鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題

1、鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題一、填空題：1.鋼結(jié)構(gòu)計(jì)算的兩種極限狀態(tài)是 和 。2.提高鋼梁整體穩(wěn)定性的有效途徑是 和 。3.高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值與 和 有關(guān)。4.鋼材的破壞形式有 和 。5.焊接組合工字梁，翼緣的局部穩(wěn)定常采用 的方法來保證，而腹板的局部穩(wěn)定則常采用 的方法來解決。6.高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉力設(shè)計(jì)值與 和 有關(guān)。7角焊縫的計(jì)算長度不得小于 ，也不得小于 ；側(cè)面角焊縫承受靜載時(shí)，其計(jì)算長度不宜大于 。8.軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)與 、 和 有關(guān)。9.鋼結(jié)構(gòu)的連接方法有 、 和 。10.影響鋼材疲勞的主要因素有 、 和 。11.從形狀看，純彎曲的彎矩圖為 ，均布荷載的彎矩圖為 ，跨中央一個(gè)集中荷載的彎矩圖

2、為 。12.軸心壓桿可能的屈曲形式有 、 和 。13.鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的基本原則 、 、 和 。14.按焊縫和截面形式不同，直角焊縫可分為 、 、 和 等。15.對(duì)于軸心受力構(gòu)件，型鋼截面可分為 和 ；組合截面可分為 和 。16.影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素有 、 、 、 和 。2、 問答題：1.高強(qiáng)度螺栓的8.8級(jí)和10.9級(jí)代表什么含義？2.焊縫可能存在哪些缺陷？3.簡述鋼梁在最大剛度平面內(nèi)受荷載作用而喪失整體穩(wěn)定的現(xiàn)象及影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素。4.建筑鋼材有哪些主要機(jī)械性能指標(biāo)？分別由什么試驗(yàn)確定？5.什么是鋼材的疲勞？6.選用鋼材通常應(yīng)考慮哪些因素？7.考慮實(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)應(yīng)考慮哪些

3、初始缺陷的影響？8.焊縫的質(zhì)量級(jí)別有幾級(jí)？各有哪些具體檢驗(yàn)要求？9.普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳力方式和破壞形式有何不同？10.在計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時(shí)，對(duì)虛軸為什么要采用換算長細(xì)比？11.軸心壓桿有哪些屈曲形式？12.壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？13.在抗剪連接中，普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的傳力方式和破壞形式有何不同？14.鋼結(jié)構(gòu)有哪些連接方法？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？15.對(duì)接焊縫的構(gòu)造有哪些要求？16.焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形是如何產(chǎn)生的？焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)性能有何影響？減少焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的方法有哪

4、些？17.什么叫鋼梁喪失整體穩(wěn)定？影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素是什么？提高鋼梁整體穩(wěn)定的有效措施是什么？三、計(jì)算題：1.一簡支梁跨長為5.5m，在梁上翼緣承受均布靜力荷載作用，恒載標(biāo)準(zhǔn)值為10.2kN/m（不包括梁自重），活載標(biāo)準(zhǔn)值為25kN/m，假定梁的受壓翼緣有可靠側(cè)向支撐。梁的截面選用I36a軋制型鋼，其幾何性質(zhì)為：Wx=875cm3，tw=10mm，I / S=30.7cm，自重為59.9kg/m，截面塑性發(fā)展系數(shù)gx=1.05。鋼材為Q235，抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為215N/mm2，抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為125 N/mm2。試對(duì)此梁進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算并指明計(jì)算位置。（恒載分項(xiàng)系數(shù)G=1.2，活載分項(xiàng)系數(shù)

5、Q=1.4）2.已知一兩端鉸支軸心受壓綴板式格構(gòu)柱，長10.0m，截面由2I32a組成，兩肢件之間的距離300cm，如圖所示，尺寸單位mm。試求該柱最大長細(xì)比。注：一個(gè)I32a的截面面積A = 67cm2，慣性矩Iy =11080cm4，Ix1 = 460cm4參考答案一、填空題：1.承載能力極限狀態(tài)，正常使用極限狀態(tài)2.加強(qiáng)受壓翼緣，減少側(cè)向支承點(diǎn)間的距離（或增加側(cè)向支承點(diǎn)）3.螺栓材質(zhì)，螺栓有效面積4.塑性破壞，脆性破壞5.限制寬厚比，設(shè)置加勁肋6.性能等級(jí)，螺栓直徑7.8hf，40mm，60 hf8.鋼號(hào)，截面類型，長細(xì)比9.焊接連接，鉚釘連接，螺栓連接10.應(yīng)力集中，應(yīng)力幅（對(duì)焊接結(jié)構(gòu)

6、）或應(yīng)力比（對(duì)非焊接結(jié)構(gòu)），應(yīng)力循環(huán)次數(shù)11.矩形，拋物線，三角形12.彎曲屈曲，扭轉(zhuǎn)屈曲，彎扭屈曲13.技術(shù)先進(jìn)，經(jīng)濟(jì)合理，安全適用，確保質(zhì)量14.普通縫，平坡縫，深熔縫，凹面縫15.熱軋型鋼，冷彎薄壁型鋼，實(shí)腹式組合截面，格構(gòu)式組合截面16.荷載類型，荷載作用點(diǎn)位置，梁的截面形式，側(cè)向支承點(diǎn)的位置和距離，梁端支承條件二、問答題：1.高強(qiáng)度螺栓的8.8級(jí)和10.9級(jí)代表什么含義？答：級(jí)別代號(hào)中，小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是螺栓材料經(jīng)熱處理后的最低抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字是材料的屈強(qiáng)比（fy /fu）。8.8級(jí)為：fu800N/mm²，fy /fu=0.8；10.9級(jí)為：fu1000N/mm

7、78;，fy/fu=0.9。2.焊縫可能存在哪些缺陷？答：焊縫可能存在的缺陷有裂紋、氣孔、夾碴、燒穿、咬邊、未焊透、弧坑和焊瘤。3.簡述鋼梁在最大剛度平面內(nèi)受荷載作用而喪失整體穩(wěn)定的現(xiàn)象及影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素。答：鋼梁側(cè)向抗彎剛度和扭轉(zhuǎn)剛度不足時(shí)產(chǎn)生側(cè)向彎曲和截面扭轉(zhuǎn)；主要因素：梁側(cè)向抗彎剛度，自由扭轉(zhuǎn)剛度，荷載種類和作用位置以及梁受壓翼緣的自由長度。4.建筑鋼材有哪些主要機(jī)械性能指標(biāo)？分別由什么試驗(yàn)確定？答：建筑鋼材的主要機(jī)械性能指標(biāo)有：屈服點(diǎn)fy，通過一次靜力單向拉伸試驗(yàn)確定；抗拉強(qiáng)度fu，通過一次靜力單向拉伸試驗(yàn)確定；伸長率5(10)，通過一次靜力單向拉伸試驗(yàn)確定；180o冷彎性能

8、，通過冷彎試驗(yàn)確定；沖擊韌性，通過沖擊試驗(yàn)確定。5.什么是鋼材的疲勞？答：鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，當(dāng)應(yīng)力還低于鋼材的抗拉強(qiáng)度，甚至還低于屈服點(diǎn)時(shí)也會(huì)發(fā)生斷裂破壞，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲勞或疲勞破壞。6.選用鋼材通常應(yīng)考慮哪些因素？答：選用鋼材通?？紤]的因素有：結(jié)構(gòu)的重要性；荷載特征；連接方法；結(jié)構(gòu)的工作環(huán)境溫度；結(jié)構(gòu)的受力性質(zhì)。7.在考慮實(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)應(yīng)考慮哪些初始缺陷的影響？答：在考慮實(shí)際軸心壓桿的臨界力時(shí)應(yīng)考慮殘余應(yīng)力的影響、初彎曲和初偏心的影響、桿端約束的影響。8.焊縫的質(zhì)量級(jí)別有幾級(jí)？各有哪些具體檢驗(yàn)要求？答：焊縫質(zhì)量分為三個(gè)等級(jí)。三級(jí)質(zhì)量檢查只對(duì)全部焊縫進(jìn)行外觀缺陷及幾何尺寸

9、檢查，其外觀可見缺陷及幾何尺寸偏差必須符合三級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)要求；二級(jí)質(zhì)量檢查除對(duì)外觀進(jìn)行檢查并達(dá)到二級(jí)質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線探傷20焊縫，達(dá)到B級(jí)檢驗(yàn)級(jí)合格要求；一級(jí)質(zhì)量檢查除外觀進(jìn)行檢查并符合一級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線對(duì)焊縫100探傷，達(dá)到B級(jí)檢驗(yàn)級(jí)合格要求（見鋼結(jié)構(gòu)工程施工質(zhì)量驗(yàn)收規(guī)范GB50205-2001）。9.普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接，在抗剪連接中，它們的傳力方式和破壞形式有何不同？答：普通螺栓連接中的抗剪螺栓連接是依靠螺栓抗剪和孔壁承壓來傳遞外力。當(dāng)受剪螺栓連接在達(dá)到極限承載力時(shí)，可能出現(xiàn)五種破壞形式，即螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構(gòu)件被拉斷、構(gòu)件端部被剪壞

10、和螺栓彎曲破壞。高強(qiáng)螺栓連接中的抗剪螺栓連接時(shí)，通過擰緊螺帽使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力，同時(shí)也使被連接件接觸面相互壓緊而產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力，依靠摩擦力來傳遞外力。它是以摩擦力剛被克服，構(gòu)件開始產(chǎn)生滑移作為承載能力的極限狀態(tài)。10.在計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時(shí)，對(duì)虛軸為什么要采用換算長細(xì)比？答：格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一旦繞虛軸失穩(wěn)，截面上的橫向剪力必須通過綴材來傳遞。但因綴材本身比較柔細(xì)，傳遞剪力時(shí)所產(chǎn)生的變形較大，從而使構(gòu)件產(chǎn)生較大的附加變形，并降低穩(wěn)定臨界力。所以在計(jì)算整體穩(wěn)定時(shí)，對(duì)虛軸要采用換算長細(xì)比（通過加大長細(xì)比的方法來考慮綴材變形對(duì)降低穩(wěn)定臨界力的影響）。11.軸心壓桿有哪些屈曲形式？答：受

11、軸心壓力作用的直桿或柱，當(dāng)壓力達(dá)到臨界值時(shí)，會(huì)發(fā)生有直線平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢胶鉅顟B(tài)變形分枝現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為壓桿屈曲或整體穩(wěn)定，發(fā)生變形分枝的失穩(wěn)問題稱為第一類穩(wěn)定問題。由于壓桿截面形式和桿端支承條件不同，在軸心壓力作用下可能發(fā)生的屈曲變形有三種形式，即彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲。12.壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定計(jì)算與軸心受壓構(gòu)件有何不同？答：局部穩(wěn)定性屬于平板穩(wěn)定問題，應(yīng)使用薄板穩(wěn)定理論，通過限制翼緣和腹板的寬厚比所保證的。確定限值的原則：組成構(gòu)件的板件的局部失穩(wěn)應(yīng)不先于構(gòu)件的整體穩(wěn)定失穩(wěn)，或者兩者等穩(wěn)。軸心受壓構(gòu)件中，板件處于均勻受壓狀態(tài)；壓彎構(gòu)件中，板件處于多種應(yīng)力狀態(tài)下，其影響因素有板件的形

12、狀和尺寸、支承情況和應(yīng)力狀況（彎曲正應(yīng)力、剪應(yīng)力、局部壓應(yīng)力等的單獨(dú)作用和各種應(yīng)力的聯(lián)合作用），彈性或彈塑性性能，同時(shí)還有在腹板屈曲后強(qiáng)度的利用問題。13.在抗剪連接中，普通螺栓連接和摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的傳力方式和破壞形式有何不同？答：普通螺栓連接中的抗剪螺栓連接是依靠螺栓抗剪和孔壁承壓來傳遞外力。當(dāng)受剪螺栓連接在達(dá)到極限承載力時(shí)，可能出現(xiàn)五種破壞形式，即螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構(gòu)件被拉斷、構(gòu)件端部被剪壞和螺栓彎曲破壞。 高強(qiáng)螺栓連接中的抗剪螺栓連接時(shí)，通過擰緊螺帽使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力，同時(shí)也使被連接件接觸面相互壓緊而產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力，依靠摩擦力來傳遞外力。它是以摩擦力剛被克服，構(gòu)件開始產(chǎn)生滑

13、移做為承載能力的極限狀態(tài)。14.鋼結(jié)構(gòu)有哪些連接方法？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：鋼結(jié)構(gòu)常用的連接方法有：焊接連接、鉚釘連接和螺栓連接三種。焊接的優(yōu)點(diǎn)：不需打孔，省工省時(shí)；任何形狀的構(gòu)件可直接連接，連接構(gòu)造方便；氣密性、水密性好，結(jié)構(gòu)剛度較大，整體性能較好。焊接的缺點(diǎn): 焊縫附近有熱影響區(qū)，材質(zhì)變脆；焊接的殘余應(yīng)力使結(jié)構(gòu)易發(fā)生脆性破壞，殘余變形使結(jié)構(gòu)形狀、尺寸發(fā)生變化；焊接裂縫一經(jīng)發(fā)生，便容易擴(kuò)展。鉚釘連接的優(yōu)點(diǎn):塑性、韌性較好，傳力可靠，連接質(zhì)量易于檢查。鉚釘連接的缺點(diǎn):因在構(gòu)件上需打孔，削弱構(gòu)件截面；且鉚接工藝復(fù)雜，技術(shù)要求高。螺栓連接的優(yōu)點(diǎn)：具備鉚釘連接塑性、韌性好，傳力可靠的優(yōu)點(diǎn)，又兼?zhèn)浒惭b拆

14、卸方便，可以多次重復(fù)使用的優(yōu)點(diǎn)，且連接變形小。15.對(duì)接焊縫的構(gòu)造有哪些要求？答：一般的對(duì)接焊多采用焊透縫，只有當(dāng)板件較厚，內(nèi)力較小，且受靜載作用時(shí)，可采用未焊透的對(duì)接縫。為保證對(duì)接焊縫的質(zhì)量，可按焊件厚度不同，將焊口邊緣加工成不同形式的坡口。起落弧處易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，因此除承受動(dòng)力荷載外，一般不用引弧板，而是計(jì)算時(shí)為對(duì)接焊縫將焊縫長度減2t（t為較小焊件厚度）。對(duì)于變厚度（或變寬度）板的對(duì)接，在板的一面（一側(cè)）或兩面（兩側(cè)）切成坡度不大1:2.5的斜面，避免應(yīng)力集中。當(dāng)鋼板在縱橫兩方向進(jìn)行對(duì)接焊時(shí)，焊縫可采用十字形或T形交叉對(duì)接，當(dāng)用T形交叉時(shí)，交叉點(diǎn)的間距

15、不得小于200mm。16.焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形是如何產(chǎn)生的？焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形對(duì)結(jié)構(gòu)性能有何影響？減少焊接殘余應(yīng)力和焊接殘余變形的方法有哪些？答：鋼材在施焊過程中會(huì)在焊縫及附近區(qū)域內(nèi)形成不均勻的溫度場，在高溫區(qū)產(chǎn)生拉應(yīng)力，低溫區(qū)產(chǎn)生相應(yīng)的壓應(yīng)力。在無外界約束的情況下，焊件內(nèi)的拉應(yīng)力和壓應(yīng)力自相平衡。這種應(yīng)力稱焊接殘余應(yīng)力。隨焊接殘余應(yīng)力的產(chǎn)生，同時(shí)也會(huì)出現(xiàn)不同方向的不均勻收縮變形，稱為焊接殘余變形。焊接殘余應(yīng)力的影響：對(duì)塑性較好的材料，對(duì)靜力強(qiáng)度無影響；降低構(gòu)件的剛度；降低構(gòu)件的穩(wěn)定承載力；降低結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度；在低溫條件下承載，加速構(gòu)件的脆性破壞。焊接殘余變形的影響：變形若超出了施工驗(yàn)收規(guī)范所容許的范圍，將會(huì)影響結(jié)構(gòu)的安裝、正常使用和安全承載；所以，對(duì)過大的殘余變形必須加以矯正。減少焊接殘余應(yīng)力和變形的方法：合理設(shè)計(jì):選擇適當(dāng)?shù)暮改_尺寸、焊縫布置應(yīng)盡可能對(duì)稱、進(jìn)行合理的焊接工藝設(shè)計(jì)，選擇合理的施焊順序。正確施工：在制造工藝上，采用反變形和局部加熱法；按焊接工藝嚴(yán)格施焊，避免隨意性；盡量采用自動(dòng)焊或半自動(dòng)焊，手工焊時(shí)避免仰焊。17.什么叫鋼梁喪失整體穩(wěn)定？影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素是什么？提高鋼梁整體穩(wěn)定的有效措施是什么？答：鋼梁在彎矩較小時(shí)，梁的側(cè)向保持平直而無側(cè)向變形；即使受到偶然的側(cè)向干擾力，其側(cè)向變形也只