钢结构基本原理1.docx

1.?钢结构的特点和应用范围？

钢结构特点应用范围

(1)强度高，结构重量轻，容易失稳。(1)大跨度结构

(2)复杂情况下性能优越(2)重型厂房结构

(3)抗震性能好(3)可拆卸的结构

(4)耐热性好，抗火性差(4)高耸、高层结构

(5)密封性好且脆性状态下裂纹易扩展(5)密封和压力容器

(6)工业化程度高，建设工期短(6)轻型钢结构

(7)钢结构耐腐蚀性差(7)承受动力荷载结构

2.?钢结构极限状态分哪两类？分别对应于结构的哪些变形和破坏？

钢结构的极限状态分为极限状态和正常使用极限状态

(1)承载力极限状态，对应于构件和连接的强度破坏、脆性断裂和因过度变形而不适于继续承载，结构或构件丧失稳定，结构转变为机动体系和结构倾覆。

(2)正常使用极限状态下对应于影响结构、构件和非结构构件正常使用或外观的变形，影响正常使用的振动，影响正常使用或耐久性能的局部破坏。

3.?钢结构构件一般如何分类？

钢结构的构件可分为两类：钢结构杆件和钢结构板件

(1)杆件按受力状态，可为受拉杆件、受压杆件、受弯杆件、拉弯杆件、压弯杆件、受拉索

(2)板件是一种平面构件，一般在板件平面内受拉应力、压应力和剪应力共同作用。

1.?钢结构用钢有哪几项重要性能指标？并给出解释各指标概念。

①钢结构的强度和变形指标：弹性阶段、屈服阶段、强化和颈缩阶段塑②性性能指标、：可用断后伸长率和断面收缩率衡量

③物理性能指标：钢材在单向受压时，受力性能基本上和单向受拉时相同。受剪的情况也相似，但剪变模量G低于弹性模量E。

④韧性：钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量

⑤冷弯性能：是判别钢材塑性变形能力及冶金质量的综合指标

⑥可焊性：指焊缝及其附近金属的焊接安全可靠，不产生或者少产生焊接裂缝

⑦沿厚度方向的性能

2.?什么是疲劳破坏，疲劳截止限？

?疲劳破坏是指在连续反复荷载作用下，钢材或钢构件的应力低于极限强度甚至屈服于强度而发生破坏。

当应力幅Δσ小到一定程度时，无论应力循环多少次也不会发生疲劳破坏，这个应力幅称为疲劳强度极限

3.?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⑤应力集中

4.?选择钢材时应综合考虑的主要因素有哪些？

①结构的重要性②荷载情况③连接方法④钢材厚度⑤结构所处的温度与环境

5.?单向拉伸条件下碳素钢的应力-应变关系分为哪几个阶段？并画图标明。

1.?由于钢结构体系本身不能满足安全适用耐久预定功能而引起的钢结构破坏形式主要有哪些？

①构件或节点材料的强度破坏。

②结构或构件的整体失稳破坏。

③结构或构件的局部失稳破坏。

④连接附近母材的疲劳破坏。

⑤结构或构件的变形破坏。

⑥结构的脆性断裂破坏。

2.?引起钢结构脆性断裂破坏的主要原因有哪些？

①材质缺陷②应力集中和残余应力③工作环境温度过低④钢板厚度

1.?钢结构连接常用方法有？他们的优缺点如何？

钢结构的连接方法：焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接。

焊缝连接：优点：不削弱截面，加工方便，焊接刚度大，连接的密封性好。缺点：材质易脆，存在残余应力，对裂纹敏感。

螺栓连接：优点：安装方便，易于拆卸。缺点：需要开孔，对构件截面有一定的削弱，构造较繁。

铆钉连接：连接受力性能好，但构造复杂，目前很少采用。

2.?焊接残余应力和残余变形对结构工作性能的影响如何？

(1)对结构静力强度的影响：焊接残余应力对结构的静力强度没有影响。

(2)对结构刚度的影响：焊接残余应力会降低结构的刚度。

(3)对压杆稳定性的影响：焊接残余应力降低压杆的稳定承载力。

(4)对低温冷脆的影响：加速了构件低温脆断的倾向。

(5)对疲劳强度的影响：三向焊接残余拉应力降低钢材的塑性，对结构的疲劳强度有明显不利影响。

3.?正面角焊缝和侧面角焊缝有什么区别？

侧面角焊缝主要承受剪应力作用，侧面角焊缝强度模量小、强度低但塑性好。在弹性阶段其应力沿焊缝长度分布不均匀，呈两端大中间小的状态，焊缝越长越不均匀。

正面角焊缝与侧面角焊缝的性能差别较大，在外力作用下，其应力状态比侧面角焊缝复杂得多。在正面角焊缝截面中，各面均存在正应力和剪应力，焊根处存在严重应力集中。

正面角焊缝的受力以正应力为主，因而刚度较大，静力强度较高，静力破坏强度高于侧面角焊缝，但塑性变形差，疲劳强度低，对疲劳要求较高的桥梁等结构

4.?高强度螺栓摩擦