西南交大(钢结构a-离线作业)

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2015—2016年第1学期离线作业科目：钢结构A姓名：XX学号：XX专业：土木工程（工民建）西南交通大学远程与继续教育学院直属学习中心 钢结构A1次作业（主观题）四、主观题(共33道小题)32. 说明压弯构件整体稳定计算中βmax是什么系数，它的物理意义是什么？答：压弯构件整体稳定计算中βmax是计算弯矩作用平面内稳定时的等效弯矩系数，它的物理意义是把各种荷载作用的弯矩分布形式转化为均匀受弯来对待。33. 偏心受压柱的刚接柱脚传递哪些内力？答：偏心受压柱的刚接柱脚传递轴力和弯矩34. 写出工字型截面压弯构件腹板高厚比应满足的公式答：35. 写出实腹式压弯构件弯矩作用平面外的稳定计算公式答：36.  答：37. 和其他材料的结构相比，钢结构有何特点？答：1.材料强度高、重量轻2.钢材材质均匀、可靠性高3.钢材的塑性和韧性好4.工业化程度高5.钢材具有可焊接性6．密封性好7．耐热性较好、耐火性差8.耐锈蚀性差38. 什么叫钢梁丧失整体稳定？答：当弯矩增大使受压翼缘的最大弯曲压应力达到某一数值时，钢梁会在偶然的很小的横向干扰力下 突然向刚度较小的侧向发生弯曲，同时伴随发生扭转；这时即使除去横向干扰力，侧向弯扭变形也不再消失，如弯矩再稍增大，则弯扭变形随即迅速增大，从而使钢梁失去承载能力。这种因弯矩超过临界限值而使钢梁从稳定平衡状态转变为不稳定平衡状态并发生侧向弯曲扭转的现象称为钢梁丧失整体稳定。39. 在钢梁设计中为何只考虑截面部分发展塑性答：在计算梁的抗弯强度时，不考虑截面塑性发展是浪费钢材的。但若按截面形成塑性铰来设计则可能使梁的挠度过大，受压翼缘过早失去局部稳定。因此，钢结构设计规范规定，在一定条件下有限地利用钢材的塑性性能。40. 规范对焊接组合梁腹板加劲肋的布置有哪些要求?答：：41. 梁的设计内容有哪些？答：钢梁设计内容主要包括强度、刚度、整体稳定和局部稳定四个方面。钢结构A2次作业（主观题）四、主观题(共10道小题)32. 影响梁弯扭屈曲临界弯矩的因素有哪些？答：影响梁整体稳定的主要因素有：（一）梁的截面形状和尺寸，即梁的侧向抗弯刚度EIy、抗扭刚度GIt越大，临界弯矩Mcr越大；（二）荷载的种类和荷载作用位置。荷载产生的弯矩图越饱满(接近纯弯曲时的弯矩图),临界弯矩Mcr越小,纯弯曲时的Mcr越最小；荷载作用于下翼缘比作用于上翼缘梁的临界弯矩Mcr大；（三）梁受压翼缘的自由长度l1越大，临界弯矩Mcr越小。33. 某工作平台梁的次梁两端简支于主梁上，计算跨度6m，承受均布静力荷载标准值40kN/m，设计值51kN/m（以上均包括梁自重），其钢材为Q235-A.F，f=215N/mm2，fv=125N/mm2，梁截面初选I40a(Ix=21720cm4，Wx=1090cm3，Ix/Sx=34.1cm，腹板厚tw=10.5mm)，试验算其强度和刚度。（[ω/l]=1/250） 答：34. 为什么轴心受压构件强度问题按净截面计算，稳定问题按毛截面计算？答：（1）强度问题研究构件一个最不利点的应力或一个最不利截面的内力极限值，它与材料的强度极限（或钢材的屈服强度）、截面大小有关。稳定问题研究构件（或结构）受荷变形后平衡状态的属性及相应的临界荷载，它与构件（或结构）的变形有关，即与构件（或结构）的整体刚度有关。所以，强度问题均按净截面计算，稳定问题均按毛截面计算（因为构件局部削弱对其变形或整体刚度影响不大）。35. 影响实际轴心受压构件稳定承载力的因素有哪些？答：实际轴心受压构件的稳定承载力除了上述截面残余应力、构件初弯曲有影响外，构件的初偏心、构件端部的约束条件等都有影响。36. 设计轴心受压构件时应满足哪些方面要求。答：强度、刚度、整体稳定和局部稳定37. 简述焊接格构式柱头组成及其传力过程和传力方式答：格构式柱柱头的传力过程和方式如下:38. 简述轴心受压柱铰接柱脚的组成及其传力方式。答：轴心受压柱铰接柱脚的组成和传力过程如下： 39. 格构式轴心受压构件的设计应考虑哪几个方面的要求答：强度、刚度、整体稳定、分肢稳定、缀材和连接设计。40.答： 41 答： 钢结构A3次作业（主观题）四、主观题(共10道小题)32.  答：33. 简述焊接连接的优缺点答：其优点是：构造简单，任何形式的构件都可直接相连；用料经济，不削弱截面；制作加工方便，既可手工施焊也可实现自动化操作；连接的密闭性好，结构刚度大，整体性较好。其缺点是：在焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使构件受力时变形增加、降低了构件的稳定性（例如，使受压构件承载力降低）；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，就容易扩展到整体，低温冷脆问题较为突出。34. 简述受剪普通螺栓连接在外力作用下的几种可能破坏形式，在设计中如何防止。答：抗剪螺栓连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有：(1)栓钉杆被剪断。；(2)较薄的连接板被 挤压破坏。(3)板被拉(压)坏。(4)板件端部被剪坏(5)螺栓杆受弯破坏。前三种破坏通过连接计算来保证；后两种型式的破坏，需要通过采取构造措施来加以避免。35. 简述焊接残余应力对结构性能有何影响答：（1）对结构构件静力强度的影响对在常温下工作并具有一定塑性的钢材，在静力荷载作用下，焊接残余应力是不会影响结构强度的。（2）对结构构件刚度的影响 构件上存在焊接残余应力会降低结构的刚度。对于轴心受压构件，焊接残余应力使其的挠曲刚度减小，从而降低了压杆的稳定承载力。（3）对结构构件其它方面的影响 焊接残余应力对结构的疲劳强度有明显的不利影响，增加了钢材在低温下的脆断倾向。36. 减少焊接应力和焊接变形的方法答：在设计方面，在满足构造要求的前提下，要尽量减少焊缝的数量和尺寸，采用适宜的焊脚尺寸和长度，搭接角焊缝宜采用细长焊缝，不用粗短焊缝，以避免焊接热量过于集中；焊缝尽可能对称布置，连接尽量平滑；避免焊缝过分集中或多方向焊缝相交于一点，以免相交处形成三向受拉应力状态，使材料变脆，为防止多方向焊缝相交，常采用使次要焊缝断开而主要焊缝连续通过的构造；搭接连接中不应只采用正面角焊缝传力；焊缝应布置在焊工便于施焊的位置，尽量避免仰焊。 在焊接工艺方面，应采用合理的焊接顺序和方向，例如，采用对称焊、分段焊、厚度方向分层焊等；应先焊收缩量较大的焊缝，后焊收缩量较小的焊缝，先焊错开的短缝，后焊通直的长缝，使其有较大的横向收缩余地；先焊使用时受力较大的主要焊缝，后焊受力较小的次要焊缝，这样可使受力较大的焊缝在焊接和冷却过程中有一定范围的伸缩余地，可减小焊接残余应力；采用反变形法，即施焊前使构件有一个与焊接残余变形相反的预变形，以减小最终的总变形；采用预热和后热措施，即旋焊前先将构件整体或局部预热至100~C～300℃，焊后保温一段时间，以减小焊接和冷却过程中温度的不均匀程度，从而降低焊接残余应力并减少发生裂纹的危险；采用高温回火(或称消除内应力退火)措施，在施焊后进行高温回火，即加热至600℃～650~C，保持一段时间恒温后缓慢冷却，对较小焊件可进行整体高温回火，由于加热已达钢材的热塑温度，可消除大部分残余应力，对较大焊件有时可对焊缝附近或残余应力较大部位附近进行局部高温回火，以减小焊接残余应力；用头部带小圆弧的小锤轻击焊缝，使焊缝得到延展，也可降低焊接残余应力。37. 简述摩擦型高强度抗剪螺栓与承压型高强度抗剪螺栓的传力特征有何不同？答：高强度螺栓按计算不同可分为两种：摩擦型和承压型，前者在受剪时只靠被连接板件间的强大摩擦阻力传力，以摩擦阻力刚被克服作为连接承载力的极限状态；后者在受剪时，允许克服摩擦力后产生滑移，以栓杆被剪坏或孔壁被压坏作为承载力的极限。摩擦型连接的剪切变形小，弹性性能好，施工较简单，可拆卸，耐疲劳，特别适用于承受动力荷载的结构。显然承压型高强度螺栓连接的承载力比摩擦型的高，可节约螺栓，但这种连接的剪切变形比摩擦型的大，所以只适用于承受静力荷载和对结构变形不敏感的结构中，不得用于直接承受动力荷载的结构中。38.  (所有图中未注明的尺寸单位均为mm)答：39.  (图中未注明的尺寸单位均为mm) 答：40.  (图中未注明的尺寸单位均为mm) 答：41.  (图中未注明的尺寸单位均为mm) 答： 钢结构A4次作业（主观题）四、主观题(共5道小题)35. 简述钢结构对钢材性能的要求有哪些？答：用作钢结构的钢材必须具有下列性能：1.较高的强度2.足够的变形能力3.良好的加工性能按以上要求，钢结构设计规范具体规定:承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服点和碳、硫、磷含量的合格保证；焊接结构尚应具有冷弯试验的合格保证；对某些承受动力荷载的结构以及重要的受拉或受弯的焊接结构尚应具有常温或负温冲击韧性的合格保证。36. 影响结构钢材力学性能的因素有哪些？答：化学成分、冶金缺陷、钢材的硬化、温度影响、应力集中、热处理、重复荷载。37. 选用钢材时应考虑哪些主要因素？答：（1）结构或构件的重要性；（2）荷载性质（静载或动载）；（3）连接方法（焊接、铆接或螺栓连接）；（4）应力特征（5）结构的工作温度（6）钢材厚度（7）环境条件(8)承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉Q235钢、Q345钢、Q390钢、Q420钢。38. 什么叫钢结构的疲劳破坏？影响疲劳破坏的因素有哪些？答：钢材经过多次循环反复荷载的作用，虽然平均应力低于抗拉强度甚至低于屈服点，也会发生断裂的现象叫疲劳破坏。影响疲劳强度的因素有：应力幅、构件或连接的细部构造和作用的循环次数有关。39. 什么叫塑性破坏，塑性破坏的特征是什么？答：塑性变形很大、经历时间又较长的破坏叫塑性破坏，也称延性破坏。塑性破坏的特征是构件应力超过屈服点，并达到抗拉极限强度后，构件产生明显的变形并断裂。它是钢材晶粒中对角面上的剪应力值超过抵抗能力而引起晶粒相对滑移的结果。断口与作用力方向常成450，断口呈纤维状，色泽灰暗而不反光，有时还能看到滑移的痕迹。钢材的塑性破坏是由于剪应力超过晶粒抗剪能力而产生的。