鋼結(jié)構(gòu)原理與設(shè)計(jì)作業(yè)--土木工程

1、。2018年2月，鋼結(jié)構(gòu)理論與設(shè)計(jì)工作發(fā)布1.簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。2.簡(jiǎn)述橫向焊接殘余應(yīng)力的原因。3.簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。4.影響鋼材性能的主要因素是什么？5.鋼結(jié)構(gòu)的材料要求是什么？6.簡(jiǎn)述塑性和韌性的定義及其區(qū)別。7.鋼材拉伸時(shí)脆性破壞的特征是什么？8.影響鋼的脆性斷裂的因素是什么？9.什么是光束的不穩(wěn)定性？影響橫梁整體穩(wěn)定性的主要因素是什么？10.簡(jiǎn)述受拉鋼的塑性破壞特征。11.列出防止鋼脆斷的措施。12.簡(jiǎn)述焊接連接的優(yōu)點(diǎn)。操作要求：1.選擇至少8個(gè)主題并上傳到系統(tǒng)中；2.要求不能復(fù)制，同一個(gè)人全部處理得0分；3.根據(jù)系統(tǒng)要求的時(shí)間提交。逾期系統(tǒng)關(guān)閉，不能提交，作業(yè)分?jǐn)?shù)為0。鋼結(jié)構(gòu)原理

2、及設(shè)計(jì)操作1.簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)。答：鋼結(jié)構(gòu)的主要特點(diǎn)是：鋼結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高、重量輕；塑性和韌性好，適合承受沖擊載荷；鋼材接近各向同性，計(jì)算結(jié)果與實(shí)際基本一致；(4)鋼結(jié)構(gòu)易于制造，易于工業(yè)化生產(chǎn)，施工安裝周期短；鋼結(jié)構(gòu)耐熱性好，但耐火性和耐腐蝕性差。2.簡(jiǎn)述橫向焊接殘余應(yīng)力的原因。答：橫向焊接殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因是：焊接接頭局部加熱不均勻；焊縫金屬的熱脹冷縮；焊接接頭的顯微組織變化；(4)焊接變形受焊接接頭剛度的限制。3.簡(jiǎn)述鋼結(jié)構(gòu)的應(yīng)用范圍。答：鋼結(jié)構(gòu)主要用于工業(yè)廠房、大跨度結(jié)構(gòu)、高層結(jié)構(gòu)、多層民用建筑、高動(dòng)載荷和抗震要求的結(jié)構(gòu)、板殼結(jié)構(gòu)、可拆卸結(jié)構(gòu)、輕鋼結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土組合結(jié)構(gòu)等。4.影響鋼材性能

3、的主要因素是什么？答：影響鋼材性能的主要因素有：化學(xué)成分；熔煉缺陷；鋼的硬化；溫度。5.鋼結(jié)構(gòu)的材料要求是什么？答：較高的強(qiáng)度(抗拉強(qiáng)度f(wàn)u和屈服點(diǎn)fy)足夠的變形能力(塑性和韌性)良好的工藝性能(冷加工、熱加工和焊接性)(4)根據(jù)具體工件的結(jié)構(gòu)條件，有時(shí)還要求鋼材適應(yīng)低溫，高溫和腐蝕性環(huán)境。6.簡(jiǎn)述塑性和韌性的定義及其區(qū)別。答：塑性指的是一種材料在外力作用下穩(wěn)定永久變形而不破壞其完整性的能力。韌性是指材料在塑性變形和斷裂過(guò)程中吸收能量的能力。韌性越好，脆性斷裂的可能性越小。韌性是指承受應(yīng)力時(shí)的抗斷裂性，它被定義為材料在斷裂前所能吸收的能量與體積之比。塑性是反映材料塑性變形的能力，而韌性是抵抗

4、裂紋產(chǎn)生和擴(kuò)展的能力。它們是不同的概念，但它們似乎是密切相關(guān)和積極相關(guān)的。材料的拉伸斷裂韌窩深且大，表明塑性良好。7.鋼材拉伸時(shí)脆性破壞的特征是什么？答：脆性破壞的特點(diǎn)是鋼材斷裂時(shí)沒(méi)有明顯的變形跡象，斷口平整光亮。鋼的脆性破壞可以通過(guò)拉伸破壞試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證，該試驗(yàn)使用的試樣比標(biāo)準(zhǔn)圓棒試樣厚，并且在其中間有一個(gè)小凹槽(凹槽處的凈橫截面積與標(biāo)準(zhǔn)圓棒相同)。因?yàn)榇嘈云茐氖峭蝗坏暮筒豢深A(yù)測(cè)的，它比塑性破壞危險(xiǎn)得多。在鋼結(jié)構(gòu)工程的設(shè)計(jì)、施工和安裝中，應(yīng)采取相應(yīng)的措施加以避免。8.影響鋼的脆性斷裂的因素是什么？回答：影響鋼的脆性斷裂的因素是鋼的質(zhì)量；鋼板厚度答：在荷載的作用下，雖然梁截面的正應(yīng)力低于鋼材的強(qiáng)度

5、，但其變形會(huì)突然離開(kāi)原來(lái)的彎曲平面，同時(shí)會(huì)發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，這稱為梁的整體失穩(wěn)。影響梁整體穩(wěn)定性的主要因素有：橫向彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、抗屈曲剛度、橫向支撐點(diǎn)之間的距離、梁的截面形式、橫向荷載的形式、作用在截面上的位置等。10.簡(jiǎn)述受拉鋼的塑性破壞特征。答：塑性破壞的主要特征是塑性破壞前有較大的塑性變形，鋼材表面經(jīng)常出現(xiàn)明顯的垂直和交錯(cuò)的銹皮線。由于塑性變形總是發(fā)生在塑性破壞之前，而且變形持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，很容易被發(fā)現(xiàn)和修復(fù)，所以不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的后果。11.列出防止鋼脆斷的措施。答：為了防止鋼的脆性斷裂，我們可以從以下幾個(gè)方面入手：裂縫。當(dāng)焊接結(jié)構(gòu)厚度較大(大于25毫米)時(shí)，如果含碳量較高，連接處內(nèi)部

6、有約束，焊縫形狀不合適，或冷卻過(guò)快，焊后可能出現(xiàn)裂紋，導(dǎo)致斷裂損壞。為了解決這一問(wèn)題，將碳控制在0.22%左右，并在焊接過(guò)程中增加預(yù)熱措施，減緩焊縫速度，從而解決了斷裂問(wèn)題。當(dāng)焊縫冷卻時(shí)，收縮受到抑制，這可能導(dǎo)致焊縫開(kāi)裂。措施如下：在兩塊板之間墊一根軟鋼絲，留出空隙，這樣焊縫就有收縮的空間，不會(huì)出現(xiàn)裂紋。使角焊縫表面凹陷有利于消除應(yīng)力集中。凹面焊縫比凸面焊縫焊后更容易開(kāi)裂，因?yàn)榘济婧缚p表面有較大的收縮和拉應(yīng)力，焊縫厚度在截面45處最小。凸接頭表面上的張力不大，但是截面45增強(qiáng)了，這要好得多。在凹焊縫開(kāi)裂的情況下，凸焊縫將不再開(kāi)裂。壓力。在研究斷裂問(wèn)題時(shí)，應(yīng)力是部件的實(shí)際應(yīng)力，它不僅與載荷有關(guān)，

7、還與結(jié)構(gòu)形狀和焊接條件有關(guān)。幾何形狀和尺寸的突然變化會(huì)導(dǎo)致應(yīng)力集中并增加局部應(yīng)力，這是最危險(xiǎn)的脆性破壞。焊接過(guò)程引起的部件中的殘余拉應(yīng)力也是不利的。因此，避免焊縫過(guò)于集中和截面突變將有助于防止脆性斷裂。材料選擇。為了防止脆性斷裂，結(jié)構(gòu)的材料應(yīng)具有一定的韌性。材料斷裂時(shí)吸收的能量與溫度密切相關(guān)。吸收的能量可分為三個(gè)區(qū)域，即變形是塑性的、彈塑性的和彈性的。要求材料的韌性不低于彈性，以避免完全脆性斷裂，不一定要高于彈性和塑性。對(duì)鋼材的要求太高，這將不可避免地增加成本。鋼的厚度也影響它的韌性。厚鋼板的韌性低于薄鋼板。結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)。脆性斷裂的原因是與焊縫相交的結(jié)構(gòu)間隙或相當(dāng)于結(jié)構(gòu)間隙的不完全焊縫的存在。結(jié)構(gòu)焊縫相當(dāng)于長(zhǎng)而窄的裂紋，這導(dǎo)致高應(yīng)力集中，而焊縫導(dǎo)致高殘余拉應(yīng)力，并由于熱塑性變形導(dǎo)致附近的金屬時(shí)效硬化，從而改善脆性。低溫區(qū)域的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)應(yīng)確保焊縫熔透。因此