水工钢结构问答题

1、钢结构的特点？
答：①钢结构自重较轻②钢结构的可靠性较高③钢材的抗震性、抗冲性较好④钢结构制造的工艺化程度较高⑤钢结构可以准备快速的装配⑥容易做成密封结构⑦钢结构极易腐蚀⑧钢结构耐火性差
2、钢结构在水工中的应用有哪些？
答：①活动式结构②装拆式结构③板结构④高耸结构⑤大跨度结构⑥海工钢结构
3、截面选择的具体步骤是？
答：①选择梁高h和腹板高度h0 ②选择腹板厚度hw ③选择翼缘尺寸b1和t1 ④梁的强度、整体稳定和挠度的验算。

4、闸门的类型有哪些？
答：按功用分为：工作闸门、事故闸门、检修闸门和施工闸门
按闸门空口的位置分：露顶闸门、潜孔闸门
按闸门结构形式分为：平面闸门、弧形闸门及船闸上常采用的人字形闸门
5、平面闸门结构布置的主要内容有哪些？
答：确定闸门上需要的构件，每种构件需要的数目以及确定每个构件所在的位置。

①主梁的布置②梁格的布置③梁格连接形式④边梁的布置
6、平面闸门门叶结构组成又哪些？
答：面板、梁格、横向和纵向连接系（即横向和纵向支撑）、行走支承（滚轮或滑块）以及止水等部件组成。

①边梁、②主轮、③面板顶梁、④水平次梁、⑤横向隔板、⑥纵向连接系、⑦主梁、⑧吊耳
1.焊接连接有哪些缺点？
1. 缺点是由于焊接连接处局部受高温，在热影响区形成的材质较差，冷却又很快，再加上热影响区的不均匀收缩，易使焊件产生焊接残余应力以及残余变形，甚至可能造成裂缝，导致脆性破坏对结构工作产生不利影响。

2.在桁架体系中，支撑有哪些主要作用？
2. （1）保证桁架结构的空间几何稳定性，即几何形状不变。

（2）保证桁架结构的空间刚度和空间整体性。

（3）为桁架弦杆提供必要的侧向支撑点。

（4）承受并传递水平荷载。

（5）保证结构安装时的稳定且便于安装。

3.系杆的布置原则是什么？
3. 在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆；屋脊节点及主要支撑点处需设置刚性系杆，天窗侧柱处及下弦跨中附近设置柔性系杆，当屋架横向支撑设在端部第二柱间时，则第一柱间所有系杆均应为刚性系杆。

4.简述钢梁整体失稳的概念。

4. 钢梁截面一般都设计成高而窄且壁厚较薄的开口截面，以获得弯矩作用平面内较大的抗弯承载力和抗弯刚度，但抗扭和侧向抗弯能力较差。

如工字形截面梁，弯矩作用在其最大刚度平面内，当弯矩逐渐增加使梁受压，翼缘的最大弯曲应力达到某一数值时，梁在很小的侧向干扰力作用下，会突然向刚度较小的侧向弯曲，并伴有扭矩而破坏，这种现象称为整体失稳。

5.减小或消除焊接变形有哪些措施？
5. （1）反变形法即在施焊前预留适当的收缩量和根据制造经验预先造成相反方向和适当大小的变形来抵消焊后变形；（2）采用合理的焊接和装配顺序控制变形也十分有效；（3）焊接变形的矫正方法，以机械矫正和局部火焰加热矫正较为常用。

1.为什么选择屈服点作为建筑钢材静力强度承载力极限的依据？
1. （1）钢材屈服后，塑性变形很大，从屈服到断裂的塑性变形约等于弹性变形的200倍，这样大的塑性变形已使结构失去正常使用功能而达到极限状态，因而无法利用强化阶段。

（2）屈服后塑性变形很大，险情极易被察觉，可以及时采取适当补救措施，以免突然发生破坏。

（3）抗拉强度和屈服点的比值较大，成为结构极大的后背强度，符合结构多级抗震设防的准则，使钢结构从来不会发生真正的塑性破坏。

2.实腹式轴心受压柱有哪些设计原则？
2. （1）截面面积的分布应尽量远离主轴线，以增大截面的惯性矩和回转半径，从而提高柱的整体稳定性和刚度；（2）使两个轴方向的稳定性相等；（3）构造简单，便于制作；（4）便于与其他构件连接；（5）选用便于供应的钢材规格。

3.简述平面钢闸门主梁设计的特点。

3. 当主梁所承受的最大弯矩值不超过500kNm时，可考虑使用型钢作为主梁。

若型钢强度不足，可在其上翼缘加焊扁钢予以加强。

采用型钢可以简化制造，降低成本。

当型钢不能满足要求时，可采用由钢板焊接而成的主梁组合梁。

当跨度较大时，采用变截面组合梁较为经济合理。

4.说明格构式压弯构件的设计步骤。

4. （1）初选截面尺寸；（2）计算截面的几何特征；（3）刚度验算；（4）弯矩作用平面内的整体稳定验算；（5）分肢稳定验算；（6）缀材设计。

5.梁的支座构造应满足什么原则？
5. （1）支座与墩台间应有足够的承压面积；（2）尽可能使反力通过支座中心，承压应力分布比较均匀；（3）对于简支梁，特别是大跨度梁，应保证梁沿纵向移动的可能，减少因温度变化梁胀缩时产生的附加压力。

1、角焊缝有哪些主要的构造要求 为什么设置这些要求 请简述其原因 答案 角焊缝的主要尺寸是焊脚尺寸hf和焊缝计算长度lw,他们应该满足下列构造要求。

(1)考虑起弧和灭弧的弧坑影响 每条焊缝的计算长度lw,取其实际长度减去2hf; (2)最小焊脚尺寸hf≧1.5maxt,其中tmax较厚焊件厚度 若焊缝hf过小 而焊件过厚时 则焊缝冷却过快 焊缝金属易产生淬硬组织 降低塑性 3、最大焊脚尺寸hf≦1.2tmin 其中tmin薄焊件厚度 若焊缝hf过大 易使母材形成过烧现象 同时也会产生过大的焊接应力 使焊件翘曲变形 4、最小焊缝计算长度lw,≧40mm 及8hf是为了避免焊缝横向收缩时 引起板件拱曲太大 5、最大侧焊缝计算长度lw,≦60hf 由外力在侧焊缝内引起的剪应力 在弹性阶段沿侧焊缝长度方向的分布是不均匀的 为避免端部先坏 应加以上限制 6、在端焊缝的搭接连接中 搭接长度不小于5tmin及25mm 是为了减少收缩应力以及因传力偏心在板件中产生的次应力 7、在次要构建或次要焊缝中 由于焊缝受力很小 采用连续焊缝其计算厚度小于最小容许厚度时 可改为采用间断焊缝 避免局部凸曲而对受力不利和潮气侵入引起锈蚀。

3、焊接组合梁的设计包括哪几项内容 答案；①首先根据梁的跨度与荷载求得的最大弯矩与最大剪力以及强度、刚度、稳定与节省钢材等要求 来选择经济合理的截面尺寸 有事可以在弯矩较小处减小梁的截面 ②计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝 ③验算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋④设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接⑤绘制施工详图。

4、图中所示为一平面钢闸门门叶结构示意图 请分别指明图中的序号所对应的构件名称 答案；面板、顶梁、水平次梁、横向隔板、吊耳、主梁、纵向连接系、主轮、边梁
5、在选定结构所需的钢材种类时 应考虑结构结构的哪些特点 答案；结合么钱钢铁生产实际情况 努力做到即使结构安全可靠 又要尽力节约钢材 降低造价选用时注意以下几点 1、结构所承载特性 2、结构类型及重要性3、连接的方法 4、结构的工作温度和所处的环境。

6、加劲肋在钢梁设计中的作用是什么 有哪些类型 在钢梁设计中必要时 为什么增设加劲肋而不直接加大腹板厚度 答；作用是提高局部稳定性 有横向加劲肋和纵向加劲肋 因为钢结构设计中要求采用薄板 如果加大腹板厚度是不经济的。

7、翼钢结构连接和轴心受压构件的设计为例 阐述等稳定原则在钢结构设计中的具体应用。

答；在焊接连接中 要求焊缝截面强度不能高于母材截面强度 在螺栓连接设计中 螺栓连接强度和拼接板强度和母材强度匹配等 这些体现出等稳定设计的概念 在受压构件设计中 要求两个方向的稳定性接近相等 这也是等稳定原则的体现。

8、当采用平面桁架作为屋卖弄承重体系时 为什么要设置屋架支撑 支撑的作用是什么 答；平面桁架在平面外刚度很小 容易发生侧向倾斜。

作用为 保证桁架体系的空间几何稳定性 提供弦杆的侧向支撑点 提高侧向刚度及稳定性 使结构具有空间整体作用 保证结构安装时的稳定与方便。

9、简述钢材的一次单项拉伸试验中 随着荷载的增加 钢的工作大致可以分为哪几个阶段 在试验测得的应力应变曲线图可以显示哪几项机械性能指标 答 钢的工作大致可以分为 弹性阶段、弹塑阶段、塑性阶段、自强和破坏阶段应力应变曲线图可以显示的机械性能指标 比例极限 屈服点 屈服强度 抗拉强度。

10、普通螺栓与高强度螺栓在受力特性方面有什么区别 答；两者受力主要区别是；普通螺栓连接的螺母拧紧的预拉力很小 受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。

高强度螺栓是靠凝紧螺母 对螺杆施加强大而受控制的预拉力 使连接构件夹紧而是搂面的摩擦阻力来承受连接内力。

11、整体稳定临界应力受哪几个因素的影响 如何提高和保证钢梁的整体稳定性 答 影响整体稳定临界应力的因素有 受压翼缘的自由长度 梁截面的侧向抗弯刚度以及抗扭刚度 提高和保证钢梁整体稳定性的措施 设置纵向联接或称纵向支撑以减小受压翼缘的自由长度或适当加大受压翼缘的宽度。

12、简述平面闸门结构布置主要有哪些内容
答结构布置的主要内容 主梁的布置 包括主梁的数目和位置 梁格的布置 梁格联接形式 边梁的布置。

13、钢结构在水利工程的合理应用范围有哪些
答1、活动式结构 2、可拆卸或移动的结构 3、高耸结构 4、板结构 5、大跨度结构 6、海工钢结构
14、为什么说梁高的选择是梁截面选择中的关键 最小梁高和经济梁高根据什么条件和要求确定的 答；梁高的选择是梁截面选择中的关键 因为截面各部分尺寸都将随梁高二改变。

最小梁高是根据刚度条件而定的 使组合梁在充分利用钢材强度前提下或满足梁的刚度现行规格。

再设计中一般选择梁高比经济高校10%--20% 单不得校友最小梁
高。

15、简述轴心受压实腹式构件的截面选择步骤 答；轴心受压实腹式构件截面选择步骤 假定长细比 根据假定长细比和等稳定条件初步稳定A、b1和h 试选翼缘厚。