)直和加工（剪切、氣割、焊接等）還將改變“”中的殘余應力分布。鋼材或構件經(jīng)過退火或其它方法處理后，其殘余應力可部分乃至全部消除。52、殘余應力對鋼材

15、的受力性能有何影響？鋼構件承受荷載時，荷載引起的應力將與截面殘余應力疊加，使構件某些部位提前達到屈服強度并發(fā)展塑性變形。如繼續(xù)增加荷載，只有截面彈性區(qū)承受荷載的增加值，而塑性區(qū)的應力不再增加。所以，構件達到強度極限狀態(tài)時的截面應力狀態(tài)與沒有殘余應力時完全相同，即殘余應力不影響構件強度。由于構件截面塑性區(qū)退出受力和發(fā)展塑性變形，殘余應力將降低構件的剛度和穩(wěn)定性。殘余應力特別是焊接殘余應力與荷載應力疊加后，常使鋼材處于二維或三維的復雜應力狀態(tài)下受力，將降低其抗沖擊斷裂和抗疲勞破壞的能力。53、溫度對鋼材的機械性能有何影響？鋼材的機械性能隨溫度的不同而有變化，當溫度由常溫升高時，鋼材的屈服強度fy、

16、抗拉強度fu和彈性模量E的總趨勢是降低的，但在150以下時變化不大；鋼材的溫度由常溫下降至負溫度范圍內(nèi)時，鋼材的強度（fy、fu）等雖有提高，但塑性和韌性降低、脆性增加。54、何為“藍脆”？當溫度在250左右時，鋼材的抗拉強度fu反而有比較大的提高，但此時相應的伸長率比較低、沖擊韌性變差，鋼材在此溫度范圍內(nèi)破壞時常呈脆性破壞特征，稱其為“藍脆”。55、什么是鋼材的冷加工硬化（冷作硬化、應變硬化）？GC JH再卸加載載OO/如圖所示：由鋼材重復加載的-曲線顯示，當?shù)谝淮渭虞d（由O點開始）至已經(jīng)發(fā)展塑性變形的J點后完全卸載至O/點；當再次加載時-曲線大致將按卸載時的原有直線O/J回升，荷載更大時再

17、沿原來的鋼材一次加載情況的-曲線的JGH段變化，表現(xiàn)為鋼材的屈服強度提高，彈性范圍增加，塑性和伸長率降低。鋼材的這種性質(zhì)稱為鋼材的冷加工硬化（冷作硬化、應變硬化）。56、鋼材的冷加工硬化對鋼材的性能有何影響？鋼材在冷拉、冷拔、冷彎、沖切、剪切等冷加工時都會產(chǎn)生很大的塑性變形，由此產(chǎn)生冷作硬化。冷作硬化可提高鋼材的屈服強度，但同時降低塑性和增加脆性，對鋼結構特別是承受動力荷載的鋼結構是不利的。57、何為鋼材的實效硬化？鋼材隨時間進展將使屈服強度和抗拉強度提高、伸長率和沖擊韌性降低，稱為鋼材的實效硬化。58、試解釋鋼材發(fā)生實效硬化的機理？鋼材發(fā)生實效硬化是由于高溫時溶于鋼材純鐵體中極少量的氮等，隨

18、著時間的延長從純鐵中析出，并形成自由氮化物而存在于純鐵晶粒間的滑動面上，阻止了純鐵體晶粒間的滑移，因而約束了塑性發(fā)展。60、何為鋼材的應力集中？鋼材的標準拉伸試驗是采用經(jīng)過機械加工的光滑圓形或板狀試件，在軸心拉力作用下試件截面應力分布均勻。而實際鋼結構的構件中常有孔洞、缺口等，致使構件截面突然改變。在荷載作用下，這些截面突變處的某些部位（孔洞邊緣或缺口尖端等處）將產(chǎn)生局部高峰應力，其余部位應力比較低而且分布極不均勻，這種現(xiàn)象稱為鋼材的應力集中。61、何為應力集中系數(shù)？并敘述其作用。通常把鋼材截面的高峰應力與平均應力（當構件截面受軸心力作用時）的比值稱為應力集中系數(shù)。用希臘字母表示。應力集中系數(shù)

19、可表明應力集中程度的高低，其值取決于構件截面突然改變的急劇程度。62、試敘述應力集中對鋼材性能的影響。在應力集中的高峰應力區(qū)內(nèi)，通常存在著同號的平面應力狀態(tài)或立體（三維）應力狀態(tài)，這種應力狀態(tài)使鋼材的變形發(fā)展困難而導致脆性狀態(tài)破壞。鋼材構件截面缺口改變愈急劇、即應力集中愈高的試件，其抗拉強度愈高，但塑性愈差、發(fā)生脆性破壞的可能性也愈大。應力集中引起孔槽邊緣處局部的應力高峰；當結構所受凈力荷載不斷增加時，高峰應力及其鄰近處局部鋼材將首先達到屈服強度。此后繼續(xù)增加荷載將使該處發(fā)展塑性變形而應力保持不變，所增加的荷載由鄰近應力較低處即尚未達到屈服強度部分的鋼材承受。然后塑性區(qū)逐步擴展，直到構件全截面

20、都達到屈服強度時即為強度的極限狀態(tài)。因此，因此應力集中一般不影響截面的靜力極限承載力，具體進行鋼結構設計時可不考慮應力集中的影響。比較嚴重的應力集中、特別是在動力荷載作用下，加上殘余應力和鋼材加工的冷作硬化等不利因素的影響，常是結構、尤其在低溫環(huán)境下工作的鋼結構發(fā)生脆性破壞的重要原因。所以進行鋼結構設計時，應盡量減免構件截面的急劇改變，以減少應力集中，從構造上防止構件的脆性破壞。63、什么是鋼材的疲勞或疲勞破壞？鋼材在循環(huán)應力多次反復作用下裂紋生成、裂紋擴展、以至鋼材斷裂破壞的現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞和疲勞破壞。64、鋼材的疲勞破壞有何特征？鋼材發(fā)生疲勞破壞時，破壞面上的應力低于鋼材的抗拉強度，甚至

21、低于其屈服強度；破壞斷口比較整齊，其表面有比較清楚的疲勞紋理，該紋理顯示以某點為中心向外呈半橢圓狀放射型的海濱沙灘痕跡般的現(xiàn)象；通常構件沒有明顯的變形，呈現(xiàn)出突然的脆性破壞特征。65、鋼材的疲勞破壞與什么因素有關？鋼材的疲勞破壞與鋼材的質(zhì)量、構件的幾何尺寸、鋼材的缺陷、循環(huán)荷載在鋼材內(nèi)部引起的反復循環(huán)應力的特征及循環(huán)次數(shù)有關。66、鋼材的疲勞破壞應力幅或疲勞容許應力幅主要取決于哪些因素？哪些因素影響不顯著？因為鋼構件或連接的疲勞破壞是在循環(huán)應力反復作用下，產(chǎn)生疲勞裂紋并發(fā)生擴展，最終導致鋼構件或連接斷裂。所以，疲勞破壞應力幅或疲勞容許應力幅主要取決于應力循環(huán)次數(shù)n、構件或連接的具體構造細節(jié)和應

22、力集中程度。鋼材強度等級對疲勞破壞應力幅或疲勞壽命的影響并不顯著。67、鋼材疲勞破壞時循環(huán)應力特征用什么來描述？鋼材疲勞破壞時的循環(huán)應力特征可用應力隨時間變化的曲線即應力譜描述。疲勞破壞試驗通常采用正弦波應力譜，標志應力譜特征可用應力比=min/max和max（max和min分別為絕對值最大和最小應力，并常以max的應力為正）來表示；也可以用應力幅=max-min和max表示。68、何為鋼材的疲勞強度極限？或何為鋼材的耐久疲勞強度？根據(jù)鋼材的疲勞試驗結果，當鋼材、試件、試驗環(huán)境條件相同、并且應力比=min/max為定值時，最大應力max隨疲勞破壞時應力循環(huán)次數(shù)n的增加而降低，而且-n曲線具有平

23、行于n軸的漸進線。當n趨于很大時，max趨于ef。ef表示應力循環(huán)無窮多次時試件不致發(fā)生疲勞破壞的循環(huán)應力max的極限值，稱為鋼材的疲勞強度極限或稱為鋼材的耐久疲勞強度。69、何為鋼材的條件疲勞強度？由于鋼材的應力循環(huán)次數(shù)n5×106時的疲勞強度變化已經(jīng)趨于很小，實際應用上常取相應于n=5×106次的疲勞強度作為鋼材的耐久疲勞強度，而相應于其它循環(huán)次數(shù)的疲勞強度max稱為鋼材的條件疲勞強度。71、對何種鋼結構及對鋼結構的何部位在何種條件下應進行疲勞計算？鋼結構設計規(guī)范規(guī)定：對承受動力荷載重復作用的鋼構件（如吊車梁、吊車桁架等），當應力變化的循環(huán)次數(shù)n105次時，應對應力循環(huán)

24、中出現(xiàn)拉應力的部位進行疲勞計算。而對于上述條件下，出現(xiàn)壓應力的部位則不進行疲勞計算，這是因為，對于鋼構件或其連接中的微裂紋在壓應力的作用下，裂紋不會擴展，而且有逐漸閉合的趨勢。72、對鋼結構進行疲勞計算時應選用荷載的什么值？如何考慮動力系數(shù)對荷載的影響？計算疲勞破壞時，作用于鋼結構的荷載取標準值，不乘荷載分項系數(shù)，也不乘動力系數(shù)，并按彈性方法計算其應力。這是因為引起疲勞破壞的荷載是經(jīng)常重復作用的正常使用荷載，即不乘分項系數(shù)的荷載標準值。動力系數(shù)的影響在以試驗為基礎確定的疲勞計算公式和參數(shù)中已經(jīng)加以考慮。73、對鋼結構進行疲勞計算時，如何考慮應力集中與缺陷對疲勞的影響？在對鋼結構進行疲勞計算時，

25、不另外考慮應力集中與缺陷（如氣孔、非金屬夾雜、偏析、咬邊、未焊透、未熔透等）的影響，其不利影響已在各部位按具體構造進行疲勞計算分類時加以考慮。但在設計時應該注意從構造上避免過大的應力集中，特殊不利情況時另作考慮。74、什么叫做鋼材或鋼結構的脆性斷裂？鋼材或鋼結構的脆性斷裂是指低于名義應力（鋼材做拉伸試驗時的抗拉強度或屈服強度）情況下發(fā)生突然斷裂的破壞。其斷裂面通常是紋理方向單一和比較平的劈裂表面，很少或沒有剪切唇邊。75、鋼結構發(fā)生脆性斷裂破壞的影響因素有哪些？鋼結構發(fā)生脆性斷裂破壞往往是多種不利因素綜合影響的結果，綜合起來有以下幾方面：鋼材的質(zhì)量差：鋼材的碳、硫、磷、氧、氮等元素含量過高，晶

26、粒較粗，夾雜物等冶金缺陷嚴重，韌性差等。結構構件構造不當：孔洞、缺口或截面改變急劇或布置不當?shù)仁箲袊乐?。制造安裝質(zhì)量差：焊接、安裝工藝不合理，焊縫交錯，焊接缺陷大，殘余應力嚴重。結構承受較大動力荷載，或在較低環(huán)境溫度下工作等：該項對較厚鋼材影響更為嚴重。76、如何防止鋼結構的脆性斷裂？為防止鋼結構的脆性斷裂，除了必要時需按斷裂力學原理作斷裂分析外，一般應注意以下幾個方面：合理設計和選用鋼材：具體設計時應注意選擇合適的結構方案和桿件截面、連接及構造型式，避免截面的急劇改變，減小構造應力集中。應根據(jù)結構的荷載情況（包括靜力或動力性質(zhì)）、所處環(huán)境溫度和所用鋼材厚度，選用合適的鋼種并提出需要的技

27、術要求（包括必要的沖擊韌性要求）等。合理制造和安裝：鋼材的冷加工易使鋼材發(fā)生硬化和變脆，應采取措施盡量減少其不利影響。焊接尤其是手工焊接容易產(chǎn)生裂紋或類似裂紋式缺陷，應選擇合適的焊接工藝和參數(shù)，力求減少焊接缺陷，如對厚鋼板采用焊前預熱、焊后保溫或熱處理等措施、使用合格焊工、必要的質(zhì)量檢驗等。對結構和構件的拼裝應采用合理的工藝順序，提高精度，減小焊接和裝配殘余應力。建立必要的使用維修規(guī)定和措施：應保證結構按設計規(guī)定的用途、荷載和環(huán)境條件使用不得超規(guī)范使用。建立必要的維修措施，經(jīng)常監(jiān)視結構尤其是承受動力荷載結構發(fā)生裂紋或類裂紋等缺陷或損壞的情況。78、鋼材按化學成分可以分為哪幾種？鋼材按化學成分可

28、以分為碳素鋼和合金鋼。79、解釋下列名詞的含義，16MnVq16MnVq的含義：橋梁用合金鋼含碳量0.16%,Mn.V含量低于1.5%。80、解釋下列名詞的含義，Q235-A.F;Q235-A.F的含義：碳素結構鋼屈服強度為235N/mm2，A級沸騰鋼。81、鋼材選擇的原則是什么？鋼材的選用應考慮哪些主要因素？鋼材選擇的原則是：即使結構安全可靠地滿足要求，又要盡最大可能節(jié)約鋼材，降低造價。鋼材選用時應考慮的主要因素為：結構的類型和重要性；荷載的性質(zhì)；連接的方法；工作條件。85、如何區(qū)別應用沸騰鋼和鎮(zhèn)靜鋼或半鎮(zhèn)靜鋼？一般結構采用Q235鋼時可用沸騰鋼，此時能滿足通常受力要求。當有較大動力荷載或處

29、于較低環(huán)境溫度時的結構不宜用沸騰鋼，可選用鎮(zhèn)靜鋼或特殊鎮(zhèn)靜鋼，有時可用半鎮(zhèn)靜鋼。如：焊接結構的重級工作制吊車梁、吊車桁架或類似結構；地區(qū)冬季計算溫度（采暖房內(nèi)結構可按此提高10）小于等于零下20的輕、中級工作制吊車梁、吊車桁架或類似結構；地區(qū)冬季計算溫度小于等于零下30的其它承重結構。非焊接結構當?shù)貐^(qū)冬季計算溫度小于等于零下20的重級工作制吊車梁、吊車桁架或類似結構。86、鋼材最少應具有哪些保證項目？鋼材最少應具有三項機械性能（屈服強度、抗拉強度、伸長率）和兩項化學成分（硫、磷含量）的合格保證項目。91、常用鋼材的規(guī)格有哪些？常用鋼材的規(guī)格有：熱軋鋼板、型鋼冷彎薄壁型鋼、壓型鋼板。92、解釋下

30、列符號含義：125×80×8；Q50；HK。125×80×8為不等邊角鋼，長肢寬125mm、短肢寬80mm、厚度8mm；Q50為輕型工字鋼截面高度50cm；HK為寬翼緣H型鋼。第四章 鋼結構的連接116、鋼結構連接設計應符合的原則是什么？ 鋼結構的連接設計應符合安全可靠、節(jié)省鋼材、構造簡單、制造安裝方便等原則。117、鋼結構的連接方法分哪幾種？ 鋼結構的連接方法可分為焊縫連接、螺栓連接和鉚釘連接等。118、焊縫連接的優(yōu)點是什么？ 焊接連接的優(yōu)點是對鋼材從任何方位、角度和形狀相交都能方便采用焊接連接，一般情況下不需要附加連接板、連接角鋼等零件，也不需要在鋼

31、材上開孔，不削弱構件截面；構造簡單，節(jié)省鋼材，制造方便，易于采用自動化操作，生產(chǎn)效率高。此外，焊縫連接的剛度較大，密封性較好。119、焊縫連接的缺點是什么？ 焊縫連接的缺點是焊縫附近鋼材因焊接的高溫作用而形成熱影響區(qū)，其金相組織和機械性能發(fā)生變化，某些部位材質(zhì)變脆；焊接過程中鋼材受到不均勻的高溫和冷卻，使結構產(chǎn)生焊接殘余應力和殘余變形，影響結構的承載力、剛度和使用性能；焊縫的局部裂紋一經(jīng)發(fā)生便容易擴展到整體。與高強度螺栓和鉚釘連接相比，焊縫連接的塑性和韌性較差，脆性較大，疲勞強度較低。另外，焊縫可能出現(xiàn)氣孔、夾渣等缺陷，使焊縫連接質(zhì)量不利。現(xiàn)場焊接的拼裝定位和操作較麻煩，因而構件間的安裝連接盡

32、量采用高強度螺栓連接、或設安裝螺栓定位后再焊接。120、螺栓連接可分為幾類？ 螺栓連接可分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接。121、螺栓連接的優(yōu)點是什么？ 螺栓連接的優(yōu)點是安裝方便，特別適用于工地安裝連接；也便于拆卸，適用于需要裝拆結構的連接和臨時性連接。122、螺栓連接的缺點是什么？ 螺栓連接的缺點是需要在板件上開孔和拼裝時對孔，增加制造工作量；螺栓孔還使構件截面削落，而且，被連接的板件需要互相搭接或另加角鋼或拼接板等連接件，因而多費鋼材。123、螺栓連接方式可分為幾類？ 螺栓連接可分為普通螺栓連接和高強度螺栓連接。124、C級螺栓連接的優(yōu)缺點各是什么？ C級螺栓連接又稱粗制螺栓連接。其優(yōu)點是

33、結構的裝配和螺栓裝拆方便，操作不需要復雜的設備，比較適用于承受拉力；而其受剪性能則較差，承受剪力時常需另加承托。 粗制螺栓常用于承受拉力的安裝螺栓連接、次要結構和可拆卸結構的受剪連接、以及安裝時的臨時連接。125、為什么C級螺栓連接的受剪性能較差？ C級螺栓連接的受剪性能較差是因為連接的孔徑大于桿徑較多，當連接所受剪力超過被連接板件間的摩擦力時，板件間的將發(fā)生較大的相對滑移變形，直至螺栓桿與板件孔壁一側接觸；又由于螺栓孔中距不準，致使個別螺栓先與孔壁接觸；再加上接觸面質(zhì)量較差；使各個螺栓受力不均勻。126、A、B級普通螺栓連接有何優(yōu)缺點？一般用于何種受力連接？ A、B級螺栓連接由于加工精度高、

34、尺寸準確和桿壁接觸緊密，可用于承受較大的剪力、拉力的安裝連接，受力和抗疲勞性能較好，連接變形較?。?其缺點是制造和安裝都較費工，價格昂貴，在鋼結構中較少采用。 A、B級螺栓主要用于直接承受較大動力荷載的重要結構的受剪安裝。目前，實際工程中A、B級普通螺栓連接通常被摩擦型高強度螺栓連接取代。127、高強度螺栓分為幾類？各有什么優(yōu)缺點？ 當高強度螺栓承受剪力時，按照設計和受力要求的不同，可分為摩擦型高強度螺栓與承壓型高強度螺栓兩種。 摩擦型高強度螺栓連接由于始終保持板件接觸面間摩擦力不被克服和不發(fā)生相對滑移，因而其整體性和剛度好，變形小，受力可靠，耐疲勞。主要用于直接承受動力荷載結構的安裝連接、以

35、及構件現(xiàn)場拼接和高空安裝連接的一些部位。 承壓型高強度螺栓連接在承受剪力時，利用了摩擦力克服后繼續(xù)增長的連接承載力，所以其設計承載力高于摩擦型螺栓，因而螺栓的總用量也可以節(jié)??；但摩擦型高強度螺栓連接相比，其整體性和剛度差，變形大，動力性能差，實際強度儲備小；只用于承受靜力或間接動力荷載結構中允許發(fā)生一定滑移變形的連接。 高強度螺栓連接的缺點是在材料、扳手、制造和安裝等方面有一些特殊技術要求，價格也較貴。128、鉚釘連接的優(yōu)缺點是什么？ 鉚釘桿燒紅鉚合時在壓力下膨脹，緊緊填滿全孔；冷卻時桿身縮短，使兩端鉚釘頭壓緊被連接鋼板，鉚釘桿受一定的初拉力。所以鉚釘連接的塑性、韌性和整體性好，連接變形小，傳

36、力可靠，承受動力荷載時的疲勞性能好，質(zhì)量也便于檢查，特別使用于重型和直接承受動力荷載的結構。 鉚釘連接構造復雜，用鋼量大，施工麻煩，大鉚時噪音大，勞動條件差。目前幾乎已不在工程中應用。什么情況下不需要計算工字鋼簡支梁的整體穩(wěn)定？（1） 有鋪板（各種鋼筋混凝土板和鋼板）密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連接，能阻止梁受壓翼緣的側向位移時（2） H型鋼或工字型截面簡支梁受壓翼緣的自由長度L1與其寬度b1之比不超過規(guī)定數(shù)值時。影響高強度螺栓連接承載力的因素有哪些？（1） 栓桿預應力（2） 連接表面的抗滑移系數(shù)（3） 鋼材種類（4） 螺栓的排列什么是疲勞斷裂？它的特點如何？簡述其破壞過程？概念:疲勞斷裂

37、是微觀裂縫在連續(xù)重復荷載作用下不斷擴展直至斷裂的脆性破壞特點：出現(xiàn)疲勞斷裂時，截面上的應力低于材料的抗拉強度，甚至低于屈服強度。同時，疲勞破壞屬于脆性破壞，塑形變形很小，是一種無明顯變形的突然破壞，危險性較大過程：分為三個階段 裂紋的形成 裂紋緩慢擴展 最后迅速斷裂疲勞破壞的構件斷口上面一部分呈現(xiàn)半橢圓形光滑區(qū)，其余部分則為粗糙區(qū)，微觀裂紋隨著應力的連續(xù)重復作用而擴展，裂紋兩邊的材料時而相互擠壓時而分離，形成光滑區(qū)；裂紋的擴展使截面愈益被削弱，至截面殘余部分不足以抵抗破壞時，構件突然斷裂，因有撕裂作用而形成粗糙區(qū)為何要規(guī)定螺栓排列的最大和最小間距要求？（1） 受力要求 為避免鋼板端部被剪斷，螺

38、栓的端距不應小于2d0 d0為螺栓孔徑。對于受拉構件，各排螺栓的栓距和線距不應過小，否則螺栓周圍應力集中相互影響較大，且對鋼板截面削弱過多，從而降低其承載能力。對于受壓構件，沿作用力方向的栓距不宜過大，否則在被連接的板件間容易發(fā)生凸曲現(xiàn)象。（2） 構造要求：若栓距及線距過大，則構件接觸面不夠緊密，潮氣易于侵入縫隙而發(fā)生銹蝕（3） 施工要求：要保證有一定的空間，便于轉動螺栓扳手。2.9什么情況下會產(chǎn)生應力集中，應力集中對材料有何影響？當截面完整性遭到破壞，如有裂紋空洞刻槽，凹角時以及截面的厚度或?qū)挾韧蝗桓淖儠r，構件中的應力分布將變得很不均勻，在缺陷或潔面變化處附近，會出現(xiàn)應力線曲折密集，出現(xiàn)高峰

39、應力的現(xiàn)象即應力集中 影響：在應力高峰出會產(chǎn)生雙向或三向的應力，此應力狀態(tài)會使材料沿力作用方向塑性變形的發(fā)展受到很大的約束，材料容易脆性變形2.13什么是冷工硬化（應變硬化）時效硬化？冷工硬化：經(jīng)冷拉冷彎沖孔機械剪切等冷加工使鋼材產(chǎn)生很大塑性變形，產(chǎn)生塑性變形后的鋼材再重新加荷時會提高屈服強度，同時降低塑性和韌性 時效硬化：指鋼材僅隨時間的增長而變脆3.3什么是梁的內(nèi)力重分布？如何進行塑性設計？超靜定梁的截面出現(xiàn)塑性鉸后，仍能繼續(xù)承載，隨著荷載的增大，塑性鉸發(fā)生塑形轉動，結構內(nèi)力重新分布，是其他截面相繼出現(xiàn)塑性鉸，直至形成機構，這一過程成為梁的內(nèi)力重分布 塑形設計只用于不直接承受動力荷載的固端

40、梁和連續(xù)梁，是利用內(nèi)力塑性重分布，充分發(fā)揮材料的潛力，塑性鉸彎矩按材料理想彈塑性確定，忽略剛才應變硬化的影響，且需滿足 （1）梁的彎曲強度 Mx W肉nxf (2)售完構件的剪切強度 Vhwtwfw 3.6截面塑性發(fā)展系數(shù)的意義是什么？試舉例說明其應用條件意義：用來表證截面索允許的塑性發(fā)展程度 應用條件：（1）需計算疲勞的梁 取1.0 (2)承受動力作用時 取 1.0 (3)壓彎構件受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度之比4.1影響軸心受壓桿件的穩(wěn)定系數(shù)的因素長細比、截面形式、加工條件、初彎曲、殘余應力4.3影響梁整體穩(wěn)定性的因素有哪些？提高梁穩(wěn)定性措施有哪些？梁的側向彎曲剛度、扭轉剛度、翹曲剛度、

41、梁的跨長措施：1。放寬梁的受壓上翼緣2、加強梁的受壓翼緣3、增加側向支撐點，減少L4.6 等效彎矩系數(shù)max的意義，將非均勻分布的彎矩量化為均勻分布的彎矩7.2 受剪普通螺栓可能的破壞形式？如何防止？（1）螺栓桿被剪斷（2）孔壁擠壓（3）鋼板被拉斷（4）鋼板被剪斷（5）螺栓桿彎曲防止：前3種需進行計算后兩種構造：（4）限制端矩2do (5)限制板疊厚度不超過5d7.3簡述普通螺栓連接與高強度螺栓摩擦型連接在彎矩作用下計算時的異同點？相同點：最大內(nèi)力的計算公式相同N不同點：（1）普通螺栓假定中和軸在最下一排螺栓軸線上：高螺認為中和軸在螺栓群形心的軸線上(2)一個抗拉螺栓的承載力不同:普螺 高螺 摩擦型 承壓型第五章 鋼結構構件計算1、 什么是鋼材的力學性能？2、 什么是鋼材的冷彎性能？3、 根據(jù)鋼材在注錠過程中的脫氧程度不同，鋼材可以分為哪幾類？4、 簡述溫度變化對鋼材力學性能的影響。5、 解釋下列名詞的含義：Q235-A.F, 16MnVq；6、 鋼材具有哪些規(guī)格？7、 鋼結構常用的焊接方法分為哪幾種？8、 焊縫根據(jù)本身截面特點分為哪幾種型式？9、 根據(jù)施焊時焊工所持焊條與焊件之間的相對位置的不同，焊縫施焊位置可分為哪幾種方位？ 10、 試敘述采用對接焊縫時，引弧板的作用。11、 通常焊