西南大2014秋钢结构钢结构设计简答题答案

四、简答题

1、钢结构用钢材机械性能指标有哪些?承重结构的钢材至少应保证哪几项指标满足要求?

答:钢材机械性能指标有:抗拉强度、伸长率、屈服点、冷弯性能、冲击韧性;承重结构的钢材应保证下列三项指标合格:抗拉强度、伸长率、屈服点。

2、钢结构的承载能力极限状态包括以下哪几个方面?

答:钢结构的承载能力极限状态包括以下六个方面:(1)整个结构或其一部分作为刚体失去平衡(如倾覆);

(2)结构构件或连接因材料强度被超过而破坏;

(3)结构转变为机动体系(倒塌);

(4)结构或构件丧失稳定(屈曲等);

(5)结构出现过度的塑性变形,而不适于继续承载;

(6)在重复荷载作用下构件疲劳断裂。

3、简述钢结构的建造过程及其初始缺陷。

答:钢结构的建造过程是由工厂加工制造和工地安装两个过程组成。工厂加工制造:原材料的验收,放养和下料,冷热加工,必要的矫正,除锈和涂漆;工地安装:拼装子结构,吊装,临时固定,调整各部分的相对位臵最后固定。

初始缺陷:几何缺陷(初弯曲、初偏心等)和力学缺陷(弹性模量、极限强度等力学参数的非均匀性,残余应力等)。

4、疲劳破坏的含义及特征是什么?

答:疲劳破坏是指循环荷载反复作用下,经历一定时间的损伤积累,构件和连接部位出现裂纹、最后断裂的现象。疲劳破坏的特征是:在循环荷载作用下,结构或构件在低于抗拉强度,甚至低于屈服强度的应力状态断裂,疲劳断裂常呈脆性破坏。

5、某钢材强屈比为1.15,利用该钢材制作轴心受力构件。试问在进行强度设计时,可否只用公式N/An≤fd进行验算?为什么?式中N为轴力,An为净截面面积,fd为钢材强度设计值。

答:不可以,强度验算包括毛截面强度验算N/A≤fd和净截面强度验算N/An≤fud两部分,当钢筋强屈比大于1.25可简化按N/An≤fd,强屈比小于1.25时还能进行两部分验算。

6、格构柱绕虚轴的稳定设计为什么要采用换算长细比?

答:格构式轴心受压柱当绕虚轴失稳时,剪力主要由缀材分担,柱的剪切变形较大,剪力造成的附加挠曲影响不能忽略,故对虚轴的失稳计算,常以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响,加大后的长细比称为换算长细比。

7、对于重要的受拉或受弯的焊接结构,需要具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷、碳含量,冷弯试验的合格保证,为什么还需要具有常温冲击韧性的合格保证?

答:重要的受拉或受弯焊接结构由于焊接残余应力δr 的存在,往往出现多向拉应力场,因而有发生脆性破坏的较大危险。同时对受拉、受弯的焊接构件与受压(含压弯)构件的受力状态不同,导致对缺陷反映速度不同,受拉,受弯构件反映速度快,对钢材质量要求较高。因此对这类构件要求有常温冲击韧性的合格保证。

8、在选用钢材时应考虑哪些因素?

答:结构的重要性、荷载情况、连接方法、结构所处的温度和环境、钢材厚度。

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