整理钢结构简答题
钢结构考试简答题答案
钢结构考试简答题答案钢结构考试简答题答案1.钢结构具有哪些特点?答:钢结构具有的特点:1钢材强度高,结构重量轻2钢材内部组织比较均匀,有良好的塑性和韧性3钢结构装配化程度高,施工周期短4钢材能制造密闭性要求较高的结构5钢结构耐热,但不耐火6钢结构易锈蚀,维护费用大。
2.钢结构的合理应用范围是什么?答:钢结构的合理应用范围:1重型厂房结构2大跨度房屋的屋盖结构3高层及多层建筑4轻型钢结构5塔桅结构6板壳结构7桥梁结构8移动式结构3.钢结构对材料性能有哪些要求?答:钢结构对材料性能的要求:1较高的抗拉强度fu和屈服点fy2较好的塑性、韧性及耐疲劳性能3良好的加工性能4.钢材的主要机械性能指标是什么?各由什么试验得到?答:钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。
其中屈服点、抗拉强度和伸长率由一次静力单向均匀拉伸试验得到;冷弯性能是由冷弯试验显示出来;冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。
5.影响钢材性能的主要因素是什么?答:影响钢材性能的主要因素有:1化学成分2钢材缺陷3冶炼,浇注,轧制4钢材硬化5温度6应力集中7残余应力8重复荷载作用6.什么是钢材的疲劳?影响钢材疲劳的主要因素有哪些?答:钢材在连续反复荷载作用下,当应力还低于钢材的抗拉强度,甚至还低于屈服点时也会发生断裂破坏,这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。
影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅(对焊接结构)或应力比(对非焊接结构)以及应力循环次数。
7.选用钢材通常应考虑哪些因素?答:选用钢材通常考虑的因素有:1结构的重要性2荷载特征3连接方法4结构的工作环境温度5结构的受力性质8.钢结构有哪些连接方法?各有什么优缺点?答:钢结构常用的连接方法有:焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。
焊接的优点:1不需打孔,省工省时;2任何形状的构件可直接连接,连接构造方便;3气密性、水密性好,结构刚度较大,整体性能较好9.焊缝可能存在的缺陷有哪些?答:焊缝可能存在的缺陷有裂纹、气孔、夹碴、烧穿、咬边、未焊透、弧坑和焊瘤。
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钢结构简答doc1、试述焊缝残余应力对结构工作的影响。
答:a、不影响结构的静力强度;b、会降低结构的刚度;C、使压杆的挠曲刚度减小,从而降低其承载力;d、加速构件在低温状态下的脆性破坏;e、对疲劳强度有不利影响2、焊缝的缺陷有哪些?其危害如何?答:a、缺陷:裂纹、气孔、烧穿、夹渣、未焊透、咬边、焊瘤等;b、危害:焊缝的缺陷将削弱焊缝的受力面积,而在缺陷处形成应力集中,裂缝往往先从那里开始,并扩展开裂,成为连接破坏的根源,对结构极为不利。
3、结构或构件的承载能力极限状态包括哪些计算内容?正常使用极限状态又包括哪些内容?答:结构或构件的承载能力极限状态包括静力强度、动力强度和稳定等的计算〉达到这种极限状态时,结构或构件达到了最大承载力而发生破坏,或达到丫不适于继续承受荷载的巨大变形。
结构或构件的正常使用极限状态是对应于结构或构件达到正常使用或耐久性的某项规定限值。
达此极限状态时,结构或构件虽仍保持承载力,但在正常荷载和作用下产生的变形己不能使结构或构件满足正常使用的要求,包括静力荷载作用下产生的巨大变形和动力荷载作用下产生的剧烈振动等。
4、为什么采用钢材的屈服点fy作为设计强度标准值?无明显屈服点的钢材,其设计强度值如何确定?答:选择屈服点作为结构钢材设计强度标准值是因为:(1)它是钢材开始塑性工作的特征点,钢材屈服后,塑性变形很大,极易为人们察觉,可及时处理,避免发生破坏;(2)从屈服到钢材破坏,整个塑性工作区域比弹性工作区域约大200倍,且抗拉强度与屈服点之比(强屈比)较大,是钢结构的极大后备强度,使钢材不会发生真正的塑性破坏,十分安全可靠。
对无明显屈服点的钢材,以卸载后试件的残余应变为0.2%所对应的应力作为屈服点。
5、简述哪些因素对钢材性能有影响?答:化学成分;冶金缺陷;钢材硬化;温度影响;应力集中;反复荷载作用。
6、钢结构用钢材机械性能指标有哪几些?承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求?答:钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性;承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点。
钢结构简答题
1、为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料?答:从钢材拉伸时的应力-应变曲线可以看到,钢材有较明显的弹性、屈服阶段,但当应力达屈服点后,钢材应变可达2%~3%,这样大的变形,虽然没有破坏,但结构或构件已不适于再继续承受荷载,所以忽略弹塑性阶段,而将钢材简化为理想的弹塑性材料。
2、塑性和韧性的定义,两者有何区别,冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么?答:塑性是指当应力超过屈服点后,能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质;韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。
韧性同塑性有关,但不完全相同,是强度和塑性的综合表现。
冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时,对发生裂缝的抵抗能力,可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。
钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化,冷作硬化可能使材料变脆。
3、为什么承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分?答:钢结构冷加工时会引起钢材的局部冷作硬化,从而使材料强度提高,塑性、韧性下降,使钢材变脆。
因此,对承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分,从而防止脆性破坏。
4、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因? 答:焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿;焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形;热影响区扩大容易产生脆裂。
焊脚尺寸太小,焊接时产生的热量较小,焊缝冷却快,容易产生裂纹;同时也不易焊透。
焊缝长度过短,焊件局部加热严重,会使材质变脆;同时起、落弧造成的缺陷相距太近,严重影响焊缝的工作性能。
焊缝长度过长,应力沿长度分布不均匀,两端应力可能达到极限值而先破坏,中部则未能充分发挥其承载能力。
5、试述焊接残余应力对结构工作的影响?答:残余应力对结构静力强度一般没有影响,因为它是自相平衡力系,只要材料能发生塑性变形,其静力强度是不变的。
但当材料不能发展塑性时,则可能发生脆性破坏,即各点的外加应力和其残余应力相加达到材料的抗拉强度f y,该点即破坏,从而降低构件的承载力。
钢结构简答题
钢结构简答题1.简述影响钢材性能的主要因素有哪些?(1)化学成分;(2)冶金缺陷;(3)钢材硬化;(4)温度影响(5)应力集中;(6)反复荷载作用。
2.简述角焊缝的焊脚尺寸为什么既不能太大也不能太小?为了避免焊缝区的基本金属过热,减少焊件的焊接残余应力和残余变形,角焊缝的焊脚尺寸不宜过大;另外角焊缝的焊脚尺寸不宜过小,否则焊缝因输入能过小,而焊件厚度较大,以致施焊时冷却速度过快,产生的淬硬组织,导致母材开裂3、简述普通受剪螺栓连接的破坏形式有哪些种类?如何避免?(1)螺栓杆被剪断;(2)挤压破坏;(3)板件被拉断;(4)板件端部剪切破坏;(5)栓杆受弯破坏(1)通过计算保证螺栓抗剪(2)通过计算保证螺栓抗挤压(3)通过计算保证板件有足够的拉压强度(属于构件的强度计算)(4)螺栓端距≥2d0 ——避免钢板被拉豁4、为保证梁腹板的局部稳定,应按哪些规定配置加劲肋?(6分)①当ywf t h 23580≤时,应按构造配置横向加劲肋;②当yw yf t hf 235170235800≤<时,应按计算配置横向加劲肋;③ywf t h 235170>,应配置横向加劲肋和纵向加劲肋;④梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处设支承加劲肋5、高强螺栓连接有几种类型?其性能等级分哪几级?并解释符号的含义。
高强螺栓连接有两种类型:摩擦型连接和承压型连接。
高强螺栓性能等级分8.8级和10.9级。
8.8级和10.9级:小数点前数字代表螺栓抗拉强度分别不低于2800mm N 和21000mm N ,小数点后数字表示屈强比。
6、轴心受压构件的稳定承载力与哪些因素有关? 构件的几何形状与尺寸;杆端约束程度;钢材的强度;焊接残余应力;初弯曲;初偏心7、钢材的机械性能指标有哪些?分别代表钢材哪些方面的性能?(1)屈服强度:代表钢材强度指标,是钢材可达到的最大应力(2)抗拉强度:代表材料的强度储备 (3)伸长率:代表材料在单向拉伸时的塑性应变能力(4)冷弯性能:代表钢材的塑性应变能力和钢材质量的综合指标 (5)冲击韧性:代表钢材抵抗冲击荷载的能力,是钢材强度和塑性的综合指标8、不用计算梁整体稳定的条件?(1)有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固连接,能阻止梁受压翼缘的侧向位移时;(2)工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度1l 与其宽度1b 之比不超过规定的数值时; (3)箱形截面简支梁,其截面尺寸满足6≤ob h,且)235(951yob l ≤时。
钢结构简答题
1.钢结构和其他材料相比的特点答优点:①钢结构质量轻、强度高;②钢材具有良好的塑性和韧性;③钢材材质均匀,更接近于匀质等向体;④钢材具有不渗漏性,便于作成密闭结构;⑤制造简便,施工周期短,装配性良好;⑥自重小;⑦工程造价低;⑧可工厂化制作。
缺点:①耐腐蚀性差;②耐热不耐火。
2.钢结构的设计方法答以概率理论为基础的极限状态设计方法;疲劳结构采用容许应力幅法。
3.简述建筑钢结构对钢材的基本要求,规范推荐使用的钢材有哪些?答对钢材的基本要求:①较高的强度,即抗拉强度fu和屈服点fy比较高;②足够的变形能力,即塑形和韧性性能好;③良好的加工性能,即适合冷、热加工,同时具有良好的可焊性;④具有适合低温、有害介质侵蚀(包括大气锈蚀)以及重复荷载作用等性能推荐使用的钢材:①普通碳素结构钢Q235。
②低合金高强度结构Q345、Q390、Q420 4.钢材的塑性破坏和脆性破坏答塑性破坏是指破坏前具有较大的塑形变形,常在钢材表面出现明显的相互垂直交错的锈迹剥落线。
只有当构件应力达到抗拉强度后才会发生破坏,破坏后的断口呈纤维状,色泽发暗。
由于破坏前有较大的塑性变形,且变形持续时间长,容易及时发现并采取有效的补救措施,通常不会引起严重后果。
脆性破坏是指破坏前塑性变形很小,或根本没有塑性变形,而突然迅速断裂。
破坏后的断口平直,呈有光泽的晶粒状或有人字纹。
破坏时构件的计算应力可能小于钢材的屈服点fy 5.衡量钢材主要性能常用哪些指标?它们各反映钢材的什么性能?答:⑴、抗拉强度fu ---是钢材抵抗被拉断的性能指标;⑵、伸长率δ----是衡量钢材塑性性能的一个指标;⑶、屈服强度fy---是确定钢材强度设计值的主要指标;⑷、冲击韧性AKV ----是衡量钢材突然断裂时所吸收的功的指标;⑸、冷弯试验性能---是衡量钢材塑性的指标,也是衡量钢材质量的一个综合性指标;6.钢材中常见的冶金缺陷有哪些?答偏析、非金属夹杂、气孔及裂纹等7.碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响?答①碳是形成钢材强度的主要成分。
(必考)钢结构简答题
1.钢结构的特点?优点:(1)钢材的强度高,材料好,材质均匀性好,具有良好的塑性和韧性。
(2)钢结构质量轻。
(3)钢结构制作工业化程度高,施工期短。
(4)钢结构密闭性好。
(5)钢结构造型美观,具有轻盈灵巧的效果。
(6)钢结构符合可持续发展的需求。
缺点:(1)失稳和变形过大造成破坏。
(2)钢结构耐腐蚀性差。
(3)钢结构耐热不耐火。
(4)钢结构可能发生脆性断裂。
2.焊缝连接的特点?优点:(1)构造简单。
对几何形体适应性强,任何形式的构件均可直接连接;(2)不削弱截面,省工省料;(3)制作加工方便,可实现自动化操作,功效高,质量可靠;(4)连接密闭性好,结构刚度打。
缺点:(1)在焊缝附近的热影响区内,钢材的金相组织发生改变,导致局部材料劣化变脆;(2)焊接残余应力和焊接残余应变使受压构件的承载力降低;(3)焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,就很容易扩展到整体,低温冷脆问题突出;(4)对材质要求高,焊接成与严格,质量检验工作量大。
3.螺栓的五种破坏形式(1)栓杆被剪切——当栓杆直径较细而板件相对较厚是可能发生。
(2)孔壁挤压破坏——当栓杆直径较粗而相对板件较薄可能发生。
(3)钢板被拉断——当板件因螺栓孔削弱过多时,可能沿开孔截面发生破断。
(4)端部钢板被剪开——当顺受力方向的端距过小时可能发生。
(5)栓杆受弯破坏——当栓杆过长时可能发生。
4.承压和摩擦型高强螺栓的比较?摩擦型连接的高强螺栓的孔径比螺栓公称直径大,承压型连接高强螺栓的孔径比螺栓公称的直径小。
摩擦型连接的优点是施工方便,对构件的削弱较小,可拆换,螺栓的剪切变形小,能承受动力荷载,耐疲劳,韧性和塑性好;承压型连接的承载力高于摩擦型连接,但成体性,刚度均较差,剪切变形大,强度储备相对较低,故不得用于承压受动力荷载的构件中。
5.角焊缝正侧面焊缝比较?侧面角焊缝主要承受剪应力。
塑性较好,弹性模量底,强度也较低。
应力沿焊缝长度方向的分布不均匀,呈两端大而中间小的状态。
钢结构简答题
1.简述哪些因素对钢材性能有影响?化学成分;冶金缺陷;钢材硬化;温度影响;应力集中;反复荷载作用。
2.钢结构用钢材机械性能指标有哪几些?承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求?钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性;承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点。
3.钢材两种破坏现象和后果是什么?钢材有脆性破坏和塑性破坏。
塑性破坏前,结构有明显的变形,并有较长的变形持续时间,可便于发现和补救。
钢材的脆性破坏,由于变形小并突然破坏,危险性大。
4.选择钢材屈服强度作为静力强度标准值以及将钢材看作是理想弹性一塑性材料的依据是什么?选择屈服强度fy作为钢材静力强度的标准值的依据是:①他是钢材弹性及塑性工作的分界点,且钢材屈服后,塑性变开很大(2%~3%),极易为人们察觉,可以及时处理,避免突然破坏;②从屈服开始到断裂,塑性工作区域很大,比弹性工作区域约大200倍,是钢材极大的后备强度,且抗拉强度和屈服强度的比例又较大(Q235的fu/fy≈1.6~1.9),这二点一起赋予构件以fy作为强度极限的可靠安全储备。
将钢材看作是理想弹性—塑性材料的依据是:①对于没有缺陷和残余应力影响的试件,比较极限和屈服强度是比较接近(fp=(0.7~0.8)fy),又因为钢材开始屈服时应变小(εy≈0.15%)因此近似地认为在屈服点以前钢材为完全弹性的,即将屈服点以前的б-ε图简化为一条斜线;②因为钢材流幅相当长(即ε从0.15%到2%~3%),而强化阶段的强度在计算中又不用,从而将屈服点后的б-ε图简化为一条水平线。
5.什么叫做冲击韧性?什么情况下需要保证该项指标?韧性是钢材抵抗冲击荷载的能力,它用材料在断裂时所吸收的总能量(包括弹性和非弹性能)来度量,韧性是钢材强度和塑性的综合指标。
在寒冷地区建造的结构不但要求钢材具有常温(℃20)冲击韧性指标,还要求具有负温(℃0、℃20或℃40)冲击韧性指标6.为什么薄钢板的强度比厚钢板的强度高(或钢材的强度按其厚度或直径分组)?钢材的轧制能使金属的晶粒弯细,并消除显微组织的缺陷,也可使浇注时形成的气孔,裂纹和疏松,在高温和压力作用下焊合。
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第二章1.简述建筑钢结构对钢材的要求、指标,规范推荐使用的钢材有哪些?答:1.较高的强度。
2.足够的变形能力。
3.良好的加工性能。
此外,根据结构的具体工作条件,在必须是还应该具有适合低温、有害介质侵蚀(包括大气锈蚀)以及重复荷载作用等的性能。
《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)推荐的普通碳素结构钢Q235钢和低合金高强度结构钢Q345、Q390及Q420是符合上述要求的。
2.衡量材料力学性能的好坏,常用那些指标?它们的作用如何?1.强度性能2.塑性性能3.冷弯性能4.冲击韧性3.哪些因素可使钢材变脆,从设计角度防止构件脆断的措施有哪些?答:(1)硫磷氧氮等化学成分的影响(2)成材过程的影响(3)冷加工硬化及温度等其他因素的影响。
从设计角度防止构件脆断课不考虑硬化所提高的强度及规定结构表面所受辐射温度等。
4.碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响?答:碳(C):碳含量提高,则钢材强度提高,但同时塑形、韧性、冷弯性能、可焊性、抗锈蚀能力下降。
对于焊接结构,为了有良好的可焊性,以不大于0.2%为好。
磷(P):磷即是有害元素也是能利用的合金元素。
在低温下使钢变脆,称为冷脆;高温时使钢减少塑性。
但磷能提高钢的强度和抗锈蚀能力。
硫(S):硫有害元素。
使钢产生热脆性,降低钢的冲击韧性,同时影响疲劳性能和抗锈蚀性能。
5.什么是钢材的可焊性?影响钢材可焊性的化学元素有哪些?钢材的可焊性是指一般焊接工艺就可以完成合格的(无裂纹的)焊缝的性能。
影响钢材可焊性的主要因素是碳含量和合金元素的含量。
6.钢材的力学性能为何要按厚度(直径)进行划分?钢材屈服点的高低和钢材晶粒的粗细有关,材质好,轧制次数多,晶粒细,屈服点就高,因而不同厚度的钢材,屈服点不一样。
7.钢材中常见的冶金缺陷有哪些?偏析,非金属杂质,气孔,裂纹及分层8.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9.什么情况下会产生应力集中,应力集中对材性有何影响?当截面完整性遭到破坏,如有裂纹空洞刻槽,凹角时以及截面的厚度或宽度突然改变时,构件中的应力分布将变得很不均匀,在缺陷或洁面变化处附近,会出现应力线曲折密集,出现高峰应力的现象即应力集中影响:在应力高峰出会产生双向或三向的应力,此应力状态会使材料沿力作用方向塑性变形的发展受到很大的约束,材料容易脆性变形。
钢结构简答题
钢结构简答题1.钢结构与其他结构相比的优缺点?答:优点:1. 质轻高强(更大的承载能力更大的跨越能力便于运输和安装)2.塑性和韧性好(安全性高承受冲击荷载能力强)3.材质均匀,与力学计算假定比较符合4. 气密性、水密性好5. 制造方便,施工工期短6. 耐热性好7. 减少砂、石、灰用量,减轻对再生资源的破坏8. 环保、可回收再利用,建筑造型美观缺点:1. 耐火性差 2.易锈蚀3.低温冷脆2.钢材的主要性能?(钢材的机械指标分别代表钢材的哪些性能?)答:1单向受拉时的性能2塑性性能3冷弯性能4冲击韧性5可焊性钢材的五项主要机械性能指标:f y屈服点——衡量钢材的承载能力和确定钢材强度设计值的指标。
抗拉强度 f u——钢材的强度极限,仅作为安全储备。
伸长率δ5——衡量钢材塑性变形能力的重要指标冷弯性能——衡量钢材塑性性能和冶金质量的综合指标。
冲击韧性——衡量钢材在动荷载作用下抵抗脆性破坏能力的指标。
3.普通受剪螺栓的五种破坏形式以及解决方法?答:1.螺杆剪切破坏(栓杆较细而板件较厚时)2.钢板孔壁挤压破坏(栓杆较粗而板件较薄时)3.板件被拉断(截面削弱过多时)(以上破坏形式予以计算解决。
)4.由于钢板端部螺栓孔端距太小而被剪坏5.由于钢板太厚,螺栓杆直径太小,发生螺栓杆弯曲破坏(后两种破坏则用限制端距e3大于等于2d0和板叠厚度不超过5d(d为螺栓直径)等构造措施来防止)4.什么情况下不需要计算梁的整体稳定性?答:1)有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上,并与其牢固连接,能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。
2)工字形截面简支梁受压翼缘的自由长度l1与其宽度b1之比不超过表中规定的数值时。
3)箱形截面简支梁,其截面尺寸满足h/b0≤6,且l1/b0≤95(235/fy)时。
5.各类构件的失稳形式?答:1.腹板在纯弯曲作用下失稳2.在局部压力作用下失稳3.腹板在纯剪作用下失稳。
钢结构简答题汇总
钢结构简答题汇总钢结构是一种广泛应用于建筑、桥梁、购物中心和其他大型工程项目中的结构形式。
它具有高强度、高刚度和耐久性等特点,因此在现代工程领域中扮演着重要角色。
以下是对一些与钢结构相关的常见问题进行简答的汇总。
1. 钢结构的优点有哪些?钢结构具有多项优点,包括:1.1 高强度和刚度:钢材具有较高的抗拉强度和弹性模量,能够承受较大的荷载并保持稳定性。
1.2 轻质化:相比于混凝土结构,钢结构的单位重量更轻,降低了建筑物的自重,减小基础负荷。
1.3 施工速度快:预制构件和标准化设计使得钢结构的施工过程更快、更高效。
1.4 环境友好:钢材可以回收再利用,减少了对自然资源的依赖,有利于可持续发展。
2. 钢结构的应用范围有哪些?钢结构的应用范围十分广泛,可以用于以下场所:2.1 建筑领域:包括商业建筑、办公楼、工业厂房、体育场馆等。
2.2 桥梁工程:用于建设公路、铁路、高速公路等各类桥梁。
2.3 石油和天然气工业:用于石油钻探平台、油库、管道等。
2.4 航空航天领域:用于飞机、火箭、卫星等航空航天器的结构。
2.5 其他:如电力输配电塔、海洋平台等。
3. 钢结构设计应考虑哪些因素?钢结构设计需要考虑多个因素,包括但不限于:3.1 负荷:结构设计要充分考虑垂直荷载、水平荷载、风荷载、地震荷载等各种荷载情况。
3.2 安全系数:设计中需根据国家规范和标准,合理设置安全系数以确保结构的可靠性和安全性。
3.3 材料选择:根据工程特点和要求,选择适合的钢材牌号和规格。
3.4 建筑布局:合理布置结构,使钢材尽可能高效地承受荷载,减小变形。
3.5 节能环保:设计过程中需要考虑减少能耗、优化节能措施,以及减少对环境的影响。
4. 钢结构的连接方式有哪些?钢结构的连接方式多种多样。
以下列举一些常见的连接方式:4.1 螺栓连接:通过螺栓将构件连接在一起。
这种连接方式拆卸方便,适用于需要经常维修或更换的场所。
4.2 焊接连接:通过电弧焊、气焊等方法将构件进行连接。
钢结构简答题总结
1. 简述钢结构有哪些主要特点。
(8分)答:(1)材料的强度高,塑性和韧性好;(2)材质均匀,和力学计算的假定比较符合;(3)制作简便,施工周期短;(4)质量轻;(5)钢材耐腐蚀性差;(6)钢材耐热,但不耐火;2. 碳素结构钢按质量分为几级?并是怎样划分的?Q235B·b 代表的意义是什么?(10分)答:碳素结构钢按质量分为A、B、C、D四级。
其中A级钢材不作冲击韧性要求,冷弯性能在需方有要求时才进行;B、C、D各级钢材均要求冲击韧性值A kv≥27J,且冷弯试验均要求合格,所不同的是三者的试验温度有所不同,B 级要求常温(20±5℃)冲击值,C和D级则分别要求0℃和-20℃冲击值。
Q235B·b代表屈服强度为235N/mm2,B级,半镇静钢。
3. 钢结构中,选用钢材时要考虑哪些主要因素?(8分)答:结构或构件的重要性;荷载的性质(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)。
4. 轴心受力构件的截面形式有哪几种?并且对轴心受力构件截面形式的共同要求是什么?答:轴心受力构件的截面形式有热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合截面以及格构式组合截面。
对轴心受力构件截面形式的共同要求是:(1)能提供强度所需要的截面积;(2)制作比较简便;(3)便于和相邻的构件连接;(4)截面开展而壁厚较薄,以满足刚度要求。
5. 计算压弯(拉弯)构件的强度时,根据不同情况,采用几种强度计算准则?并简述各准则的内容。
我国钢结构规范对于一般构件采用哪一准则作为强度极限?(10分)答:计算压弯(拉弯)构件的强度时,根据不同情况,采用三种强度计算准则。
其中(1)截面边缘纤维屈服准则:当构件受力最大截面边缘处的最大应力达到屈服时,即认为构件达到了强度极限。
(2)全截面屈服准则:这一准则以构件最大受力截面形成塑性铰为强度极限。
(3)部分发展塑性准则:这一准则以构件最大受力截面的部分受压区和受拉区进入塑性为强度极限。
钢结构简答题汇总
基础部分1.钢材的塑性破坏和脆性破坏各指什么?答:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力到达钢材的抗拉强度,。
后才发生,破坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏是指塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点fy,断裂从应力集中处开始的破坏形式。
2.化学成分碳,硫。
磷对钢材的性能有哪些影响?答:碳含量增加,强度提高,塑性,韧性和疲劳强度下降,同时恶化可焊性和抗腐蚀性。
硫使钢热脆,磷使钢冷脆。
但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。
3.简述钢结构对钢材的基本要求。
答:(1)较高的强度(抗拉强度fu和屈服点fy);(2)足够的变形能力(塑性和韧性);(3)良好的工艺性能(冷加工、热加工和可焊性能);(4)根据结构的具体工件条件,有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
4.钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点?答:建筑钢材强度高,塑性和韧性好;钢结构的重量轻;材质均匀,与力学计算的假定比较符合;钢结构制作简便,施工工期短;钢结构密闭性好;钢结构耐腐蚀性差;钢结构耐热但不耐火;钢结构可能发生脆性断裂。
5.简述钢材塑性破坏和脆性破坏。
f后才发生,破答:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力到达钢材的抗拉强度uf,断裂从应力集中处坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点y开始。
6.钢结构的特点是什么?答:①强度高、重量轻;②材质均匀、可靠性高;③塑性、韧性好;④工业化程度高;⑤安装方便、施工期短;⑥密闭性好、耐火性差;⑦耐腐蚀性差。
7〔a〕什么是钢材的主要力学性能〔机械性能〕?答:钢材的主要力学性能〔机械性能〕通常是指钢厂生产供给的钢材在标准条件〔20 5℃〕下均匀拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性能〔静力、动力强度和塑性、韧性等〕。
钢结构简答题汇总
名词解释1.门式刚架轻型钢结构1.重型单层工业厂房1.隅撑隅撑就是在靠边墙角的部位、梁与柱之间、梁与檩、柱与檩之间的支撑杆。
墙面上的叫墙隅撑,屋面上的叫屋面隅撑。
1.压型钢板1.撑杆撑杆是保证钢结构整体稳定性的一个横向支撑杆件,一般由长细比控制2.网壳网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构,系以杆件为基础,按一定规律组成网格,按壳体结构布置的空间构架,它兼具杆系和壳体的性质。
其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。
此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。
2.悬索结构的形状稳定性2.空间桁架结构2.索膜结构索膜结构:是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面,能承受一定外荷载的空间结构形式。
其造型自由、轻巧、柔美,充满力量感,阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点,因而使它在世界各地受到广泛应用2.悬索结构由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。
索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢,以及其他受拉性能良好的线材。
3.框架---筒体结构- 2 -3.框筒结构 框筒结构就是在框架结构中,设置部分剪力墙,使框架和剪力墙两者结合起来,取长补短,共同抵抗水平荷载,这就是框架-剪力墙结构体系。
如果把剪力墙布置成筒体,围成的竖向箱形截面的薄臂筒和密柱框架组成的竖向箱形截面,可称为框架-筒体结构体系。
具有较高的抗侧移刚度,被广泛应用于超高层建筑。
3.框筒结构中的剪力滞后效应简答题平台钢结构设计1.设计平台结构时,应考虑哪些步骤?1.平台结构不设柱间支撑的情况下应怎样设计柱脚节点和梁柱节点来保证结构的几何不变以及平台柱的整体稳定性?工业厂房钢结构1.简述门刚架斜梁截面设计要点。
答:当斜坡度不超过1:5时,因轴力很小可按压弯构件计算其强度和钢架平面外的稳定,不计算平面内的稳定。
实腹式刚架协梁的平面外计算长度,取侧向支撑点的间距。
当斜梁两翼缘侧向支撑点间的距离不等时,应取最大受压翼缘侧向支撑点的距离。
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1.钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点?答:建筑钢材强度高,塑性和韧性好;钢结构的重量轻;材质均匀,与力学计算的假定比较符合;钢结构制作简便,施工工期短;钢结构密闭性好;钢结构耐腐蚀性差;钢结构耐热但不耐火;钢结构可能发生脆性断裂。
2.什么情况下会产生应力集中,应力集中对钢材材性能有何影响?答:实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。
此时,构件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,即产生应力集中形象。
在负温或动力荷载作用下,应力集中的不利影响将十分突出,往往是引起脆性破坏的根源。
3.实腹式轴心受压构件进行截面选择时,应主要考虑的原则是什么?答:(1)面积的分布尽量开展,以增加截面的惯性矩和回转半径,提高柱的整体稳定承载力和刚度;(2)两个主轴方向尽量等稳定,以达到经济的效果;(3)便于与其他构件进行连接,尽可能构造简单,制造省工,取材方便。
4.简述钢结构对钢材的基本要求。
答:(1)较高的强度(抗拉强度uf和屈服点yf);(2)足够的变形能力(塑性和韧性);(3)良好的工艺性能(冷加工、热加工和可焊性能);(4) 根据结构的具体工作条件,有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
5.钢结构焊接连接方法的优点和缺点有哪些?答:焊接连接的优点:焊接间可以直接连接,构造简单,制作方便;不削弱截面,节省材料;连接的密闭性好,结构的刚度大;可实现自动化操作,提高焊接结构的质量。
焊接连接的缺点:焊缝附近的热影响区内,钢材的金相组织发生改变,导致局部材质变脆;焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低;焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,容易扩展至整个截面,低温冷脆问题较为突出。
6.什么是梁的整体失稳现象?答:梁主要用于承受弯矩,为了充分发挥材料的强度,其截面通常设计成高而窄的形式。
当荷载较小时,仅在弯矩作用平面内弯曲,当荷载增大到某一数值后,梁在弯矩作用平面内弯曲的同时,将突然发生侧向弯曲和扭转,并丧失继续承载的能力,这种现象称为梁的弯扭屈曲或整体失稳。
7.简述钢材塑性破坏和脆性破坏。
答:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度uf后才发生,破坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点yf,断裂从应力集中处开始。
8.抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式?如何防止?答:可能的破坏形式有四种形式:①栓杆被剪断;②螺栓承压破坏;③板件净截面被拉断;④端板被栓杆冲剪破坏。
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。
9.设计拉弯和压弯构件时应计算的内容?答:拉弯构件需要计算强度和刚度(限制长细比);压弯构件则需要计算强度、整体稳定(弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定)、局部稳定和刚度(限制长细比)10.什么是疲劳断裂?影响钢材疲劳强度的因素?答:钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
钢材的疲劳强度取决于构造状况(应力集中程度和残余应力)、作用的应力幅、反复荷载的循环次数。
11.为何要规定螺栓排列的最大和最小容许距离?答:为了避免螺栓周围应力集中相互影响、钢板的截面削弱过多、钢板在端部被螺栓冲剪破坏、被连接板件间发生鼓曲现象和满足施工空间要求等,规定肋螺栓排列的最大和最小容许距离。
12.计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时,为什么采用换算长细比?答:格构式轴心受压构件,当绕虚轴失稳时,因肢件之间并不是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来,构件的剪切变形较大,剪力造成附加影响不能忽略。
因此,采用换算长细比来考虑缀材剪切变形对格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定承载力的影响。
13.化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响?答:碳含量增加,强度提高,塑性、韧性和疲劳强度下降,同时恶化可焊性和抗腐蚀性。
硫使钢热脆,磷使钢冷脆。
但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。
14简述钢结构连接方法的种类。
钢结构焊接连接方法的优点和缺点有哪些?答:可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
焊接连接优点:焊件间可以直接连接,构造简单,制作方便;不消弱截面,节省材料;连接的密闭性好,结构的刚度大;可实现自动化操作,提高焊接结构的质量;焊接连接缺点:焊缝附近的热影响区内,钢材的金相组织发生改变,导致局部材质变脆;焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低;焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,容易扩展整个截面,低温冷脆问题较为突出。
15简述普通螺栓连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时不同点。
答:在弯矩作用下,普通螺栓连接计算时假定中和轴位于弯矩所指的最下列螺栓处,高强度螺栓摩擦型连接计算时中和轴位于螺栓形心轴处。
16.高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是什么?答:主要区别:普通螺栓连接在受剪时依靠螺栓栓杆承压和抗剪传递剪力,在拧紧螺帽时螺栓产生的预拉力很小,其影响可以忽略。
而高强度螺栓除了其材料强度高之外,拧紧螺栓还施加很大预拉力,使被连接板件的接触面之间产生压紧力,因而板件间存在很大摩擦力。
22.简述钢结构连接方法的种类。
答:钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
17.格构式构件截面考虑塑性发展吗?为什么?答:不考虑塑性发展,按边缘屈服准则计算,因为截面中部空心。
18.哪些因素影响轴心受压构件的稳定承载力?答:构件的初弯曲、荷载的初偏心、残余应力的分布以及构件的约束情况等。
19.梁的整体失稳现象是指梁主要用于承受弯矩,为了充分发挥材料的强度,其截面通常设计成高而窄的形式。
当荷载较小时,仅在弯矩作用平面内弯曲,当荷载增大到某一数值后,梁在弯矩作用平面内弯曲的同时,将突然发生侧向弯曲和扭转,并丧失继续承载的能力,这种现象称为梁的整体失稳,或弯扭屈曲。
20.影响梁整体稳定的因素包括哪些?提高梁整体稳定的措施包括哪些?答:影响梁整体稳定的因素包括荷载的形式和作用位置、梁的截面形式、侧向支撑的间距以及支座形式等。
提高梁整体稳定的措施包括加强受压翼缘和设置侧向支撑等。
21.为了保证钢结构安全可靠和用材经济合理,选择钢材时需考虑哪些因素?答:结构或构件的重要性;荷载性质;连接方法;结构所处的工作条件;钢材的厚度。
23.实腹式压弯构件截面选择的具体步骤有哪些?答:(1)计算构件的内力设计值;(2)选择截面形式;(3)确定钢材和强度设计值;(4)确定弯矩作用平面内和平面外的计算长度;(5)根据经验或已有资料初选截面尺寸;(6)演算初选截面强度、刚度、稳定性是否符合要求24.为什么要在桁架组成的屋盖结构中设置支撑系统,支撑系统的具体作用体现在哪些方面?答:屋架在自身平面内为几何形状不变体系并具有较大刚度,能承受屋架平面内各种荷载。
但平面屋架本身在垂直于屋架平面的侧向刚度和稳定性很差,不能承受水平荷载。
因此需支撑系统。
支撑系统作用主要体现在:保证结构的空间整体作用;避免压杆侧向失稳,防止拉杆产生过大的振动;承担和传递水平荷载;保证结构安装时的稳定与方便。
25.钢结构设计必须满足的功能包括哪些方面?答:(1)应能承受在正常施工和正常使用时可能出现各种情况,包括荷载和温度变化、基础不均匀沉降以及地震作用等;(2)在正常使用情况下结构具有良好的工作性能;(3)在正常维护下结构具有足够耐久性;(4)在偶然事件发生时及发生后能保持必需的整体稳定性。
26.钢材“耐热不耐火”的含义是什么?规范对其有何规定?答:钢材受热,当温度在200℃以内时,其主要力学性能,如屈服点和弹性模量降低不多。
温度超过200℃后,材质发生较大变化,不仅强度逐步降低,还会发生蓝脆和徐变现象。
温度达600℃时,钢材进入塑性状态不能继续承载。
因此,《钢结构设计规范》规定钢材表面温度超过150℃后即需加以隔热防护,对需防火的结构,应按相关的规范采取防火保护措施。
27、时效硬化和人工时效各指什么?答:时效硬化:在高温时熔化于铁中的少量碳和氮,随着时间的增长逐渐从纯铁中析出,形成自由碳化合物和氮化物,对纯铁体的塑性变形起遏制作用,从而使钢材的强度提高,塑性、韧性下降,这种现象称为时效硬化,俗称老化。
人工时效:时效硬化过程一般很长,在材料塑性变形后加热,可以使时效硬化发展迅速,这种方法称为人工时效。
28、什么情况下会产生应力集中,应力集中对钢材性能有何影响?答:在钢结构的构件中可能存在孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等,使构件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,形成所谓应力集中现象。
应力集中会使钢材变脆的趋势。
29、简述钢材的疲劳破坏过程答:钢材在反复荷载作用下,结构的抗力及性能会发生重要变化,甚至发生疲劳破坏。
根据试验,在直接的连续反复的动力荷载作用下,钢材的强度将降低,即低于一次静力荷载作用下的拉伸试验的极限强度.这种现象称钢材的疲劳。
疲劳破坏表现为突发的脆性断裂。
30、钢材常见的冶金缺陷有哪些,各自的具体含义是什么?答:钢材常见的冶金缺陷包括偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。
偏析:是指钢材中化学成分不一到和不均匀,特别是硫、磷偏析严重造成钢材的性能恶化;非金属夹杂:是指钢中含有硫化物与氧化物等杂质;气孔:是浇铸钢锭时,由氧化铁与碳作用所生成的一氧化碳气体不能充分逸出而形成的。
31、高强度螺栓的预拉力设计值P的计算公式中,系数的确定考虑了哪些因素?答:(1)拧紧螺栓时螺栓同时受到由预拉力引起的拉应力和由扭矩引起的扭转剪应力作用;(2)施工时为了弥补高强度螺栓预拉应力的松弛损失,一般超张拉5%∽10%,为此考虑一个超张拉系数0.9;(3)考虑螺栓材质的不均匀性,引入一个折减系数0.9;(4)由于以螺栓的抗拉引吭高歌为准,为了安全引入一个安全系数0.9。
32、减少焊接应力和焊接变形的设计措施有哪些?答:(1)尽可能使焊缝对称于构件截面的中性轴,以减少焊接变形;(2)采用适宜的焊脚尺寸和焊缝长度;(3)焊缝不宜过分集中。
(4)尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉;(5)尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。
33、简述实腹式轴心受压构件的设计步骤?答:(1)假定构件的长细比λ,求出需要的截面面积A。
(2)计算两个主轴所需要的回转半径(3)由计算的截面面积A和两个主回转半径优先选用型钢。
(4)由所需要的A、h、b等,以及同时考虑构造要求、局部稳定以及钢材规格等,确定截面的初选尺寸。
(5)构件强度、稳定和刚度验算34、钢梁腹板计算高度如何取值?答:(1)轧制型钢梁,为腹板在与上下翼缘相交接处两内弧起点间的距离;(2)焊接组合梁,为腹板高度;(3)铆接组合梁,为上下翼缘与腹板连接的铆钉(或高强螺栓)线间最近距离。