钢结构期末复习资料整理
钢结构复习资料

钢结构复习资料总章:先懂得各种构件和连接的可能破坏方式和工作性能,然后掌握设计规范规定的计算方法。
第一章1、钢结构的特点:①强度高,重量轻。
②质地均匀,各向同性,抗震能力好。
③施工质量好,且工期短。
④密封性好。
⑤用螺栓连接的钢结构,可装拆,适于移动性结构⑥抗震性好⑤用螺栓连接的钢结构,可拆装,适用于移动性结构。
钢结构的缺点:①耐腐蚀性差②耐热但不耐火③存在稳定性问题④会产生脆性破坏3、钢结构的应用:①重型工业厂房②高层房屋钢结构③大跨度结构④高耸结构⑤因运输条件不利或施工期要求尽量缩短或施工现场场地受到限制等原因采用钢结构⑥密封性要求较高的板壳结构⑦需经常拆装和移动的各类起重运输设备和钻探设备第二章钢材的力学性能指标:屈服强度f y,抗拉强度f u,伸长率δ,冷弯性能,冲击韧性1、结构钢的主要机械性能①强度:fy 强度设计标准值,设计依据;fu钢材的最大承载强度。
②塑性:钢材产生塑性变形而不发生脆性断裂的能力,便于内力重分布,吸收能量。
③冷弯性能:在冷加工过程中产生塑性变形时,对产生裂纹的敏感性,是判别钢材塑性及冶金质量的综合指标。
④韧性-冲击韧性:钢材在一定温度下塑变及断裂过程中吸收能量的能力,用于表征钢材承受动力荷载的能力(动力指标),按常温(20°)、零温(0°)、负温(-20°、-40°)区分。
⑤可焊性:表征钢材焊接后具备良好焊接接头性能的能力-不产生裂纹,焊缝影响区材性满足有关要求。
2、试验(1)拉伸试验:①弹性变形阶段σ与ε成正比,符合胡克定律,为一条直线,为比例极限。
②弹塑性变形阶段曲线开始偏离直线,到达屈服点后荷载不增加而变形持续加大,发生了塑性流动,曲线接近一水平线,屈服点fy。
③塑性变形阶段曲线接近一水平线④应变硬化阶段曲线继续上升,即在增加应力情况下应变持续加大,但斜率逐渐减小。
⑤颈缩阶段试件发生颈缩,曲线开始下降,直到试件被拉断,最高点抗拉强度fu。
钢结构复习资料

钢结构复习资料1. 基础知识钢结构是一种主要使用钢材构成的建筑结构,具有高强度、高刚度、重量轻、工期短、可再利用等优点。
常用的钢材包括低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢等。
钢结构建筑的设计、施工、验收、维护需符合国家标准和规范的要求。
2. 材料特性低碳钢:塑性变形能力好,易于焊接和成型,但强度较低,适用于一些轻负荷的结构。
中碳钢:强度和硬度较高,但塑性差,易开裂,适用于一些负荷稍重的结构。
高碳钢:强度和硬度都非常高,但塑性差,易疲劳开裂,主要用于工具和刃具等。
合金钢:添加了一些合金元素,如铬、钼、镍等,提高了钢的性能,适用于高温、高压、高强度的工程。
3. 钢结构的形式常见的钢结构形式包括框架结构、筒体结构、网壳结构、悬索结构等。
框架结构是最常见的一种钢结构,通常应用于建筑物的柱、梁、框架和屋面等。
筒体结构则通常应用于高层建筑、厂房和水利工程等。
网壳结构则是一种轻质、高刚度、空间形态多样的新型结构。
悬索结构则常用于大跨度桥梁和建筑物的顶部等。
4. 钢结构的设计和施工钢结构的设计通常要考虑结构的承载能力、刚度、稳定性以及抗震、防火等特性。
施工时应注意施工安全、钢材加工应符合要求、焊接质量要可靠,防止钢结构受到过度的变形和损伤。
5. 钢结构的结构计算钢结构的结构计算通常会考虑荷载、支座、连接和材料等因素。
计算时应先确定结构的节点位置和节点数目,然后进行构件选型和设计,并进行静力计算、动力计算、疲劳寿命计算等。
6. 钢结构的检测和维护钢结构建筑经过一定时间的使用后,可能会出现一些问题,如腐蚀、疲劳、变形等。
因此,钢结构的检测和维护非常重要,可采用无损检测、结构健康监测等技术手段,及时发现和解决问题,保证结构的正常使用和寿命。
7. 钢结构的应用领域钢结构应用于各行各业,在建筑、电力、交通、石油、化工、航天等领域均有广泛应用。
常见的应用包括建筑物、大跨度桥梁、高速公路、立交桥、航空场、船舶等。
以上是钢结构复习资料的基本内容,希望能对学习和应用钢结构的人员有所帮助。
钢结构复习题期末复习题及答案

钢结构复习题期末复习题及答案【一】钢结构复习题及答案1. 以下哪个材料通常用作钢结构中的主要构件?答案:钢材2. 钢结构中常用的两种建筑形式是什么?答案:框架结构和桁架结构3. 钢结构中的什么构件可以用来承受屋面和地板的荷载?答案:梁4. 钢结构中的什么构件可以用来承受侧向荷载和地震力?答案:柱5. 钢结构中的什么构件可以用来承受风荷载?答案:框架结构的框架柱和桁架结构的斜杆6. 钢结构中通常通过什么方式连接构件?答案:焊接或螺栓连接7. 钢结构的主要优点有哪些?答案:具有较高的强度和刚度、重量轻、施工速度快、可重复利用8. 钢结构的主要缺点有哪些?答案:易受腐蚀、保温性能较差9. 钢结构在哪些领域应用广泛?答案:工业厂房、商业建筑、高层建筑、体育场馆、桥梁等10. 钢结构的设计、制造和施工需要符合哪些标准和规范?答案:国家钢结构设计规范、国家钢结构构件制造和施工质量验收规范等相关标准和规范。
【二】钢结构复习题答案解析1. 钢材通常用作钢结构中的主要构件,因为钢材具有较高的强度和刚度,能够承受较大的荷载。
2. 框架结构是由柱、梁和节点组成的,节点通常由焊接、螺栓连接等方式连接构件。
框架结构适用于建筑物的框架、屋面和地板的结构。
桁架结构由斜杆和节点组成,斜杆通常由焊接连接构件。
桁架结构适用于需要大空间覆盖且对重量要求较轻的建筑物。
3. 梁是钢结构中的主要构件之一,可以用来承受屋面和地板的荷载。
梁通常横跨在柱子之间,将屋面和地板的荷载传递给柱子。
4. 柱是钢结构中的主要构件之一,可以用来承受侧向荷载和地震力。
柱子通常直立于地面,将侧向荷载和地震力传递到地基。
5. 框架结构的框架柱和桁架结构的斜杆可以用来承受风荷载。
这些构件通常由焊接或螺栓连接到梁和柱上,形成一个稳定的结构来抵御风力。
6. 钢结构中通常通过焊接或螺栓连接构件。
焊接是将金属材料加热到熔化状态,并用熔化的材料连接两个或多个构件的方法。
螺栓连接是通过螺栓和螺母将构件连接在一起的方式。
钢结构复习资料

1:【钢结构的特点是什么,主要体系有哪些?】答:优点:1,强度高,塑性好和韧性好;2,材质均匀,工作可靠性高;3,制造简便,施工周期短,具有良好的装配性;4,有可焊性;5,具有不渗漏性,便于做成密闭结构;6,是绿色建筑,具备可持续发展的特性;6,抗震性好,耐热性好。
不足:耐腐蚀性差,耐热但不耐火,且价格较贵。
2:【目前我国钢结构主要应用在哪些方面?】答:1,单层厂房结构;2,大跨度结构;3,多层,高层结构;4,塔桅结构;5,桥梁结构;6,移动结构;7,轻型刚结构。
3:【比较钢结构的计算方法与其他结构计算方法的相同点与不同点】.答:以概率理论为基础、用分项系数表达的极限状态设计。
4:名词解释:【结构极限状态】:当结构或其组成超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态就称为该功能的极限状态。
【结构可靠度Pr】:结构在规定的时间内,在规定的条件下完成预定功能的概率。
【结构的失效率Pf】:Pr=1-Pf。
【可靠性指标】:荷载标准值、强度标准值、荷载设计值、强度设计值:6:【当前我国发展钢结构的技术政策是什么?】答:明确提出了要研究解决钢结构制造和现场施工中的电脑放样、切割、焊接、除锈。
涂漆等先进工艺和设备;发展药芯焊丝自动保护焊、自动半自动焊接设备、高强度螺栓电动扳手和先进的检测装置;间就开发张力结构和预应力等新型钢结构。
第二章1,【为什么说钢材的屈服点,抗拉强度和伸长率是建筑工程用刚的重要技术性能指标?】答:刚结构对材料性能的要求是多方面的,所用钢材不仅要求钢材强度高、弹性好、而且还要有一定的塑性、韧性、可焊性、冷弯性等。
钢材的屈服强度是衡量结构的承载能力和确定强度设计值的重要指标,抗拉强度是衡量钢材抵抗拉断的性能指标,且其不仅是一般强度指标,而且直接反应钢材内部组织的优劣,伸长率是衡量钢材塑性性能指标,钢材的塑性是在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力,伸长率愈大,塑性性能愈好。
钢结构复习题电子稿

钢结构设计原理期末复习题一、简答题1、简述钢结构对钢材的基本要求。
答:(1)有较高的强度(抗拉强度和屈服点);(2)有足够的变形能力(塑性和韧性);(3)有良好的工艺性能(冷加工、热加工和可焊性能);(4)根据结构的具体工作条件,有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
2、什么情况下会产生应力集中,应力集中对钢材性能有何影响?答:实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。
此时,构件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域产生局部高峰应力,在另外一些区域则应力降低,即产生应力集中形象。
在负温或动力荷载作用下应力集中的不利影响将十分突出,往往是引起脆性破坏的根源。
3、设计拉弯和压弯构件时应计算的内容?答:拉弯构件需要计算强度和刚度以限制长细比;压弯构件则需要计算强度、整体稳定(弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定)、局部稳定和刚度以限制长细比。
4、简述钢材的塑性破坏和脆性破坏答:塑性破坏是由于变形过大超过了材料或构件的应变能力而产生的,而且仅在构件的应力达到钢材的抗拉强度后才发生的,破坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点,断裂从应力集中处开始。
5、普通螺栓有哪几种可能的破坏形式?如何防止?答:普通螺栓抗剪连接达到极限承载力时,可能的破坏形式有四种:(1)栓杆被剪断;(2)螺栓承压破坏;(3)板件净截面被拉断;(4)端板被栓杆冲剪破坏。
第(1)和(2)两种破坏由螺栓计算来保证;第(3)种破坏形式采用构件强度验算来保证;第(4)种破坏由螺栓端距来保证。
6、什么是疲劳断裂?影响钢材疲劳强度的因素。
答:钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。
钢材的疲劳强度取决于构造状况(应力集中程度和残余应力)、作用的应力幅△σ、反复荷载的循环次数。
7、实腹式轴心受压构件进行截面选择时,应主要考虑的原则是什么?答:(l)面积的分布尽量展开以增加截面的惯性矩和回转半径,提高柱的整体稳定承载力和刚度;(2)两个主轴方向尽量等稳定以达到经济的效果;(3)便于与其他构件连接,尽可能构造简单,制造省工,取材方便。
《钢结构》课程综合复习资料(带完整过程和答案)

《钢结构》综合复习资料一、单项选择题1. 在构件发生断裂破坏前,有明显先兆的情况是的典型特征。
(A)脆性破坏 (B)塑性破坏 (C)强度破坏 (D)失稳破坏2. 当钢材具有较好的塑性时,焊接残余应力。
a、降低结构的静力强度。
b、提高结构的静力强度。
c、不影响结构的静力强度。
d、与外力引起的应力同号,将降低结构的静力强度。
3. 进行疲劳验算时,计算部分的设计应力幅应按。
(A)标准荷载计算 (B)设计荷载计算(C)考虑动力系数的标准荷载计算(D)考虑动力系数的设计荷载计算4. 当温度从常温下降为低温时,钢材的塑性和冲击韧性。
(A)升高 (B)下降 (C)不变 (D)升高不多5. 轴压铰接柱脚设计中,靴梁高度由所需的竖焊缝长度确定。
a、轴心压力b、弯矩c、剪力d、弯矩,剪力和轴力6. 钢材的设计强度是根据确定的。
(A)比例极限 (B)弹性极限 (C)屈服点 (D)极限强度7. 有两个材料分别为Q235和Q345钢的构件需焊接,采用手工电弧焊,采用E43焊条。
(A)不得 (B)可以 (C)不宜 (D)必须8. 下列论述中不正确的是项。
(A)强度和塑性都是钢材的重要指标 (B)钢材的强度指标比塑性指标更重要(C)工程上塑性指标主要用伸长率表示 (D)同种钢号中,薄板强度高于厚板强度9. 工字型组合截面受弯构件局部稳定验算时,翼缘与腹板宽厚比限值是根据导出的。
a 、整局cr cr <σσb 、整局cr cr σσ≥c 、y cr f ≤局σd 、y cr f ≥局σ10. 钢材的三项主要力学性能为: 。
(A)抗拉强度、屈服强度、伸长率 (B)抗拉强度、屈服强度、冷弯(C)抗拉强度、伸长率、冷弯 (D)屈服强度、伸长率、冷弯11.确定轴心受压实腹柱腹板和翼缘宽厚比限值的原则是( )A.等厚度原则B.等稳定原则C.等强度原则D.等刚度原则12.钢结构设计规范规定容许长细比可以大于150的受压构件为( )A.实腹柱B.格构柱的缀条C.桁架弦杆D.屋架支撑杆件13.经济梁高he,指的是( )A.用钢量最小时梁的截面高度B.挠度等于规范限值时梁的截面高度C.强度与稳定承载力相等时梁的截面高度D.腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度14.跨度l 为30m 的梯形屋架的起拱高度应为( )A.l/1000B.l/500C.l/100D.l/2015.普通钢屋架上弦杆在桁架平面内的计算长度系数为( )A.0.8B.0.9C.1.0D.2.016.压弯构件工字形截面腹板的局部稳定与腹板边缘的应力梯度max minmax 0σσ-σ=α有关,腹板稳定承载力最大时的α0值是( )A.0.0B.1.0C.1.6D.2.017.普通螺栓抗剪工作时,要求被连接构件的总厚度≤螺栓直径的5倍,是防止( )A.螺栓杆弯曲破坏B.螺栓杆剪切破坏C.构件端部冲剪破坏D.板件挤压破坏18.在动荷载作用下,侧面角焊缝的计算长度不宜大于( )A.40hfB.60hfC.80hfD.120hf19.发生弯扭屈曲的理想轴心受压构件截面形式为()A.双轴对称工字形截面B.单角钢截面C.H型钢截面D.箱形截面20.梁整体失稳的方式为()A.弯曲失稳B.剪切失稳C.扭转失稳D.弯扭失稳21.屋架上弦承受有较大节间荷载时,上弦杆合理的截面形式是()A.两等边角钢组成的T形截面B.两等边角钢组成的十字形截面C.两不等边角钢长边相连的T形截面D.两不等边角钢短边相连的T形截面22.在屋面重力荷载作用下,腹板垂直于屋面坡向设置的实腹式檩条为()A.双向变弯构件B.双向压弯构件C.单向受弯构件D.单向压弯构件二、填空题1. 钢材代号Q235的含义为。
钢结构期末复习资料

填空1.在确定实际轴心压杆的稳定承载力,应考虑构件的初始缺陷。
初始缺陷是指初弯曲、荷载偏心、残余应力。
2.钢结构中采用的各种板材和型钢,都是经过多次辊扎形成的,薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点高。
3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈曲。
4.钢梁进行刚度检算时,按结构的正常使用极限状态计算,荷载应按标准值计算;进行强度、稳定检算时,按结构承载能力极限状态计算,荷载应按设计值计算。
5.双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲;单轴对称截面的实腹式轴心压绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲,而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲。
6.对焊接板梁强度计算,除进行抗弯强度、抗剪强度计算外,还应检算局部稳定和整体稳定。
7.焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。
8.螺栓连接中,沿受力方向规定螺栓端距大于2d,是为了防止构件受剪破坏;要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍,为了防止板材弯曲变形。
9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数,目的是考虑部分截面塑性。
10.某钢种牌号为Q235-A,其中A的含义是质量较差,某型钢符号为∠110*10,其表示的含义为边长*厚度。
11.格构式轴心压杆中,对绕虚轴(x轴)整体稳定检算时应考虑剪切变形影响,以12.钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋,支撑加筋肋的端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算。
13.建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能,目前我国和世界上大多数国家,在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。
14.钢材的抗剪强度屈服点是抗拉强的的0.58倍。
15.使钢材在高温下变脆的化学元素是O、S,使钢材在低温下变脆的化学元素是N、P。
16为化简计算,规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳折算为等效常幅疲劳计算,等效应力幅σc采用潜在效应的等效系数αf和设计应力谱中的最大应力幅(⊿σ)max的乘积来表示。
钢结构复习资料

14、碳当量:衡量普通钢材中各元素对焊后母材的碳化效应的综合性能,当碳当 量小于某值时,在正常工艺操作下,其可焊性是好的。 15、钢材的抗腐蚀性能 16、钢材的破坏: 塑性破坏: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。便于发现和补救。 脆性破坏:脆性破坏在破坏前无明显变形,平均应力小,一般小于屈服点, 没有任何预兆,不便于发现和补救,应尽量避免。脆性断裂的条 件是应力强度因子大于断裂韧性。 17、防止钢材脆性断裂的措施有: 1 加强施焊工艺管理,避免施焊过程中产生裂纹、夹渣和气泡等。 2 焊缝不宜过分集中,施焊时不宜过强约束,避免产生过大的残余应力。 3 进行合理细部构造设计,避免产生集中应力。 4 选择合理的钢材,刚才化学成分与钢材抗脆断能力有关,含碳多的钢材, 抗脆断性能有所下降。 18、应力腐蚀断裂:在腐蚀介质中,虽然应力低于临界值,但是经过一段时间也 会出现脆性断裂,这种断裂称为应力腐蚀断裂或延迟断裂。 19、钢材的疲劳破坏:钢材在连续反复荷载作用下,应力虽然还低于极限强度, 甚至还低于屈服点,也会发生破坏,这种破坏称为疲劳破坏。钢材在疲劳破 坏之前没有明显变形,属于脆性破坏。 20、疲劳破坏过程分为三个阶段:裂纹的形成、裂纹缓慢扩展、最后迅速断裂。 21、疲劳破坏是由钢材内部结构不均匀(微小缺陷)和应力分布不均匀引起的。 22、钢材的疲劳强度与反复荷载的应力种类、应力循环形式、应力循环次数、应 力集中程度和残余应力等有直接关系。 23、应力比:应力循环中绝对值最小的峰值应力与绝对值最大的峰值应力之比, 若为正,称为同好应力循环,反之为异号应力循环。 24、应力幅:最大应力值与最小应力值之差(拉应力为正) 。 25、当应力循环的形式不变,钢材的弯时会发生局部失稳,应按利用屈曲后强度的设计方 法进行设计,因此称为超屈曲设计截面,也称纤细截面或薄柔截面。 10、结构在不发生整体失稳和局部失稳的条件下,内力将随荷载增加而增加,当 结构构件截面上的内力达到截面的承载力并使结构形成机构时,结构就丧失 承载力而破坏。这类破坏称为结构的强度破坏。 11、 结构的强度破坏都由受拉构件或受弯构件的强度破坏所引起,受压构件一般 都发生失稳破坏。 12、结构强度破坏时会产出现明显变形,易于采取措施,也称为塑性破坏或延性 破坏。 13、 事实上结构发生纯粹的强度破坏是很少的,因为在强度破坏过程中出现的明 显变形会改变结构的整体受力,使结构某些部位的受力偏离并超过预先计算 的数值从而产生其他类型的破坏。如失稳破坏等。 14、残余应力:钢结构构件在轧制、冷加工和焊接过程中都会在钢构件的截面上 产生的应力。 15、 在静荷载和塑性破坏情况下, 残余应力和应力集中现象并不会影响结构强度, 但残余应力对构件的失稳破坏、 脆性断裂破坏一击疲劳破坏等都有明显影响, 应力集中现象对构件的脆性断裂以及疲劳破坏等有极为不利的影响。 16、 受弯构件的强度破坏常以截面形成塑性铰为破坏标志,但由于钢材具有延性 特征,因此在超静定结构中,一个截面形成塑性铰并不标志结构丧失承载能 力,可以利用其延展性,使超静定结构在荷载作用下相继出现几个塑性铰直 至形成机构作为姐欧股承载能力的极限状态。这种设计中利用了塑性性能, 因此称为塑形设计。塑形设计就是利用内力塑性重分布已达到节约用钢的目 的。 17、 钢材总会存在缺陷, 所以在疲劳破坏过程中可以看做不存在裂纹形成这一阶 段,只有裂纹扩展和最后断裂两个阶段,裂纹扩展部分表面光滑,最后断裂 部分表面粗糙且呈颗粒状。 18、提高疲劳强度:在疲劳破坏循环次数给定的条件下,增加应力幅的值。 19、提高疲劳寿命:在应力幅值给定的情况下,增加疲劳破坏的循环次数。 20、提高疲劳寿命的措施:1 采取合理的构造细节设计,尽可能减少应力集中; 2 严格控制施工质量,减小初始裂纹尺寸;3 采取必要的工艺措施,减小应力
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
正常使用极限状态:指结构或构架达到正常使用或耐久性能的某项规定限值时的极限状态)。
5.结构可靠度Ps:结构在规定的时间内,在规定的条件下完成预定功能的概率。
第2章钢结构的材料
1.钢结构中所用钢材应具有哪些性能?①钢材应具有较高的屈服强度ƒy和抗拉强度ƒu:ƒy是衡量结构承载能力的指标,ƒy高则可减轻结构自重,节约钢材和降低造价。ƒu是衡量钢材经过较大变形后的抗拉能力,它直接反映钢材内部组织的优劣,同时ƒu高可以增加结构的安全储备。②较高的塑性和韧性:塑性和韧性好,结构在静载和动载作用下有足够的应变能力,既可减轻结构脆性破坏的倾向,又能通过较大的塑性变形调整局部应力,同时又具有较好的抵抗重复荷载作用的能力。③良好的工艺性能(包括冷加工、热加工和焊接性):良好的工艺性能不但要易于加工成各种形式的结构,而且不致因加工而对结构的强度、塑性、韧性等造成较大的不利影响。此外,根据结构的具体工作条件,有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
钢结构期末复习资料整理
———————————————————————————————— 作者:
———————————————————————————————— 日期:
ﻩ
钢结构期末复习资料整理
第1章绪论
1.钢结构和其他材料的结构相比,钢结构具有哪些特点?答:钢材的强度高,塑性和韧性好;钢结构的质量轻;钢材材质均匀,接近各向同性;钢结构制作简便,施工工期短;钢结构的密闭性好;钢结构的耐腐蚀性差,耐火性差;在低温和其他条件下可能发生脆性断裂。
14.钢材的种类:碳素结构钢;低合金高强度结构钢;优质碳素结构钢;建筑结构用钢板。(沸腾钢F,镇静钢Z,特殊镇静钢TZ)
15.钢材的选用原则:应使结构安全可靠和做到经济合理。
选择时要考虑的因素:结构的重要性;荷载情况;连接的方法;结构所处的温度和环境;钢材厚度。
16.钢材的规格:钢结构所用的钢材主要为热轧形成的板钢、型钢,以及冷弯成型的薄壁型钢。
2.钢结构在工程中的应用:工业厂房;大跨度结构;高耸结构;多层和高层建筑;承受荷载影响及地震作用的结构;板壳结构;其他特种结构;可拆卸或移动的结构;轻型钢结构;和混凝土组合成的组合结构。
3.结构的极限状态:当结构或其组成超过某一特定状态就不能满足设计规定的某一功能要求时,此特定状态就称为该功能的极限状态。
7.冷弯性能:指钢材在常温下加工发生塑性变形时,对产生裂纹的抵抗能力。①冷弯性能用冷弯试验来检测,检测时如果时间弯曲180度,无裂纹、断裂或分层,即试件冷弯合格。②制作结构构件和非结构构件的钢材的冷加工需要钢材有合格的冷弯性能。③钢材的强度、冲击韧性、塑性、冷弯性能统称为钢材的力学性能或机械性能。
8.影响钢材性能的主要因素有:化学成分;冶金缺陷;钢材硬化;温度影响;应力集中;反复荷载作用。
9.化学成分:硫可减低钢材的塑性、韧性、可焊性、抗锈蚀性。高温时使钢材变脆,即热脆。磷降低塑性、韧性、冷弯性能、可焊性。在低温时使钢材变脆,即冷脆。氮的作用和磷的一样,可使钢材冷脆。锰是一种脱氧剂,锰可以适当提高钢材的强度、能消除氧、硫而不降低钢材的可焊性和抗锈蚀性能。锰元素在碳素钢中的含量在0.3%—0.8%,在低碳钢中的含量为1.0%—1.6%。硅是一种脱氧剂,硅在碳素钢中的含量应不超过0.3%,在低碳钢中的含量为0.2%—0.55%
2.塑性破坏:钢材在超过屈服点即有明显的塑性变形产生,超过抗拉强度时将在很大变形的情况下断裂。后果:塑性变形的断口平直,并因晶体在剪切之下相互滑移的结果而呈纤维状,塑性破坏之前,结构有明显的塑性变形产生,且有较长的持续时间,可便于发现和补救。
3.脆性破坏:钢材没有的塑性变形产生或只有很小塑性变形而发生破坏。后果:脆性破坏之前,结构没有明显的塑性变形产生,且发生很突然,后果很危险。
4.强度:屈强比是衡量钢材强度储备的一个系数。屈强比越低安全储备越大,但屈强比过小时,不经济。当屈强比过大时,安全储备较小,且构件的塑性变形能力较小。
5.塑性:指钢材在应力超过屈服点后,能产生显著残余变形而不立即断裂的性质。
6.冲击韧性:指在钢材塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,是衡量钢材抵抗动力荷载能力的指标。①是钢材塑性和强度的综合表现,可以用来判断钢材在动力荷载作用下是否会发生脆性破坏;②冲击韧性好表示在动力荷载作用下破坏时吸收能量多;③对于需要验算疲劳的结构所用的钢材应具有不同试验温度下的冲击韧性的合格保证;④冲击韧性受温度的影响较大,钢材具有低温冷脆性。
第三章钢结构的连接
1.钢结构的连接方法:①焊缝连接、②螺栓链接、③铆钉连接。焊缝连接:适用于板叠厚度不超过12mm的焊接。冷弯薄壁型钢一般不使用焊接,成本高。螺栓连接分为:普通螺栓连接和高强螺栓连接。普通螺栓可用A、B、C三级。钢结构一般采用构造简单,造价低C级螺栓。
10.时效硬化:指钢材随时间的增长,钢材的强度(屈服点和抗拉强度)提高,塑性降低、特别是冲击仍性明显下降的现象。冷作硬化:指当钢材冷加工(剪、变变形,再次加载时弹性极限(或屈服点)提高的现象。
11.温度的影响:常温下强度基本上不随温度的变化而变化。①温度高于常温时,随温度增高,钢材的强度、弹性模量降低、塑性增大。②250度时,钢材的抗拉强度反而提高,冲击仍性和脆性下降明显,此现象叫蓝脆现象。蓝脆现象钢材会出现裂纹。③当温度超过300度时,屈服点和极限强度显著降低。④600度时,钢材几乎不承受拉力,可以看出钢材的耐火性能差。⑤当温度低于常温时,总的趋势是温度降低,钢材的略有强度提高。塑性、抗冲击韧性降低。温度下降到某一值后,会发生冷脆现象。钢材由韧性状态转向脆性状态时的温度叫做脆变温度(或叫冷脆临界温度)
12.应力集中的影响:应力集中发生在孔洞、槽口、凹角、形状变化、内部缺陷处。应力集中处存在同号平面或立体应力场,使钢材变脆。
13.钢材的疲劳破坏:钢材在连续反复荷载作用下而发生脆性破坏,破坏时的最大应力称为疲劳强度。钢材的疲劳破经历三个阶段:裂纹的形成、裂纹缓慢扩展、迅速断裂。影响钢材疲劳的主要因素是应力集中、应力幅(对焊接结构)或应力比(对非焊接结构)以及应力循环次数。