本科《土木工程》鋼結(jié)構(gòu)形考冊(cè)答案

1、2018年本科土木工程鋼結(jié)構(gòu)形考冊(cè)答案作業(yè)1作業(yè)2、選擇題-二二判斷題、選擇題-二二判斷題骨口. 序號(hào)答案1V骨口. 序號(hào)答案1D2X1C1V2D3X2C2X3A4X3A3V4C5V4C4V5A6V5B5X6D7X6D6V7A8V7D7X8C9X8B8X9B10V9A9X10B10A10V11A11B12B12C13C13C14D14B15A15D16C16D17A17A18A18A19C19A20D20C作業(yè)3作業(yè)4、選擇題-二二判斷題、選擇題-二二判斷題骨口. 序號(hào)答案骨口. 序號(hào)答案1A1V1B1X2D2X2A2V3C3V3D3V4A4X4A4V5C5X5D5V6A6X6B6V7D7X7

2、A7V8A8V8A8V9A9V9A9X10C10V10A10V11A11B12B12D13C13A14C14C15B15D16C16B17C17D18A18D19D19A20D20D作業(yè)11鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)有哪些？(1)輕質(zhì)高強(qiáng)，承載能力大；(2)鋼材材性好，可靠性高;(3)工業(yè)化程度高； 抗震性能好；(5)氣密、水密性好；(6)易于銹蝕;(7)耐熱性好、耐火性差；(8)綠色環(huán)保無污染；2. 通常情況下，結(jié)構(gòu)需滿足哪些基本功能？(1)能承受在正常使用和施工時(shí)可能出現(xiàn)的各種作用；(2)在正常使用時(shí)具有良好的工作性 能;(3)具有足夠的耐久性；(4)在偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后，能保持必需的整體穩(wěn)定性。3

3、鋼結(jié)構(gòu)的發(fā)展趨勢(shì)主要體現(xiàn)在哪些方面？(1)高性能鋼材的研制與應(yīng)用；(2)分析理論與分析方法的發(fā)展；(3)新型結(jié)構(gòu)形式的研究與應(yīng) 用;(4)鋼、混凝土組合結(jié)構(gòu)的應(yīng)用4.鋼結(jié)構(gòu)的深化設(shè)計(jì)具體指的是什么？答:深化設(shè)計(jì)是在設(shè)計(jì)施工圖之后進(jìn)行的，根據(jù)設(shè)計(jì)施工圖的平立面布置圖，節(jié)點(diǎn)大樣,按照鋼 規(guī)的設(shè)計(jì)要求確定鋼構(gòu)件的加工尺寸，遵照鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范以方便加工制 造和現(xiàn)場(chǎng)安裝的原則，確定連接形式，考慮材料的供料尺寸、運(yùn)輸能力和現(xiàn)場(chǎng)吊裝能力等條件 確定構(gòu)件的拼接或分段位置。然后，根據(jù)制圖標(biāo)準(zhǔn)和加工廠的圖紙表達(dá)要求和習(xí)慣繪制完整 的加工制造圖和現(xiàn)場(chǎng)安裝布置圖，并提供制造，安裝所需要的各種數(shù)據(jù)和表格。5

4、舉例說明不同化學(xué)成分對(duì)鋼材性能的影響。答:鋼主要由鐵和碳組成。鐵是鋼材的基本元素，純鐵質(zhì)軟,在碳素結(jié)構(gòu)鋼中約占99%;碳和其 他元素僅約占1%,但對(duì)鋼材的力學(xué)性能卻有著決定性的影響。碳含量增加，鋼的強(qiáng)度提高，而塑性、韌性和疲勞強(qiáng)度下降，同時(shí)惡化鋼的可焊性和抗腐蝕 性。硫和磷(其中特別是硫)是鋼中的有害成分，會(huì)降低鋼材的塑性、韌性、可焊性和疲勞強(qiáng) 度。高溫時(shí)，硫使鋼變脆，謂之熱脆；低溫時(shí)，磷使鋼變脆，謂之冷脆。氧和氮都是鋼中的有害雜 質(zhì)，使鋼熱脆；氮使鋼冷脆。硅和錳是鋼中的有益元素，都是煉鋼的脫氧劑，使鋼材的強(qiáng)度提 高。含量不過高時(shí)，對(duì)塑性和韌性無顯著的不良影響。6低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼與碳素鋼相比

5、具有哪些優(yōu)點(diǎn)？答:它強(qiáng)度高,可減輕自重，節(jié)約鋼材，綜合性能好，如抗沖擊性強(qiáng)、耐低溫和腐蝕，有利于延長(zhǎng)使 用年限。塑性、韌性和可焊性好，有利于加工和施工。7簡(jiǎn)述溫度變化對(duì)鋼材性能的影響。答:鋼材性能隨溫度變動(dòng)而有所變化。總的趨勢(shì)是：溫度升高,鋼材強(qiáng)度降低，應(yīng)變?cè)龃螅环粗?，?度降低,鋼材強(qiáng)度會(huì)略有增加，塑性和韌性卻會(huì)降低而變脆。溫度升高，約在250C以內(nèi)鋼材性 能沒有很大變化,430E 540C之間強(qiáng)度急劇下降,600E時(shí)強(qiáng)度很低不能承擔(dān)荷載。但在 250C左右,鋼材的強(qiáng)度反而略有提高，同時(shí)塑性和韌性均下降，材料有轉(zhuǎn)脆的傾向，鋼材表面氧 化膜呈現(xiàn)藍(lán)色，稱為藍(lán)脆現(xiàn)象。當(dāng)溫度在260E 320E時(shí)，

6、在應(yīng)力持續(xù)不變的情況下,鋼材以很 緩慢的速度繼續(xù)變形，此種現(xiàn)象稱為徐變。當(dāng)溫度從常溫開始下降，特別是在負(fù)溫度范圍內(nèi)時(shí) 鋼材強(qiáng)度雖有提高，但其塑性和韌性降低，材料逐漸變脆，這種性質(zhì)稱為低溫冷脆。8簡(jiǎn)述疲勞斷裂的過程。答 :疲勞破壞過程經(jīng)歷三個(gè)階段 :裂紋的形成 ,裂紋的緩慢擴(kuò)展和最后迅速斷裂。鋼構(gòu)件在反 復(fù)荷載作用下 ,總會(huì)在鋼材內(nèi)部質(zhì)量薄弱處出現(xiàn)應(yīng)力集中 ,個(gè)別點(diǎn)上首先出現(xiàn)塑性變形 ,并硬 化而逐漸形成一些微觀裂痕 ,在往復(fù)荷載作用下 ,裂痕的數(shù)量不斷增加并相互連接發(fā)展成宏觀 裂紋 ,隨后斷面的有效截面面積減小 ,應(yīng)力集中現(xiàn)象越來越嚴(yán)重 ,裂紋不斷擴(kuò)展 ,最后當(dāng)鋼材截 面削弱到不足以抵抗外荷載

7、時(shí) ,鋼材突然斷裂。作業(yè) 21. 什么是焊縫連接 ,其有哪些特點(diǎn) ?答 :焊縫連接是通過熱熔并加填料的方法完成構(gòu)件之間的連接 ,是現(xiàn)代鋼結(jié)構(gòu)連接的主要方 法。焊縫連接具有構(gòu)造簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、連接剛度大等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是焊接 降低被焊鋼材的塑性和韌性 ,焊縫熱熔區(qū)易出現(xiàn)微裂紋、焊渣等缺陷 ,焊接過程產(chǎn)生較大的焊 接殘余應(yīng)力 ,從而導(dǎo)致焊縫區(qū)和熱熔區(qū)容易發(fā)生脆斷和疲勞破壞。2. 鋼結(jié)構(gòu)焊接連接構(gòu)造設(shè)計(jì)時(shí) ,應(yīng)符合哪些要求 ?答 :(1)盡量減少焊縫的數(shù)量和尺寸 ;(2)焊縫的布置宜對(duì)稱于構(gòu)件截面的中和軸 ;(3)節(jié)點(diǎn)區(qū)留有 足夠空間 ,便于焊接操作和焊后檢測(cè) ;(4)采用剛度較小的節(jié)點(diǎn)形

8、式 ,宜避免焊縫密集和雙向、 三向相交 ;(5)焊縫位置避開高應(yīng)力區(qū) ;(6)根據(jù)不同焊接工藝方法合理選用坡口形狀和尺寸。3. 為什么角焊縫的的焊腳尺寸和長(zhǎng)度都不宜過小 ,也不宜過大 ?答 :角焊縫的焊腳尺寸不宜過小 ,是因?yàn)檫^小的角焊縫導(dǎo)致焊縫冷卻過快易產(chǎn)生收縮裂紋等缺 陷 ;角焊縫的焊腳尺寸不宜太大 ,是因?yàn)樘髸?huì)導(dǎo)致焊縫燒穿較薄的焊件 ,增加主體金屬的翹 曲和焊接殘余應(yīng)力 ;長(zhǎng)度過小會(huì)使桿件局部加熱嚴(yán)重 ,且起弧、落弧坑相距太近 ,加上一些可 能產(chǎn)生的缺陷 ,使焊縫不夠可靠 ;角焊縫 (側(cè)面)應(yīng)力沿長(zhǎng)度方向分布不均勻 ,兩端大,中間小 ,焊 縫越長(zhǎng)其差別也越大 ,太長(zhǎng)時(shí)角焊縫 (側(cè)面 )

9、兩端應(yīng)力可先達(dá)到極限而破壞 ,此時(shí)焊縫中部還未 充分發(fā)揮其承載力 ,這種應(yīng)力分布的不均勻性 ,對(duì)承受動(dòng)力荷載的構(gòu)件更加不利。4、.抗剪型螺栓連接達(dá)到極限承載力時(shí) ,可能出現(xiàn)破壞形式有哪些 ?答 :(1)螺桿剪切破壞 ;(2)鋼板孔壁擠壓破壞 ;(3)構(gòu)件本身由于截面開孔削弱過多而被拉斷 ;(4) 由于鋼板端部螺栓孔端距太小而被剪壞 ;(5)由于鋼板太厚 ,螺栓桿直徑太小 ,發(fā)生螺栓桿彎曲 破壞。作業(yè) 31. 何謂理想軸心受壓構(gòu)件 ? 答 :所謂理想軸心受壓構(gòu)件 ,是指符合以下假定條件的受壓構(gòu)件 : (1)桿件為等截面直桿 (無初彎曲 );(2)荷載沿桿件形心軸作用 (無初偏心 ); (3)桿件

10、受荷載之前沒有初始應(yīng)力 ;(4)材料勻質(zhì) ,各向同性 ,符合虎克定律。2. 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件截面形式的選擇 ,應(yīng)遵循哪些原則 ? 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件一般采用雙軸對(duì)稱截面 ,以避免彎扭失穩(wěn) ,具體的原則主要有 : (1)寬肢薄壁 :截面面積的分布應(yīng)盡量開展 ,以增加截面的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑 ,提高它的整體穩(wěn) 定性和剛度 ;(2)等穩(wěn)定性 :使兩個(gè)主軸方向的穩(wěn)定系數(shù) (長(zhǎng)細(xì)比 ) 大致相等 ,這樣穩(wěn)定承載力基本 接近,以充分發(fā)揮截面的承載能力 ;(3)便于與其他構(gòu)件進(jìn)行連接 ;(4)盡可能構(gòu)造簡(jiǎn)單 ,制造省工 , 取材方便3、.軸心受壓柱腳應(yīng)滿足哪些要求 ? (1)設(shè)計(jì)底板大小要滿足基礎(chǔ)混凝土的抗

11、壓強(qiáng)度及邊緣構(gòu)造要求;(2)底板厚度要滿足雙向板(四邊或三邊支承 )的抗彎要求 ;(3)靴梁要滿足抗彎要求 ;(4)靴梁和柱、靴梁和底板的焊縫連接 要滿足強(qiáng)度要求 ;(5)柱腳設(shè)計(jì)要便于靴梁焊接。4、6.計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的整體穩(wěn)定時(shí) ,為什么采用換算長(zhǎng)細(xì)比 ? 答 :格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件 ,當(dāng)繞虛軸失穩(wěn)時(shí) ,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(gòu)件的剪切變形較大 ,剪力造成的附加影響不能忽略。因此 ,采用換 算長(zhǎng)細(xì)比來考慮綴材剪切變形對(duì)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的穩(wěn)定承載力的影響。作業(yè) 41. 在處理梁的整體穩(wěn)定性問題時(shí) ,有哪些假定 ?(1)彎矩作用在

12、最大剛度平面 ,屈曲時(shí)鋼梁處于彈性階段 ;梁端為夾支座(只能繞x、y軸轉(zhuǎn)動(dòng)，不能繞z軸轉(zhuǎn)動(dòng)，只能自由撓曲，不能扭轉(zhuǎn));(3)梁變形后 ,力偶矩與原來的方向平行 (即小變形)。2. 簡(jiǎn)述型鋼梁設(shè)計(jì)的步驟。答:統(tǒng)計(jì)荷載，確定構(gòu)件內(nèi)力(最大彎矩、剪力)；(2)選擇截面形式(工字鋼，槽鋼,H型鋼等);(3) 按照抗彎強(qiáng)度或整體穩(wěn)定確定截面抵抗矩 ;(4)查型鋼表選擇型鋼號(hào) ;(5)驗(yàn)算構(gòu)件的強(qiáng)度、整 體穩(wěn)定性和撓度 ;(6)調(diào)整截面尺寸。3. 偏心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有哪些 ?答:設(shè)計(jì)偏心受拉構(gòu)件時(shí) ,應(yīng)同時(shí)滿足承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)。承載力極限狀態(tài) 的驗(yàn)算包括強(qiáng)度和穩(wěn)定 ,偏心受拉構(gòu)件只有強(qiáng)度問題 ,偏心受壓構(gòu)件則應(yīng)同時(shí)滿足強(qiáng)度和穩(wěn)定 要求。此外 ,實(shí)腹式構(gòu)件還必須保證組成板件的局部穩(wěn)定 ,格構(gòu)式構(gòu)件還必須保證單肢穩(wěn)定 ; 正常使用極限狀態(tài)則通過限制長(zhǎng)細(xì)比來保證 ,但應(yīng)注意 ,當(dāng)桿件以受彎為主 ,軸力較小 ,或有其 它需要時(shí) ,也需計(jì)算拉彎或壓彎構(gòu)件的撓度或變形 ,使其不超過容許值。4. 框架柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)確定時(shí) ,采取了哪些假定 ?答: (1 )材料是線彈性的 ;(2)框架只承受作用在節(jié)點(diǎn)上的豎向荷載 ;(3)框架中的所有柱子