钢结构复习
钢结构复习资料
钢结构复习资料总章:先懂得各种构件和连接的可能破坏方式和工作性能,然后掌握设计规范规定的计算方法。
第一章1、钢结构的特点:①强度高,重量轻。
②质地均匀,各向同性,抗震能力好。
③施工质量好,且工期短。
④密封性好。
⑤用螺栓连接的钢结构,可装拆,适于移动性结构⑥抗震性好⑤用螺栓连接的钢结构,可拆装,适用于移动性结构。
钢结构的缺点:①耐腐蚀性差②耐热但不耐火③存在稳定性问题④会产生脆性破坏3、钢结构的应用:①重型工业厂房②高层房屋钢结构③大跨度结构④高耸结构⑤因运输条件不利或施工期要求尽量缩短或施工现场场地受到限制等原因采用钢结构⑥密封性要求较高的板壳结构⑦需经常拆装和移动的各类起重运输设备和钻探设备第二章钢材的力学性能指标:屈服强度f y,抗拉强度f u,伸长率δ,冷弯性能,冲击韧性1、结构钢的主要机械性能①强度:fy 强度设计标准值,设计依据;fu钢材的最大承载强度。
②塑性:钢材产生塑性变形而不发生脆性断裂的能力,便于内力重分布,吸收能量。
③冷弯性能:在冷加工过程中产生塑性变形时,对产生裂纹的敏感性,是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。
④韧性-冲击韧性:钢材在一定温度下塑变及断裂过程中吸收能量的能力,用于表征钢材承受动力荷载的能力(动力指标),按常温(20°)、零温(0°)、负温(-20°、-40°)区分。
⑤可焊性:表征钢材焊接后具备良好焊接接头性能的能力-不产生裂纹,焊缝影响区材性满足有关要求。
2、试验(1)拉伸试验:①弹性变形阶段σ与ε成正比,符合胡克定律,为一条直线,为比例极限。
②弹塑性变形阶段曲线开始偏离直线,到达屈服点后荷载不增加而变形持续加大,发生了塑性流动,曲线接近一水平线,屈服点fy。
③塑性变形阶段曲线接近一水平线④应变硬化阶段曲线继续上升,即在增加应力情况下应变持续加大,但斜率逐渐减小。
⑤颈缩阶段试件发生颈缩,曲线开始下降,直到试件被拉断,最高点抗拉强度fu。
钢结构复习题(附答案)
钢结构复习题(附答案)一、单选题(共46题,每题1分,共46分)1.超声波从一种介质进入另一种不同介质而改变传播方向的现象叫做( )。
A、绕射B、散射C、折射D、反射正确答案:C2.检验厚度大于 400mm 的钢锻件时,如降低纵波的频率,其声速将( )。
A、提高B、降低C、不定D、不变正确答案:D3.承压型高强度螺栓可用于 ( )。
A、承受反复荷载作用的结构的连接B、承受静力荷载或间接承受动力荷载结构的连接C、冷弯薄壁型钢结构的连接D、直接承受动力荷载正确答案:B4.依据 GB/T 228.1-2021《金属材料拉伸试验第 1部分:室温试验方法》中对比例试样的要求:标距应采用比例系数 k = ( ) 的值,除非采用此比例系数时不满足最小标距的要求。
A、5B、10C、11.3D、5.65正确答案:D5.高强度螺栓连接摩擦面抗滑移系数检验加荷时,应先加的抗滑移设计荷载值的 ( ),停 1min 后,再平稳加荷。
A、20%B、15%C、10%D、5%正确答案:C6.翼缘板拼接长度不应小于()翼缘板宽且不小于()mm。
()A、2 倍,600mmB、3 倍,800mmC、2 倍,800mmD、3 倍,600mm正确答案:A7.普通房屋和构筑物的使用工作年限不应低于()年。
A、50B、25C、10D、100正确答案:D8.高强度大六角螺栓连接副的扭矩系数保证期为 ( )。
A、3 个月B、6 个月C、2 个月D、12 个月正确答案:B9.在进行高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数检测时,影响摩擦系数μ的因素有 ( )。
A、螺栓杆的直径B、连接表面的处理方法C、螺栓的性能等级D、荷载的作用方式正确答案:B10.金属材料冲击试验前应检查砧座跨距, 砧座跨距应保证在()以内A、mmB、40±0.2mmC、mmD、50±0.2mm正确答案:A11.超声波检测中,产生和接收超声波的方法,通常是利用某些晶体的( )。
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钢结构复习资料0填空1.在确定实际轴心压杆的稳定承载力,应考虑构件的初始缺陷。
初始缺陷是指初弯曲、荷载偏心、残余应力。
2.钢结构中采用的各种板材和型钢,都是经过多次辊扎形成的,薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点高。
3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈曲。
4.钢梁进行刚度检算时,按结构的正常使用极限状态计算,荷载应按标准值计算;进行强度稳定检算时,按结构承载能力极限状态计算,荷载应按设计值计算。
5.双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲;单轴对称截面的实腹式轴心压杆绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲,而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲。
6.对焊接板梁强度计算,除进行抗弯强度、抗剪强度计算外,还应检算局部稳定和整体稳定。
7.焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。
8.螺栓连接中,沿受力方向规定螺栓端距大于2d,是为了防止构件受剪破坏;要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍,为了防止板材弯曲变形。
9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数,目的是考虑部分截面塑性。
10.某钢种牌号为Q235-A,其中A的含义是质量较差,某型钢符号为∠110*10,其表示的含义为边长*厚度。
11.格构式轴心压杆中,对绕虚轴(x轴)整体稳定检算时应考虑剪切变形影响,加大细长比。
12.钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋,支撑加筋肋的端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算。
13.建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能,目前我国和世界上大多数国家,在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。
14.钢材的抗剪强度屈服点是抗拉强的的0.58倍。
15.使钢材热脆的化学元素是O、S,使钢材冷脆的化学元素是N、P。
16为化简计算,规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳折算为等效常幅疲劳计算,等效应力幅σc采用潜在效应的等效系数αf和设计应力谱中的最大应力幅(⊿σ)max的乘积来表示。
钢结构复习知识点总结
第一章1.钢结构的特点/钢结构与其他结构相比具有哪些优点?⑴强度/重量比大,稳定性较好⑵塑性、韧性好,各向同性、力学性能与力学假定符合程度好,抗震性能好⑶具可焊性、易加工制造、具良好的装配性⑷密封性好⑸可以重复利用⑹有一定的耐热性,但是耐火性较差⑺易锈蚀、有焊接残余应力(8)低温冷脆提高钢结构耐火性的措施A. 外包层 B. 充水(水套)C屏蔽D. 膨胀材料第二章1. 钢材σ-ε曲线四个阶段及特点(1)弹性阶段应力—应变呈线性关系,直线斜率为弹性模量E = σ/ε。
A点相对应的应力为比例极限fp,弹性变形在卸载后可以完全恢复。
(2)屈服阶段应力超过fp时,应变增加的速度大于应力增长速度,应力与应变不再成比例,开始产生塑性变形。
到达屈服点 B 后(fy),应力发生很小的波动,应变却急剧增长,出现水平段即屈服台阶(流幅)超过fy后,卸载后留存,称为残余变形或永久变形。
一般以比较稳定的屈服下限对应的应力作为屈服极限值fy。
常用低碳钢的fy为185~235 MPa。
有些钢材没有明显的屈服台阶(流幅),一般取卸载后有 0.2% 残余应变所对应的应力为名。
义屈服极限值σ0.2(3)强化阶段超过屈服点以后,试件内部组织结构发生变化,抵抗变形能力又重新提高。
C点对应的应力称为抗拉极限强度fu。
常用低碳钢的fu为 375~500 MPa。
问:为什么通常都取屈服强度fy作为钢材强度标准值,而不取抗拉强度fu(重点)★是因为超过fy就进入应变硬化阶段,材料性能发生改变,使基本的计算假定(理想弹塑性材料)无效。
另外,钢材从开始屈服到破坏,塑性区变形范围很大,约为弹性区变形的200倍。
同时抗拉强度fu又比屈服点高出很多,因此取屈服点fy作为钢材设计应力极限,可以使钢结构有相当大的强度储备。
(4)破坏阶段钢材强化达到最高点后,在试件薄弱处的截面将显著缩小,产生“颈缩现象”。
由于试件断面急剧缩小,塑性变形迅速增加,拉力也就随着下降,最后发生断裂。
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15.螺栓连接分(普通螺栓连接)和(高强度螺栓连接)。
16.轴心受力杆件整体失稳的的屈曲形式可分为(弯曲屈曲)(弯扭屈曲)和(扭转屈曲)。
17.框架柱的柱脚根据受力传力的不同,可做成(铰接)或(刚接)。
18.压弯构件的整体失稳分(弯矩作用平面内弯曲失稳)和(弯矩作用平面外弯扭失稳)。
三。普通螺栓受剪连接时的破坏形式有哪些
1当栓杆直径较小时,板件较厚实,杆件可能先被剪断
2.当栓杆直径较大时,板件较薄时,板件可能先被挤坏
3.当板件净截面面积因螺栓孔削弱太多时,板件可能会被拉断
4.端距太小,端距范围内的板件有可能被栓杆冲剪破坏、
四。影响梁整体稳定性的因素
5.梁的强度计算包括(抗弯强度)(抗剪强度)(局部承压强度)和(在复杂应力作用下的强度)。
6.实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的失稳属于(弯扭)屈曲。
7.钢材的韧性是衡量钢材(塑性)和(强度)的综合指标。
8.影响轴心受压构件整体稳定承载力的初始缺陷有(初偏心)(初弯曲)(残余应力)。
9.在梁的支座处应采取构造措施防止端截面的(扭转)。
弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件,弯矩作用平面内和平面外的整体稳定计算均与实腹式构件相同,在计算弯矩作用平面外的整体稳定时,长细比应取换算长细比,整体稳定系数ρb=1.0
4.高强度螺栓连接摩擦面抗滑移系数和物理学中的摩擦系数是否有区别?
高强度螺栓摩擦面抗滑移系数大小与连接处构件接触面的处理方法以及构件的钢号有关。试验表明,此系数会随被连接构件接触面间的压紧力减小而降低,故与物理学中的摩擦系数有区别。
5.简述各等级焊缝的质量检测要求?
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角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时,焊件的局部加热严重,焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近,以及焊缝中可能产生的其他缺陷(气孔、非金属夹杂等),使焊缝不够可靠,规定了侧面角焊缝或正面角焊缝的最小计算长度。
侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀,两端大中间小,故规定了侧面角焊缝的最大计算长度。
27.缀条式格构柱的缀条设计时按轴心受力构件计算。
28.普通螺栓连接靠螺栓杆传递剪力;摩擦型高强度螺栓连接靠摩擦力传递剪力。
二选择题
1.在钢材所含化学元素中,均为有害杂质的一组是()
A碳磷硅B硫磷锰C硫氧氮D碳锰矾
2.钢材的性能因温度而变化,在负温范围内钢材的塑性和韧性(B)
A不变B降低C升高D稍有提高,但变化不大
C、拉杆在动荷载下剧烈晃动D、吊车梁在吊车行驶时发生抖动、摇晃
27.下列哪一种状态属于正常使用极限状态(C)
A、雨蓬倾覆B、钢梁有较明显的变形C、拉杆在荷载作用下产生较大塑性变形D、压杆丧失整体稳定
28.摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠()
A栓杆的预拉力B栓杆的抗剪能力
C被连接板件间的摩擦力D栓杆被连接板件间的挤压力
侧焊缝所能承担的内力为:
最大承载力
3.钢材为Q235,手工焊,焊条为E43, ,静态荷载。
双角钢2L125x8采用三面围焊和节点板连接, ,肢尖和肢背实际焊缝长度均为250mm。等边角钢的内力分配系数 , 。求最大承载力
解:
端焊缝所能承担的内力为:
肢背焊缝所能承担的内力为:
根据
得:
4.钢材为Q235,手工焊,焊条为E43, ,静态荷载。
3.体现钢材塑性性能的指标是()
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14、碳当量:衡量普通钢材中各元素对焊后母材的碳化效应的综合性能,当碳当 量小于某值时,在正常工艺操作下,其可焊性是好的。 15、钢材的抗腐蚀性能 16、钢材的破坏: 塑性破坏:构件应力超过屈服点,并达到抗拉极限强度后,构件产生明显的 变形并断裂。便于发现和补救。 脆性破坏:脆性破坏在破坏前无明显变形,平均应力小,一般小于屈服点, 没有任何预兆,不便于发现和补救,应尽量避免。脆性断裂的条 件是应力强度因子大于断裂韧性。 17、防止钢材脆性断裂的措施有: 1 加强施焊工艺管理,避免施焊过程中产生裂纹、夹渣和气泡等。 2 焊缝不宜过分集中,施焊时不宜过强约束,避免产生过大的残余应力。 3 进行合理细部构造设计,避免产生集中应力。 4 选择合理的钢材,刚才化学成分与钢材抗脆断能力有关,含碳多的钢材, 抗脆断性能有所下降。 18、应力腐蚀断裂:在腐蚀介质中,虽然应力低于临界值,但是经过一段时间也 会出现脆性断裂,这种断裂称为应力腐蚀断裂或延迟断裂。 19、钢材的疲劳破坏:钢材在连续反复荷载作用下,应力虽然还低于极限强度, 甚至还低于屈服点,也会发生破坏,这种破坏称为疲劳破坏。钢材在疲劳破 坏之前没有明显变形,属于脆性破坏。 20、疲劳破坏过程分为三个阶段:裂纹的形成、裂纹缓慢扩展、最后迅速断裂。 21、疲劳破坏是由钢材内部结构不均匀(微小缺陷)和应力分布不均匀引起的。 22、钢材的疲劳强度与反复荷载的应力种类、应力循环形式、应力循环次数、应 力集中程度和残余应力等有直接关系。 23、应力比:应力循环中绝对值最小的峰值应力与绝对值最大的峰值应力之比, 若为正,称为同好应力循环,反之为异号应力循环。 24、应力幅:最大应力值与最小应力值之差(拉应力为正) 。 25、当应力循环的形式不变,钢材的弯时会发生局部失稳,应按利用屈曲后强度的设计方 法进行设计,因此称为超屈曲设计截面,也称纤细截面或薄柔截面。 10、结构在不发生整体失稳和局部失稳的条件下,内力将随荷载增加而增加,当 结构构件截面上的内力达到截面的承载力并使结构形成机构时,结构就丧失 承载力而破坏。这类破坏称为结构的强度破坏。 11、 结构的强度破坏都由受拉构件或受弯构件的强度破坏所引起,受压构件一般 都发生失稳破坏。 12、结构强度破坏时会产出现明显变形,易于采取措施,也称为塑性破坏或延性 破坏。 13、 事实上结构发生纯粹的强度破坏是很少的,因为在强度破坏过程中出现的明 显变形会改变结构的整体受力,使结构某些部位的受力偏离并超过预先计算 的数值从而产生其他类型的破坏。如失稳破坏等。 14、残余应力:钢结构构件在轧制、冷加工和焊接过程中都会在钢构件的截面上 产生的应力。 15、 在静荷载和塑性破坏情况下, 残余应力和应力集中现象并不会影响结构强度, 但残余应力对构件的失稳破坏、 脆性断裂破坏一击疲劳破坏等都有明显影响, 应力集中现象对构件的脆性断裂以及疲劳破坏等有极为不利的影响。 16、 受弯构件的强度破坏常以截面形成塑性铰为破坏标志,但由于钢材具有延性 特征,因此在超静定结构中,一个截面形成塑性铰并不标志结构丧失承载能 力,可以利用其延展性,使超静定结构在荷载作用下相继出现几个塑性铰直 至形成机构作为姐欧股承载能力的极限状态。这种设计中利用了塑性性能, 因此称为塑形设计。塑形设计就是利用内力塑性重分布已达到节约用钢的目 的。 17、 钢材总会存在缺陷, 所以在疲劳破坏过程中可以看做不存在裂纹形成这一阶 段,只有裂纹扩展和最后断裂两个阶段,裂纹扩展部分表面光滑,最后断裂 部分表面粗糙且呈颗粒状。 18、提高疲劳强度:在疲劳破坏循环次数给定的条件下,增加应力幅的值。 19、提高疲劳寿命:在应力幅值给定的情况下,增加疲劳破坏的循环次数。 20、提高疲劳寿命的措施:1 采取合理的构造细节设计,尽可能减少应力集中; 2 严格控制施工质量,减小初始裂纹尺寸;3 采取必要的工艺措施,减小应力
《钢结构》复习题及答案
《钢结构》复习题一、填空题1、对结构或构件进行承载能力极限状态验算时,应采用荷载的( 设计值 )值,进行正常使用极限状态验算时,应采用荷载的( 标准值 )值。
2、理想轴心压杆的失稳形式可分为( 弯曲失稳 )、( 扭转失稳 )、(弯扭失稳 ).3、钢中含碳量增加,会使钢材的强度( 提高 ),而塑性、韧性和疲劳强度( 降低 )。
4、钢材的主要机械性能指标有五项,它们是( 抗拉强度 ),( 伸长率 ),( 屈服点 ),( 冷弯性能 ),( 冲击韧性 ).5、设计工字形截面梁考虑截面部分塑性发展时,受压翼缘的外伸宽度与厚度之比应不超过( 13 )y f /235。
6、屋架上弦杆为压杆,其承载能力一般受( 稳定条件 )控制;下弦杆为拉杆,其截面尺寸由( 强度条件 )确定。
二、单选题1、设计梯形屋架时,不仅考虑荷载全跨作用,还要考虑半跨荷载的作用,主要是考虑( D )。
A 、下弦杆拉力增大B 、上弦杆压力增大C 、靠近支座处受拉斜杆变号D 、跨中附近斜杆拉力变压力或杆力增加2、在弹性阶段,侧面角焊缝上的应力沿长度方向的分布为( C )。
A 、均匀分布B 、一端大一端小C 、两端大中间小D 、两端小中间大3、为提高轴心压杆的整体稳定,在杆件截面面积不变的情况下,杆件截面的形式应使其面积分布( B )。
A 、尽可能集中于截面的形心处B 、尽可能远离形心C 、任意分布,无影响D 、尽可能集中于截面的剪切中心4、受弯构件抗弯强度验算公式中的γx 主要是考虑( D ).A、初弯矩的影响B、残余应力的影响C、初偏心的影响D、截面塑性发展对承载力的影响5、钢材经历了应变硬化(应变强化)之后( A )。
A。
强度提高 B。
塑性提高 C.冷弯性能提高 D.可焊性提高三、简答题:1、轴心受压构件有哪几种可能失稳形式?一般双轴对称构件发生的是哪一种失稳形式?理想轴心受压构件丧失稳定(或称屈曲),可能有三种情况:弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲.一般发生的是弯曲屈曲.2、选择轴心受压实腹柱的截面时,应考虑的几个原则是什么?面积的分布尽量开展;等稳定性;便于与其他构件进行连接;尽可能构造简单,制造省工。
钢结构复习(考试必备)
一、钢结构的特点 钢结构是采用钢板、型钢通过连接而成的结构。 优点:(1)钢材强度高,材性好(2)钢结构的重量轻 (3)钢结构制作工业化程度高,施工工期 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 需要 缺点:(1)失稳和变形过大造成破坏(2)钢结构耐腐蚀性差(3)钢材耐热但不耐火(4)钢结构 可能发生脆性破坏。 二、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。 四、钢材的主要性能 (1)单向均匀拉伸时钢材的性能(2)钢材在复杂应力状态下的屈服条件(3)冷弯性能(4)冲击 性能(5)可焊性 五、三个重要的力学性能指标 (1)屈服点(2)抗拉强度(3)伸长率 塑性:钢材的塑性为当应力超过屈服点后,能产生显著的残余变形。塑性的好坏可由伸长率和断面 收缩率表示。 伸长率:伸长率是构件被拉断时的绝对变形值于构件原标距之比的百分率。伸长率越大,塑性越好。 断面收缩率:断面收缩率是构件拉断后,颈缩区的断面面积缩小值与原断面面积比值的百分率。断 面收缩率越大,塑性性能越好。
钢结构复习提纲
钢结构复习题一、单选题1.如果钢材具有()性能,那么钢结构在一般情况下,就不会因偶然或局部超载而发生突然断裂。
A.强度高,重量轻 B.塑性和韧性 C.材质均匀 D.制作加工方便2.厚度越薄的热轧型钢,其强度越()。
A.高 B.低 C.可能相同 D.无从判断3.当不同强度的两钢材进行连接时,宜采用与()强度钢材相适应的焊条。
A.高 B.低 C.可能相同 D.无从判断4.有4种不同的Q345钢,其中()厚的钢板强度设计值最高。
A.12mm B.18mm C.36mm D.52mm5.《钢结构设计规范》中推荐使用的承重结构钢材是()。
A.Q235、45、Q345 B.Q235、Q345、Q 390、 C.Q235、45、Q420 D.Q235、35、Q1906.设计北方某地区的钢结构建筑,其冬季计算温度为-36℃,焊接承重结构宜采用的钢号为()。
A.Q235B-F B.Q235A C.Q390B D.Q345D7.工字钢工20以上的普通工字钢有不同类型,其腹板厚度和翼缘宽度均分别递增2mm。
尽量选用腹板最()a类,因为因其线密度低,而截面惯性矩相对较大。
A.厚 B.薄 C.皆可 D.无从判断8.摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓的主要区别是()。
A.施加预拉力的大小和方法不同 B.所采用的材料不同 C.破坏时的极限状态不同 D.板件处理面的处理方式不同9.摩擦型高强螺栓抗剪是依靠()承剪。
A.螺栓的预拉力 B.螺栓杆的抗剪 C.孔壁承压 D.板件间的摩擦阻力10.单向受弯梁失去整体稳定时是()形式的失稳。
A.弯曲 B.扭转 C.弯扭 D.双向弯曲11.焊接工字型截面梁腹板配置横向加劲肋的目的是()。
A.提高梁的抗弯强度 B.提高梁的抗剪强度 C.提高梁的整体稳定性 D.提高梁的局部稳定性12.当无集中荷载作用时,焊接工字型截面梁翼缘与腹板的焊缝主要承受()。
A.水平剪力 B.竖向剪力和水平剪力联合作用 C.竖向剪力 D.压力13.高强螺栓在终拧以后,螺栓螺纹外露应为()个螺栓丝扣,其中允许有10%的螺栓丝扣外露1扣或4扣。
钢结构——复习资料
一、钢结构的特点:1、材料强度高、强重比大;塑性、韧性好。
2、材质均匀,符合力学假定,安全可靠度高。
3、工厂化生产,工业化程度高,施工速度快。
4、钢结构耐热不耐火;易锈蚀,耐腐性差。
二、钢结构的应用:1、重型结构及大跨度建筑结构。
2、多层、高层及超高层建筑结构。
3、塔桅等高耸结构。
4、钢-混凝土组合结构。
三、钢结构的设计方法(极限状态设计法):1、承载能力极限状态设计法2、正常使用极限状态设计法四、钢材的主要力学性能:强度:屈服强度fy 为设计依据,抗拉强度fu为安全储备、塑性:伸长率δ、断面收缩率Ψ衡量、冲击韧性:钢材承受动力荷载的能力、冷弯性能:是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标、可焊性、Z向性能。
五. 钢材性能要求:1较高的强度和屈服点,2足够的变形能力(较好的塑性和韧性),3良好的加工性能,4对环境的良好适应性。
六.钢材的破坏形式:塑性破坏:破坏时有很大的塑性变形。
脆性破坏:破坏突然、几乎不出现塑性变形,原因:1、钢材质量差2、结构、构件的构造不当3、制造安装质量差4、结构受较大动力荷载。
*****疲劳:在循环荷载(连续反复荷载)作用下,经过有限次循环,钢材发生破坏的现象,称之为疲劳。
O钢材疲劳破坏的影响因素:1应力幅(即最大应力和最小应力的差值)2反复荷载引起的应力种类(拉、压应力、剪应力等)3应力循环形式4应力循环次数5应力集中程度及残余应力. 疲劳计算的条件:直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接,且当应力变化循环次数超过5万次。
影响钢材力学性能的六个因素:1化学成分:(1碳(C):钢材强度的主要来源,随其含量增加,强度增加,塑性降低,可焊性降低,抗腐蚀性降低。
一般控制在0.22%以下,在0.2%以下时,可焊性良好。
2.硫(S):有害元素,热脆性。
不得超过0.05%。
3.磷(P):有害元素,冷脆性。
抗腐蚀能力略有提高,可焊性降低。
不得超过0.045%。
4.锰(Mn):合金元素。
钢结构复习
钢结构复习一、填空题:1. 钢材标号Q235B 中的235表示材料的 屈服强度 为235N /mm 2。
2. 钢材的剪切屈服点是拉伸屈服点的 1/√3 倍。
3. 同时承受拉力和剪力的摩擦型高强螺栓,每个螺栓承受的拉力应满足b v v b t t N N N N -≤1(。
4. 普通螺栓靠螺栓承压和抗剪传递剪力,而高强螺栓首先靠 板件之间摩擦力 传递剪力。
5. 当b ϕ大于 时,要用b ϕ',代替b ϕ,它表明钢梁已进入弹塑性阶段。
6. 压弯构件正常使用极限状态是通过限制构件的 长细比 不超过容许值来保证的。
7. 在建筑钢材的两种破坏形式中,尽管__脆性破坏_ ________的破坏强度较高,但由于其破坏的突然性,比__塑性破坏_________要危险的多。
8. 建筑钢材的两种破坏形式分别为__塑性破坏_________ 和___脆性破坏________。
9. 影响钢材疲劳强度最主要的因素是__应力幅__、致损循环次数 和__疲劳荷载类型_________。
10.钢材疲劳破坏的破坏形式为___脆性破坏________。
11.钢结构的主要缺点是__耐火差_________和_耐腐蚀性差__________。
12.钢材的五项主要力学性能指标分别为__抗拉强度_________、伸长率___________、__屈服点_________、___冷弯性能________、 和____冲击韧性_______。
13.普通螺栓连接的抗剪工作性能可分为三个阶段,即_弹性阶段(摩擦传力、滑移)__________、栓杆传力阶段___________、弹塑性阶段___________。
14.梁的强度计算包括_弯曲强度__________、_抗剪强度__________、_局部压应力__________、 和_折算应力__________。
15.受弯构件翼缘的局部稳定是由____宽厚比b/t__________________控制的,其限值为_15√235/fy__________。
钢结构复习资料
A.钢结构的特点1.材料强度高、质量轻2.钢材的塑性和韧性好3.工业化程度高4.钢材具有可焊接性5.密封性好B.钢结构的缺点1.耐热性较好、耐火性差2.耐腐蚀性差C.钢结构的应用1.重型工业厂房的承重骨架和吊车梁2.大跨度建筑的屋盖结构3.高耸结构4.多、高层建筑结构5.大跨度桥梁结构6.大型容器和大直径管道7.移动式结构8.可拆卸、搬移的结构9.轻钢型结构10.其他建筑物 D .极限状态包括承载能力极限状态和正常使用的极限状态。
E.对应于结构或构件达到最大承载力或出现不适于继续承载的变形有倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形。
F.钢结构的可靠性是指经济、安全、适用和耐久。
G.用作钢结构的钢材必须具有下列性质:1.较高的强度 2.足够的变形能力3.良好的加工性能结构钢材的主要力学性能:强度 .塑性冲击韧性.冷弯性能.可焊性钢材.Z 向收缩率强度是材料受力时抵抗破坏的能力。
对于某一低碳钢进行加载,则包含的阶段有弹性阶段、屈服阶段、塑性阶段、强化阶段和颈缩阶段y f ——是设计强度;u f ——是安全储备 随荷载的增加σ缓慢增大,但ε增加较快。
伸长率 %100001⨯-=l l l δ 伸长率越大,刚才塑性越好。
断面收缩率 %100010⨯-=A A A ψ 收缩率越大,刚才塑性越好冲击韧性是钢材的一种动力性指标。
它是指钢材在冲击荷载作用下断裂时吸收机械能的一种能力,冲击韧性除和钢材的质量密切相关外,还与钢材的轧制方向有关。
冷弯性能是衡量钢材塑性变形能力的一项指标。
当刚才的厚度大于40毫米时,或承受沿板厚方向的拉力作用时,容易发生层状撕裂现象。
对于厚钢板,为防止层状撕裂的发生,需对其Z 向性能提出要求。
Z 向断面收缩率大于20%的钢板,其层状撕裂一般可以避免;当Z 向断面收缩率小于20%时,则有可能发生层状撕裂。
无明显屈服点钢材的确定方法:设计时取相当于残余变形为0.2%时所对应的应力作为屈服点——条件屈服点,此时2.0f f y =(屈服强度),最高点仍为f u ——极限强度。
钢结构复习
一、绪论、钢材及设计方法1.相对于混凝土和砖石材料,钢材的密度较大,但为什么说钢结构的自重较轻?答:钢材与混凝土、砖石材料相比,虽然钢材的重力密度大,但是它的强度和弹性模量及强度与重力密度之比要高得多。
在同样的受力条件下,钢结构构件的截面积要小得多,材料用量少。
自重=材料重量/单位强度Q235 γ/f =7.85(t/m3)/215MPa=0.0365C20 γ/f =2.4(t/m3)/20MPa=0.12柏木γ/f =0.6(t/m3)/53.3MPa=0.01132.钢材强度设计值f的取值依据,为什么是屈服强度f y,而不是抗拉强度f u?答:因为σ达到fy后进入塑性变形阶段,钢材暂时不能承受更大的荷载,且伴随产生很大不可逆的变形,在工程设计中,需要的不只是不破坏,关键是能正常使用。
发生塑性变形后会影响构件及结构的正常使用,因此,取屈服强度不取抗拉强度。
fy 为强度计算依据, fu 为材料的强度储备。
3.通过单向拉伸静力试验,可以得到钢材的哪些力学指标?其中哪三项是最重要的基本力学性能指标?答:强度指标塑形指标弹性极限弹性模量比例极限断面收缩率伸长率拉伸强度屈服点屈服强度结构钢的三项基本力学性能(1)钢材的屈服强度f y(2)抗拉强度fu(3)伸长率δ4.镇定钢与沸腾钢主要区别是什么?答:脱氧方法不同。
沸腾钢:在钢水中加入弱脱氧剂锰铁进行脱氧。
塑性、冲击韧性和可焊性较差,易发生时效硬化、材质变脆承受。
静载的水上结构可选用沸腾钢。
镇静钢: 在钢液中加入适量的强脱氧剂硅和锰等,进行较彻底的脱氧。
组织紧密均匀,强度、冲击韧性、可焊性、抗蚀性等都较高,冷脆性较好;适用于低温以及承受动荷载的焊接结构和重要结构。
5.同种钢号薄钢板的强度、塑性、韧性等力学性能为什么比厚钢板高?答:钢材的轧制能使金属的晶粒弯细,并消除显微组织的缺陷,也可使浇筑时形成的气孔,裂纹和疏松,在高温和压力的作用下焊合,并使组织密实。
钢结构复习题及答案
钢结构复习题及答案一、选择题1. 钢结构的主要材料是什么?A. 钢筋混凝土B. 钢材C. 木材D. 玻璃答案:B2. 钢结构的优点之一是?A. 重量轻B. 抗腐蚀性差C. 耐火性差D. 易变形答案:A3. 以下哪种连接方式不属于钢结构的常用连接方式?A. 焊接B. 螺栓连接C. 铆接D. 粘接答案:D4. 钢结构设计中,通常采用哪种方法来确定构件的承载能力?A. 弹性设计法B. 塑性设计法C. 极限状态设计法D. 以上都是答案:D5. 钢结构的疲劳破坏通常发生在构件的哪个部位?A. 连接处B. 焊缝C. 构件的中间部分D. 构件的端部答案:A二、填空题1. 钢结构的_________是影响其稳定性的重要因素。
答案:几何尺寸2. 钢结构的_________设计是确保结构安全的重要环节。
答案:抗震3. 钢结构的_________性能是衡量其材料质量的重要指标。
答案:抗拉4. 钢结构的_________是影响其耐久性的关键因素。
答案:防腐5. 在钢结构施工中,_________是保证焊接质量的关键步骤。
答案:焊接工艺三、简答题1. 简述钢结构的施工特点。
答案:钢结构的施工特点包括施工速度快、施工精度高、材料可回收利用等。
2. 钢结构在高层建筑中应用的优势是什么?答案:钢结构在高层建筑中的优势包括重量轻、强度高、施工周期短、抗震性能好等。
3. 钢结构的维护和保养需要注意哪些方面?答案:钢结构的维护和保养需要注意定期检查、防腐蚀处理、防火措施等。
四、计算题1. 给定一个钢结构梁,其截面尺寸为200mm×300mm,材料为Q235,求其抗弯承载力。
答案:根据Q235材料的屈服强度和截面模量,计算得出抗弯承载力。
2. 设计一个钢结构柱,要求其能承受轴向压力为1000kN,材料为Q345,求其最小截面面积。
答案:根据Q345材料的屈服强度和轴向压力,计算得出最小截面面积。
五、论述题1. 论述钢结构在现代建筑工程中的应用及其发展趋势。
钢结构复习资料
答:三级焊缝只需作外观检测;二级焊缝除外观检测外,还需对20%的焊缝进行内部探伤,采用超声波或X光线进行检测;一级焊缝除外观检测外,还需对全部的焊缝进行内部探伤,采用超声波或X光线进行检测。
15.为何螺栓排列间距不宜过小也不宜过大?
16.确定轴心受构件整体稳定临界应力的方法有?
7 钒和铜:钒亦是有益元素,系添加的合金成分,它能提高钢材的强度和抗绣能力,而不降低塑性,铜在一般情况下属杂质,但它能显著改善刚擦四的抗绣蚀能力。
2.3 在复杂应力作用下,钢材的折算强度如何计算?
在复杂应力作用下也用钢材的屈服作为钢材的破坏条件,因而解决复杂应力状态下钢材的破坏条件就转化为瑞和确定屈服条件的问题,钢材的屈服条件适宜于用能量强度理论来表述。公式为:
3.结构的安全系数和结构的可靠度有何区别?
4.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。
5.什么叫屈强比,它对结构设计有何意义?
答:钢材的屈服强度(屈服点)fy与抗拉强度fu的比值,称为屈强比。屈强比是衡量钢材强度储备的一个系数。屈强比越低,结构零件的可靠性越高,一般碳素钢屈强比为0.6-0.65,低合金结构钢为0.65-0.75,合金结构钢为0.84-0.86。屈强比愈低钢材的安全储备愈大,但屈强比过小时,钢材强度的利用率太低,不够经济;屈强比过大时,安全储备太小,且构件变形能力小。
2硅:硅在钢材中是一种有益元素,具有很强的脱氧性,一般作为脱氧剂加入钢中,以制造质量较高的镇静钢。
3锰:锰也是一种有益的元素,它属于弱脱氧剂。它可以提高钢材强度,消除硫、氧对钢材的热脆影响,改善钢材的热加工性能和钢材的冷脆倾向,同时不显著降低钢材的塑性和韧性。
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1.在构件发生断裂(B)塑性破坏2.钢结构工程中(D)伸长率3.对钢材的分组(D)厚度与直径4.钢材内部除(A)N,O,S,P 5.钢结构连接中所(B)E50 6.产生焊接残余(C)焊接时热量分布不均7.角钢和钢板间C)角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝受力h是根据8.在直接受动力(D)摩擦型高强螺栓9.图中的焊脚尺寸f.一般按构造和...中心间距(A)3d010.一般按构造和施工要求,端距(B)2d0 11.轴心受拉构件(C)净截面的平均应力达到钢材的屈服强度fy12.轴心压杆整体稳定C)截面平均应力不超过构件的临界应力值13.为防止钢构件中(A)改变板件的宽λ15.确定双肢格构(B)绕虚轴和绕实轴两个厚比14.计算格构式压杆(B)ox方向的等稳定条件16.焊接组合梁受。
横向(A)剪应力16.焊接组合梁受均布荷载作用。
纵向(B)弯曲应力17.简支工字形截面梁(A)两端有等值同向曲率弯矩作用18.为了提高荷载(D)受压翼缘处19.计算格构式压弯(C)构件20.缀条格构式压...缀条平面内的计算长度取,(A)l20.缀条格构式1l21.有分别为Q235和Q345 (B)可以22.工压...在缀条平面外取。
(C)oy字形轴心受压构件(A)构件最大长细比,且不小于30、不大于100 23.偏心压杆在弯矩(C)受压较大纤维的毛截面抵抗矩24.承重结构用钢材(C)抗拉强度、屈服强度、伸长率25.随着钢材厚度的(A)钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均h 下降26.在低温工作(-20ºC (C)低温冲击韧性27.直角角焊缝的有(A)0.7f 28.对于直接承受动力(C)与侧面角焊缝的计算式相同29.单个螺栓的承压(D)min{ a+c+e,b+d}30、承压型高强度(D)承受静力荷载或间接承受动力荷载的连接32.实腹式轴压杆(D)需要根据稳定性分类判别34.在满足强度(D)6mm,6mm35.轴心受力构件(C)构件的刚度规定36.对长细比很大(A)增加支座约束37.梁的最小高度(C)刚度38.为了提高梁的整(B)增加侧向支撑点,l39.在梁的整体稳定计算B)不会丧失整体稳定40.算梁的整体稳定性时减少1(C)0.6 41.工字形截面压弯 42.弯矩作用在实轴(D)强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性44.两端铰接、单轴 (C) Ⅰ,Ⅱ,Ⅳ 45.规定缀条柱的单(C)避免单肢先于整个柱失稳 46. 构件发生脆性破D 变形小或无变形48. 承压型螺栓连接 B 承载力高,变形大 49. 压弯构件在弯矩C 弯扭屈曲 50. 格构式轴压构件D 考虑剪切变形的影响41. 残余应力对结构 B 降低构件稳定承载力 42. 钢材中磷含量超A 冷脆43. 下列哪项措施对D 提高梁截面的抗扭刚度44. 在钢结构设计中A 最大应力45. 实腹式组合工A 二、填空题1.按加入的脱氧剂 不同2.通过标准试件屈服点(强度) 和 伸缩率 。
3.在搭接连接...不得小于 22mm 。
4.采用剪力螺栓连接时...于5d 措施。
5.柱脚中靴梁的主要作用是 加强底板的刚度 。
6.当临界应力cr σ小于材料的比例极限时7.我国钢结构设计规 初弯曲和残余应力等8.在缀板式格构...刚度的 6 倍。
9.影响梁弯扭屈梁的截面形式、荷载类型、荷载作用位置、支撑情况。
10.当梁整体稳定系数b ϕ>0.6时,弹塑性 工作阶段.采用b b ϕϕ/282.007.1'-=≤1.0 。
11.格构式压弯构件边缘纤维12 保证拉弯..其 长细比 来保证。
13.格构式压弯构件...单肢按轴心受压构件对缀板式压弯构件的单肢按 压弯构件14.实腹式偏心受弯矩作用平面内的稳定和弯矩作用平面外 的稳定。
15.普通螺栓连接受剪破坏的形式为栓杆剪断、板件挤压破坏、栓杆弯曲破坏、板件拉断、板件剪断。
16.钢结构所用钢材的碳含量为0.22% ,焊接钢结构的C 含量应低于 0.22% 。
17.衡量钢材...标称为冲击韧性 。
的能量越 小 ,钢材的韧性越 差 。
18.当对接焊缝..长度应为实际长度减去2t (t 较簿构件的厚度) 。
19.细长的双轴对称工字...失稳形式为 弯曲失稳(平面内失稳) ;...得失稳形式为 弯扭失稳(平M x W 1表示 弯矩作用平面内最大受压纤维的毛截面抵抗矩 。
'Ex N 表示 欧拉临界力 ,表达式为22/x EX EA N λπ=。
21.钢材的两种破坏形式分别为 塑性破坏 和脆性破坏 。
22.焊接的连接形式按构件的相对位置分为 对接 、搭接、角接和T 形连接。
23.钢结构中轴心,,,结构强度和 刚度(长细比) 的验算。
24.轴心受压构件整体屈曲失稳的形式有 弯曲失稳(屈曲) 、扭转失稳(屈曲) 和 弯扭失稳(屈曲) 。
25.梁整体稳定判别式11l b 中,1l 是 梁受压翼缘的自由长度 , 1b 是 梁受压翼缘宽度 。
26.静力荷载作用下,若内力...计算长度不宜大于 60f h 。
27.当组合梁腹板高厚比0w h t ≤ 8028.钢材塑性破坏时有明显的 塑性变形 ,脆性破坏时计算应力可能小于 刚才的屈服点fy ,韧性是钢材抵抗 冲击荷载 的能力。
29.对钢材的强度分组是根据钢材的 厚度或直径30.单个摩擦型...设计值为P n f μ0.9,设计值为 2b v v f d n π或b c f t d ∑较大者 31.角焊缝的最大焊脚尺寸较薄焊件厚度)t t (2.1较厚焊件厚度)t t (5.1 ,侧面角焊缝的最大计算长度f n 60角焊缝的最大计算长度mm h f 408或32. 在缀板式格构..肢线刚度的 6 倍。
33. 细长工字形...的失稳形式为 弯曲失稳 ;绕强...得失稳形式为弯扭失稳。
34.y b y xy b b f h t W Ah 235])4.4(1[43202112⨯++=ηλλβϕ,式中的b β为 等效临界弯矩系数 ,y λ为 梁在侧面支撑点间对弱轴的长细比 ,b η为 截面不对称影响系数 ,x W 1为 对受压翼缘计算的截面抗弯系数 。
35. 无支撑框架失稳时,表现为 非对称 失稳形态,梁两端的转角 相等 ,方向 相同 ,临界力 较低 。
36. 承受动力荷载作用的钢结构,应选用 韧性好 37. 冷作硬化...将使钢材的 强度 提高,韧性/塑性38.b c b c f t d N ⨯⨯=∑,式中∑t 表示同一受力方向的承压构件的较小总厚度 。
39. 轴心受压构件的承载能力极限状态有 强度 、 稳定 。
40. y w f t h 2351700>纵向加劲肋 。
41. 格构式轴心受压构件的等稳定性的条件Y OX λλ=。
42. 梁的最小高度是由刚度条件 控制的。
三、简答题1.简述钢结构的特点钢结构强度高重量轻;塑性韧性好,适合于承受冲击荷载;钢材接近于各向同性,计算结果与实际基本享福;钢结构制造简便,易于工业化生产,施工安装周期短;钢结构耐热性好,但防火性差;抗腐蚀性差。
2.阐述钢材的选用原则。
①结构的类型和重要性。
重要结构选用质量较高钢材。
②荷载性质,动荷载下选用好钢材。
③连接方法,焊接选用较好钢材。
④结构的工作温度和环境,低温,腐蚀性强的情况下选用质量好钢材。
⑤受力性质。
如受较大拉力的结构选用好钢材。
3.简述钢结构对钢材的要求(1)较高的抗拉强度和屈服点 屈服点是衡量结构承载能力的指标,屈服点高则可减轻结构自重,节约钢材和降低造价。
抗拉强度是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力,它直接反映钢材内部组织的优劣,同时抗拉强度高可以增加结构的安全保障。
(2)较高的塑性和韧性 塑性和韧性好,结构在静载和动载作用下有足够的应变能力,既可减轻结构脆性破坏的倾向,又能通过较大的塑性变形调整局部应力,同时又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。
(3)良好的工艺性能(包括冷加工、热加工和可焊性能) 良好的工艺性能不但要易于加工成各种形式的结构,而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不利影响。
此外,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。
4.简述实腹式轴心受压柱截面的设计原则与步骤(写出必要的公式)应考虑以下几个原则:①面积的分布应尽量开展,以增加截面的惯性矩和回转半径,提高柱的整体稳定性和刚度;②使两个主轴方向等稳定性,即使y x ϕϕ=,以达到经济的效果;③便于与其他构件进行连接;④尽可能构造简单,制造省工,取材方便。
5.写出实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式,当腹板局部稳定不满足要求时,可采取哪些措施? 实腹式轴压柱腹板局部稳定验算公式:wt h 0≤ (25+0.5y f 235)λ,当腹板局部稳定不满足要求时,可采取三种措施:①加大腹板厚度w t ;②加加劲肋,减小腹板高度0h ;③计算时取有效截面。
6.简述普通螺栓的五种破坏形式,其中哪几种破坏形式通过构造保证,如何保证,哪几种破坏形式通过计算保证?普通螺栓的五种破坏形式:①螺栓杆被剪坏;②螺栓杆或板件挤压破坏;③板件端部剪坏;④板件被拉断;⑤螺栓杆受弯破坏。
其中③⑤通过构造保证,③通过限制端距≥2d0,⑤通过限制板叠厚度≤5d ,其中d 为螺栓直径,d0为螺栓孔径,①②④通过计算保证。
7.简述影响钢材力学性能的主要因素。
①化学成分的影响:包括碳,硅,锰及一些有害元素硫,磷,氧,氮等。
②冶金缺陷的影响:如偏析,非金属夹杂,裂纹,分层。
③浇注和轧制过程的影响:脱氧程度不同制成的钢材质量不同,轧制程度也影响钢材的力学性能。
④钢材硬化的影响:钢材硬化会降低其塑性和韧性,对钢材不利,硬化可有三种:时效硬化,应变硬化(冷加工硬化),应变时效。
⑤温度的影响:⑥应力集中的影响。
8.说明f N N W M A N EX x x x mx x ≤-+)8.01('1γβϕ用于何种计算,并解释公式中各量的含义。
用于实腹式压弯构件平面内稳定计算,N 作用于柱的轴心压力设计值;M 不考虑轴力时压弯构件所受荷载引起的最大弯矩;压弯构件截面面积;按受压翼缘计算的截面抗弯系数;欧拉临界荷载除以1.1;截面对x 轴的塑性发展系数;等效弯矩系数、对x 轴的轴心受压构件稳定系数、材料强度设计值。
9.工字形截面简支梁整体稳定可以得到保证,不用计算的条件是什么?(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≤o b h ,且)235(951yo f b l ≤时。
10、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?(6分)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。