河海大学钢结构简答题(最终得94分)

第一章

概率极限状态设计法和容许应力设计法有何特点？

为何正常使用极限状态，荷载采用标准值，而承载能力极限状态用设计值？

承载能力极限状态设计时材料强度与荷载要取用设计值，其安全系数大些，确保了安全；而在进行正常使用极限状态计算时材料强度与荷载要取用标准值，其安全系数虽然小些，但对使用要求也是能够满足的，它更可以体现经济合理。角焊缝设计中，对焊脚尺寸和计算长度有何要求？

第二章

促使钢材转脆的因素有哪些？

1）CSPON元素含量过高

2）沸腾钢和厚钢板比镇静钢和薄钢板脆性大

3）冷作硬化和时效硬化

4）低温（-20℃以下）

5）复杂应力状态下的同号主应力

6）受拉构件的应力集中区域

7）动力荷载

8）焊接结构

钢材强度设计值为何按钢材厚度分组？

轧钢机可使钢锭中气泡和裂纹弥合，使组织密实。钢材的压缩比越大，其强度和韧性越高，因此对于不同厚度分组采用不同强度设计值。

第三章

钢结构连接方式与各自特点？

焊接特点：

优点：1.构造简单2.节约钢材3.不削弱截面4.施工快速5.连接的密闭性好，刚度大缺点：1.焊缝热影响区内钢材变脆2.产生焊接残余应力、残余变形3.低温冷脆问题螺栓连接特点：

优点：1.施工简单，装拆方便2.高强螺栓连接紧密、耐疲劳，受动载可靠

缺点：1.开孔截面削弱2.拼装对孔，增加工作量3.需要搭接或拼接板、角钢等连接件，费料

铆钉连接特点：

优点：传力可靠，韧性和塑性较好，质量易于检查，对受动力荷载、荷载较大和跨度较大的结构可采用

缺点：费钢、费工

焊条型号根据什么选择？

焊条的选用应和焊件钢材的强度和性能相适应。手工焊时，Q235~E43、Q345~E50、Q390~E55。不同强度钢材连接时，宜采用与低强度钢材匹配的焊条。

残余应力和残余变形的成因，对构件的影响？如何减少？

(1)强度：残余应力是自平衡力系，不影响结构的强度。

(2)刚度：残余应力与荷载应力相加以后，部分材料将提前进入屈服阶段，继续增加的

外力将仅由弹性区承担，因此构件变形将加快，刚度降低。

(3)构件的稳定性：荷载引起的压应力与截面残余压应力叠加时，会使部分截面屈服，降低抗弯刚度EI，将降低构件的整体稳定性。

(4)疲劳和低温冷脆：残余应力为三向同号应力状态时，材料易转向脆性，使裂纹容易产生和开展，导致疲劳强度降低，易导致低温脆性断裂。

措施：

1.合理的焊缝设计（焊缝尺寸适当、焊脚尺寸不宜过大，宜用细长焊缝；焊缝不宜集中）

2.合理安排焊接及制造工艺

高强度螺栓和普通螺栓连接受力的主要区别？

普通螺栓：预拉力很小，剪力全靠螺杆承压与抗剪承担

高强度螺栓：预拉力很大，依靠构件接触面之间的摩擦力承担剪力

第四章

轴心受力构件常用什么样的截面形式，各有何特点？

实腹式和格构式

实腹式：构件制作简单，与其他构件的连接也比较方便。

格构式：容易使压杆实现两主轴方向的等稳性，刚度大，抗扭性好，用料较省

整体稳定承载力和哪些因素有关？哪些是初始缺陷？对承载力有何影响？（轴心受压构件如何提高稳定承载力？）

构件的几何形状与尺寸；杆端约束程度；焊接残余应力；初弯曲；初偏心。

（1）纵向残余应力——纵向残余应力使构件刚度降低，也降低稳定承载力。

（2）初弯曲——由于残余应力的存在，初弯曲使截面更早进入塑性，降低稳定承载力。（3）初偏心——初偏心对稳定承载力的影响本质上同初弯曲。

（4）杆端约束——杆端约束越强（如固定），承载力会越高。

（5）构件几何长度——短柱通常产生强度破坏，长柱、中长柱产生失稳破坏

（6）构件截面几何特征——截面回转半径增大，稳定承载能力提高。

轴心受力构件选型时注意哪些方面？（见知识点）

为何使用换算长细比？分肢稳定性如何保证？

绕虚轴失稳时，剪力由缀条承受，考虑剪切变形后，绕虚轴临界承载力降低，相当于长细比增大

第五章

影响梁整体稳定性的因素？（见知识点）

何时可不计整体稳定性？

1.有铺板密铺在梁的受压翼缘上并与之相连，阻止受压翼缘的侧移时

2.箱形截面简支梁，截面尺寸满足h/b0≤6，l1/b0≤95εk2时

梁的局部稳定性设计准则？如何实现？

使翼缘板的临界应力不低于钢材的屈服强度，通过限制翼缘宽厚比实现。腹板高对临界应力影响比板段长影响大，故应设置纵肋来提高临界应力

腹板加劲肋有几种形式？如何运用？（见知识点）

组合梁腹板配置加劲肋的原则有哪些？

原则：为了提高腹板的稳定性，可增加腹板的厚度，也可设置加劲肋，设置加劲肋更经济。对于由剪应力和局部压应力引起的受剪屈曲，应设置横向加劲肋；对于由弯曲应力引起的受弯屈曲，应设置纵向加劲肋；局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。

腹板加劲肋配置和构造要求？

1.h0/tw≤80εk：无局部压应力处不设置，反之设置横肋

2.h0/tw＞80εk：设横肋；进一步，h0/tw＞170εk（受压翼缘扭转受到约束）或h0/tw

＞150εk（受压翼缘扭转不受到约束），弯曲应力较大处设纵肋

3.局部压应力很大，设短肋

4.支座处，上翼缘受较大固定集中荷载处，设支承加劲肋

5.任何情况下h0/tw＜250

如何确定工字型组合截面的截面高度h？

1）首先根据建筑布置要求或运输安装或吊装能力要求，确定梁的最大高度，即建筑高度2）根据刚度确定最小梁高

3）根据经济性要求，取梁高在最大和最小梁高之间，并近似等于经济梁高

第八章

简述如何确定平面钢闸门主梁数目和位置？

主梁数目确定时，主要根据闸门的跨高比进行选择，对于跨高比较小的闸门，一般选取三根以上的主梁，每根主梁截面高度适中；对于跨高比较大的大跨度闸门，为使主梁的最小梁高小于经济梁高，可将主梁数目减小到两根，从而每根主梁分担的荷载加大，使得经济梁高加大，从而使梁截面设计经济合理。