電大【鋼結(jié)構(gòu)】形考作業(yè)

1、電大【鋼結(jié)構(gòu)】形考作業(yè)答案作業(yè)一一、單項(xiàng)選擇題1、 C 2、 C 3、B4、B5、A 6、 B 7、B8、C9、 A10、 D 11、 C12、A13、B 14、B15、B16、A17、 A18、 C 19、 C 20、 C二、判斷題1、V 2、X 3、X4、V5、V6、V7、X 8、V 9、X10、X三、簡(jiǎn)答題1、鋼結(jié)構(gòu)和其他材料的結(jié)構(gòu)相比具有哪些特點(diǎn)？（ ： （ 1）建筑鋼材強(qiáng)度高，塑性和韌性好；（ 2）鋼結(jié)構(gòu)的重量輕；（ 3）材質(zhì)均勻，與力學(xué)計(jì)算的假定比較符合；（ 4）鋼結(jié)構(gòu)制作簡(jiǎn)便，施工工期短；（ 5）鋼結(jié)構(gòu)密閉性好；（ 6）鋼結(jié)構(gòu)耐腐蝕性差；（ 7）鋼材耐熱不耐火；（ 8）鋼結(jié)構(gòu)可能

2、發(fā)生脆性斷裂。（ .鋼材“耐熱不耐火”的含義是什么？規(guī)范對(duì)其有何規(guī)定？答：鋼材受熱，當(dāng)溫度在200以內(nèi)時(shí)，其主要力學(xué)性能，如屈服點(diǎn)和彈性模量降低不多。溫度超過200后，材質(zhì)發(fā)生較大變化，不僅強(qiáng)度逐步降低，還會(huì)發(fā)生藍(lán)脆和徐變現(xiàn)象。溫度達(dá)600時(shí)，鋼材進(jìn)入塑性狀態(tài)不能繼續(xù)承載。因此，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范規(guī)定鋼材表面溫度超過150后即需加以隔熱防護(hù)，對(duì)需防火的結(jié)構(gòu)，應(yīng)按相關(guān)的規(guī)范采取防火保護(hù)措施。3、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)必須滿足的功能包括哪些方面？答：(1)應(yīng)能承受在正常施工和正常使用時(shí)可能出現(xiàn)的各種情況，包括荷載和溫度變化、基礎(chǔ)不均勻沉降以及地震作用等；(2)在正常使用情況下結(jié)構(gòu)具有良好的工作性能；(3)在正常維

3、護(hù)下結(jié)構(gòu)具有足夠的耐久性；(4)在偶然事件發(fā)生時(shí)及發(fā)生后仍能保持必需的整體穩(wěn)定性。4、時(shí)效硬化和人工時(shí)效各指什么？答：時(shí)效硬化：在高溫時(shí)熔化于鐵中的少量碳和氮， 隨著時(shí)間的增長(zhǎng)逐漸從純鐵 中析出，形成自由碳化合物和氮化物，對(duì)純鐵體的塑性變形起遏制作用， 從而使 鋼材的強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，這種現(xiàn)象稱為時(shí)效硬化，俗稱老化。人工時(shí)效：時(shí)效硬化的過程一般很長(zhǎng)，在材料塑性變形后加熱，可以使時(shí)效硬化 發(fā)展特別迅速，這種方法稱為人工時(shí)效。5、什么情況下會(huì)產(chǎn)生應(yīng)力集中，應(yīng)力集中對(duì)鋼材性能有何影響？答：在鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件中可能存在孔洞、槽口、凹角、截面突然改變以及鋼材內(nèi)部缺陷等，使構(gòu)件中的應(yīng)力分布將不再保持均

4、勻， 而是在某些區(qū)域產(chǎn)生局部高峰應(yīng) 力，在另外一些區(qū)域則應(yīng)力降低，形成所謂應(yīng)力集中現(xiàn)象。應(yīng)力集中會(huì)使鋼材變脆的趨勢(shì)。6、簡(jiǎn)述鋼材的疲勞破壞過程答：鋼材在反復(fù)荷載作用下，結(jié)構(gòu)的抗力及性能都會(huì)發(fā)生重要變化， 甚至發(fā)生疲 勞破壞。根據(jù)試驗(yàn)，在直接的連續(xù)反復(fù)的動(dòng)力荷載作用下，鋼材的強(qiáng)度將降低， 即低于一次靜力荷載作用下的拉伸試驗(yàn)的極限強(qiáng)度工，這種現(xiàn)象稱為鋼材的疲 勞。疲勞破壞表現(xiàn)為突發(fā)的脆性斷裂。7、鋼材常見的冶金缺陷有哪些，各自的具體含義是什么?答：鋼材常見的冶金缺陷包括偏析、非金屬夾雜、氣孔、裂紋及分層等。偏析： 是指鋼材中化學(xué)成分不一到和不均勻，特別是硫、磷偏析嚴(yán)重造成鋼材的性能惡化；非金屬夾雜

5、：是指鋼中含有硫化物與氧化物等雜質(zhì)；氣孔： 是澆鑄鋼錠時(shí)，由氧化鐵與碳作用所生成的一氧化碳?xì)怏w不能充分逸出而形成的。作業(yè)二一、單項(xiàng)選擇題1、 B 2、 C 3、A4、D5、C 6、 B 7、C8、D9、 D10、 B 11、 A12、B13、C14、 C15、B16、C17、 A18、 C 19、 C 20、 C二、判斷題1、V 2、X 3、X 4、V 5、V 6、V 7、X 8、V 9、X10、 V三、簡(jiǎn)答題1、鋼結(jié)構(gòu)焊接連接方法的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)有哪些？答：優(yōu)點(diǎn)（ 1）焊件間可以直接相連，構(gòu)造簡(jiǎn)單，制作加工方便；（ 2）不削弱截面，節(jié)省材料；（ 3）連接的密閉性好，結(jié)構(gòu)的剛度大；（ 4）可實(shí)現(xiàn)自

6、動(dòng)化操作，提高焊接結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。缺點(diǎn)（ 1）焊縫附近的熱影響區(qū)內(nèi)，鋼材的金相組織發(fā)生改變，導(dǎo)致局部材質(zhì)變脆；（ 2）焊接殘余應(yīng)力和殘余變形使受壓構(gòu)件承載力降低；（ 3）焊接結(jié)構(gòu)對(duì)裂紋很敏感，局部裂紋一旦發(fā)生，容易擴(kuò)展至整個(gè)截面，低溫冷脆問題也較為突出。2、高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力設(shè)計(jì)值 P的計(jì)算公式中，系數(shù)的確定考慮了哪些因素？答：(1)擰緊螺栓時(shí)螺栓同時(shí)受到由預(yù)拉力引起的拉應(yīng)力和由扭矩引起的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力作用；(2)施工時(shí)為了彌補(bǔ)高強(qiáng)度螺栓預(yù)拉應(yīng)力的松弛損失，一般超張拉5%"10%,為此考慮一個(gè)超張拉系數(shù)0.9;(3)考慮螺栓材質(zhì)的不均勻性，引入一個(gè)折減系數(shù)0.9;(4)由于以螺栓的抗拉引吭高

7、歌為準(zhǔn)，為了安全引入一個(gè)安全系數(shù)0.9。3、抗剪普通螺栓有哪幾種可能的破壞形式？如何防止？答：破壞形式：(1)當(dāng)螺栓桿直徑較小而板件較厚時(shí)，螺栓桿可能被剪斷；(2)當(dāng)螺栓桿直徑較大、板件較薄時(shí)，板件可能被擠壞，由于螺栓桿和板件的擠壓是相對(duì)的，故也把這種破壞叫做螺栓承壓破壞；(3)板件截面可能因螺栓孔削弱太多而被拉斷；(4)端距太小，端距范圍內(nèi)的板件可能被螺栓桿沖剪破壞。防止：第(3)種破壞形式屬于構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算，第(4)種破壞形式通過限制螺栓端距 大于或等于2d0加以避免。因此，抗剪螺栓連接計(jì)算只考慮第(1)、(2)種破壞 形式。4、減少焊接應(yīng)力和焊接變形的設(shè)計(jì)措施有哪些？答：(1)盡可能使焊

8、縫對(duì)稱于構(gòu)件截面的中性軸，以減少焊接變形；(2)采用適宜的焊腳尺寸和焊縫長(zhǎng)度；(3)焊縫不宜過分集中。(4)盡量避免兩條或三條焊縫垂直交叉；(5)盡量避免在母材厚度方向的收縮應(yīng)力。四、計(jì)算題解：將F分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力將F分解為垂直于焊縫和平行于焊縫的分力N FsinF sin 45o 230 卑 162.61(kN)N?e 162.61 0.03 4.8783162.61 103.2-71.17(N. mm2)0.7 8 (220 16)6M6 4.878 1062 0.78 (220 16)262.79(N mm2)F cos62.79F cos45o71.17 133.96

9、(N mm2)230 -2 47.61(kN)2347.61 10Aw2 0.7 8 (220 16)20.84(N . mm2)(f)22(133.96)2 20.8421.22111.76( N mm2) ffw160 N mm2直角角焊縫的強(qiáng)度滿足要求.作業(yè)三、單項(xiàng)選擇題1、D 2、B3、C4、B 5、6、B 7、C 8、D9、B10、C 11、C 12、C 13、C14、D 15、B 16、D17、A18、A 19、C 20、二、判斷題1、V2、X3、X4、V5、V 6、V 7、X8、V 9、X10、V三、簡(jiǎn)答題1、實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行截面選擇時(shí)，應(yīng)主要考慮的原則是什么？答；（1）面

10、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，提高柱的整體穩(wěn)定承載力和剛度；（2）兩個(gè)主軸方向盡量等穩(wěn)定，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)的效果；3）便于與其他構(gòu)件進(jìn)行連接，盡量能構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造省工，取材方便。2、計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞軸的整體穩(wěn)定時(shí)，為什么采用換算長(zhǎng)細(xì)比？答： 對(duì)于格構(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，通常采用換算長(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。3、簡(jiǎn)述實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)步驟？答：（1）假定構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比入，求出需要的截面面積Ao（ 2）計(jì)算

11、兩個(gè)主軸所需要的回轉(zhuǎn)半徑（3）由計(jì)算的截面面積A 和兩個(gè)主回轉(zhuǎn)半徑優(yōu)先選用型鋼。（ 4）由所需要的A、 h、 b 等，以及同時(shí)考慮構(gòu)造要求、局部穩(wěn)定以及鋼材規(guī)格等，確定截面的初選尺寸。（ 5）構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度驗(yàn)算4、鋼梁腹板計(jì)算高度如何取值？答： （ 1）軋制型鋼梁，為腹板在與上下翼緣相交接處兩內(nèi)弧起點(diǎn)間的距離；（ 2）焊接組合梁，為腹板高度；（ 3）鉚接組合梁，為上下翼緣與腹板連接的鉚釘（或高強(qiáng)螺栓）線間最近距離。四、計(jì)算題1）驗(yàn)算支柱的剛度先計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比x l0x /ix, y l0y/iyx ， y 剛度滿足要求。2）驗(yàn)算此支柱的整體穩(wěn)定a 類截面的整體穩(wěn)定系數(shù)表與b 類截面的整體穩(wěn)定

12、系數(shù)表中可以計(jì) 算出x, y；取min進(jìn)行整體穩(wěn)定性驗(yàn)算：N ( A) f整體穩(wěn)定性滿足要求。作業(yè)四一、單項(xiàng)選擇題1、D 2、D 3、B 4、D 5、D 6、7、D 8、C 9、10、A 11、C 12、C 13、A 14、D 15、A 16、A17、A 18、A 19、C 20、B二、判斷題1、V 2、X3、4、V5、V6、V 7、V 8、V9、義10、X三、簡(jiǎn)答題1、什么是梁的整體失穩(wěn)現(xiàn)象？答：梁主要用于承受彎矩，為了充分發(fā)揮材料的強(qiáng)度，其截面通常設(shè)計(jì)成高而窄 的形式。荷載作用在最大剛度平面內(nèi)。當(dāng)荷載較小時(shí)，僅在彎矩作用平面內(nèi)彎曲； 當(dāng)荷載增大到某一數(shù)值后，梁在彎矩作用平面彎曲同時(shí)，將突然

13、發(fā)生側(cè)向彎曲和 扭轉(zhuǎn)，并喪失繼續(xù)承載的能力，這種現(xiàn)象稱為梁的彎扭屈曲或整體失穩(wěn)。2、根據(jù)彈性穩(wěn)定理論確定框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)，都做了哪些假定？答：(1)框架只承受作用于節(jié)點(diǎn)的豎向荷載，忽略橫梁荷載和水平荷載產(chǎn)生梁端彎矩的影響；(2)所有框架柱同時(shí)喪失穩(wěn)定，即所有框架柱同時(shí)達(dá)到臨界荷載；(3)失穩(wěn)時(shí)橫梁兩端的轉(zhuǎn)角相等。3、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件截面選擇的具體步驟有哪些？答：(1)計(jì)算構(gòu)件的內(nèi)力設(shè)計(jì)值；即彎矩設(shè)計(jì)值MX、軸心壓力設(shè)計(jì)值N和剪力設(shè)計(jì)值V:(2)選擇截面形式；(3)確定鋼材及強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；(4)確定彎矩作用平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度；(5)根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或已有資料初選截面尺寸；(6)對(duì)初選截面進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算

14、、剛度驗(yàn)算、彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、 彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算和局部穩(wěn)定性驗(yàn)算，如驗(yàn)算不滿足要求，則對(duì)初選截面進(jìn)行調(diào)整，重新計(jì)算，直至滿足要求。4、為什么要在桁架組成的屋蓋結(jié)構(gòu)中設(shè)置支撐系統(tǒng)，支撐系統(tǒng)具體作用體現(xiàn)在 哪些方面？答：屋架在其自身平面內(nèi)為幾何形狀不變體系并具有較大的剛度，能承受屋架平面內(nèi)的各種荷載。但是，平面屋架本身在垂直于屋架平面的側(cè)向(屋架平面外) 剛度和穩(wěn)定性則很差，不能承受水平荷載。因此，為使屋架結(jié)構(gòu)有足夠的空間剛 度和穩(wěn)定性，必須在屋架間設(shè)置支撐系統(tǒng)。保證結(jié)構(gòu)的空間整體作用；避免壓桿側(cè)向失穩(wěn)，防止拉桿產(chǎn)生過大的振動(dòng)承擔(dān)和傳遞水平荷載保證結(jié)構(gòu)安裝時(shí)的穩(wěn)定與方便。四、計(jì)算題解：(1)計(jì)算總彎矩梁自重產(chǎn)生的彎矩為：12Mi 517 1.2 627978N m外荷載在跨中產(chǎn)生的最大彎矩為：12M2 29700 1.2