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钢结构工程中经常遇到的30个钢铁问题

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-01-11 1:29:51 * 浏览: 471
1.与其他材料的结构相比,钢结构的特征是什么?答:建筑用钢强度高,可塑性和韧性好,钢结构重量轻,材料均匀,符合机械计算的假设,钢结构易于制造,施工周期短,钢的密闭性好结构,钢结构的耐腐蚀性差,钢结构耐热但不耐火,钢结构可能会发生脆性断裂。 2.钢结构设计必须满足哪些功能?答:(1)应能承受正常施工和正常使用过程中可能发生的各种情况,包括载荷和温度变化,地基不均匀沉降和地震作用;(2)结构在正常使用下能良好地工作性能,(3)结构在正常维护下具有足够的耐久性,(4)在事故发生后和发生之后,都可以保持必要的整体稳定性。 3.简要描述钢结构对钢的基本要求。答案:(1)更高的强度(抗拉强度fu和屈服点fy),(2)足够的可变形性(可塑性和韧性),(3)良好的加工性(冷加工,热加工和可焊接性)(4)视具体情况而定在结构的工作条件下,有时要求钢具有适应低,高和腐蚀性环境的能力)。 4.钢的塑性和脆性破坏是什么?答:塑性破坏是由过度变形引起的,这种变形超过了材料或组件的可能应变能力,并且仅在组件的应力达到钢的抗拉强度fu后才会发生。部件在破坏前具有较大的塑性变形,脆性破坏意味着塑性变形非常小,即使没有塑性变形,所计算出的应力也可能小于钢的屈服点fy,而断裂始于应力集中。 5.碳,硫和磷的化学成分如何影响钢的性能?答:碳含量增加,强度增加,可塑性,韧性和疲劳强度降低,同时可焊性和耐腐蚀性下降。硫使钢变热和变脆,而磷使钢变冷和变脆。但是磷也可以提高钢的强度和防锈性。 6.在什么情况下会发生应力集中,应力集中将如何影响钢材的性能?答:实际的钢结构构件有时会出现孔,缺口,凹角,截面突然变化以及钢内部缺陷。这时,组件中的应力分布将不再保持均匀,而是在某些区域中产生局部峰值应力,而在其他区域中应力减小,这将导致应力集中的图像。在负温度或动态载荷下,应力集中的不利影响将非常突出,这通常是脆性破坏的根源。 7.什么是疲劳断裂?影响钢材疲劳强度的因素?答:疲劳断裂是指在连续反复加载直至断裂之前,微裂纹的脆性破坏。钢的疲劳强度取决于结构条件(应力集中和残余应力),所施加的应力幅值Delta,sigma和重复加载的循环次数。 8.为了确保钢结构和经济合理的材料的安全性和可靠性,选择钢时需要考虑哪些因素?答案:结构或部件的重要性,载荷的性质,连接方法,结构的工作条件,钢的厚度9.简要描述钢结构连接方法的类型。答:钢结构的连接方法可分为三种:焊接连接,螺栓连接和铆钉连接。 10.简要描述钢结构连接方法的类型。钢结构焊接方法的优缺点有哪些?答:钢结构的连接方法可分为三种:焊接连接,螺栓连接和铆钉连接。焊接连接的优点:焊接室可以直接连接简单,结构简单,生产方便,断面不减弱,节省材料,连接紧密度好,结构刚性大,可实现自动化操作并提高焊接结构的质量。焊接连接的缺点:钢的金相组织在焊缝附近的热影响区发生变化,导致局部材料变脆,焊接残余应力和残余变形降低了压缩元件的承载能力,并且焊接结构敏感裂缝。一旦出现裂纹,它们很容易扩散到整个截面,低温冷脆性问题更加突出。 11.高强度螺栓和普通螺栓之间的主要区别是什么?答:高强度螺栓连接与普通螺栓连接之间的主要区别在于,普通螺栓连接依靠螺栓承受压力和剪切力,从而在剪切过程中传递剪切力。拧紧螺母时,螺栓产生较小的预紧力,其效果可以忽略。除了高强度螺栓的高强度之外,拧紧螺栓还会施加较大的预紧力,这会在连接的板的接触面之间产生按压力,因此板具有较大的摩擦力。 12.普通抗剪螺栓可能出现的失效模式是什么?怎么预防呢?答:当螺栓剪切连接达到极限承载力时,有四种可能的损坏形式:①螺栓被割断;②螺栓在压力下损坏;③板的网状部分被拉下;④端板被螺栓损坏打孔。第三类故障由组件的强度检查来保证,第四类故障由螺栓端部距离ge 2d0保证。通过螺栓计算可以保证第一和第二故障模式。 13.为什么必须为螺栓布置规定一个较大和较小的允许距离?答:为了避免螺栓周围应力集中的相互影响,钢板横截面过度削弱,钢板在端部受到螺栓冲孔和剪切作用而损坏,并且在连接之间会发生屈曲板材,以及对施工空间的要求等。允许的大小大与小。 14.选择实心带轴向压缩构件的横截面时,主要考虑哪些因素?答:(1)应尽可能扩大面积分布,以增加截面的惯性矩和回转半径,并提高柱的整体稳定承载力和刚度,(2)应使两个主轴方向一致。尽可能稳定,以实现经济效果;(3))与其他组件的连接方便,结构尽可能简单,节省制造劳动,并且易于取用材料。 15.在计算围绕虚拟轴的点阵轴向压缩构件的整体稳定性时,为什么要计算细长比?答:格子型轴向受压构件,当绕虚轴不稳定时,由于四肢不是连续的板,而是仅由补片或补片连接一定的距离,构件的剪切变形比较大,剪切力引起的其他影响不容忽视。因此,使用转换后的细长比来考虑拼接材料的剪切变形对晶格轴向压缩结构围绕虚轴的稳定承载力的影响。 16.梁的整体不稳定性是多少?答:梁主要用于承受弯矩。为了充分发挥材料的强度,通常将其横截面设计得较高且较窄。当负载较小时,它仅在弯矩平面上弯曲。当负载增加到一定值时,梁会在瞬间的平面内弯曲,同时突然弯曲和扭曲,失去继续的能力。这种现象称为梁的扭转屈曲或整体不稳定性。 17.影响光束整体稳定性的因素有哪些?可以采取什么措施来提高光束的整体稳定性?答:影响梁公司整体稳定性的因素包括载荷的形式和位置,梁的横截面形式,侧向支撑之间的距离以及支撑的形式。改善梁的整体稳定性的措施包括加强压力法兰和设置侧向支撑。 18.设计弯曲和弯曲构件时应计算什么?答:受拉和弯曲构件需要计算强度和刚度(限制长细比),受压和弯曲构件需要计算强度,整体稳定性(面内弯矩稳定性和面外弯矩)稳定性),局部稳定性和刚度(极限长度Slim比)19.选择实心幅材压缩构件横截面的具体步骤是什么?答案:(1)计算内力的内置设计值;(2)选择截面形式;(3)确定钢和强度设计值;(4)确定计算出的弯矩面内长度(5)根据经验或现有数据的初步截面尺寸,(6)计算初步截面的强度,刚度和稳定性是否满足要求。 20.为什么要在由桁架组成的屋顶结构中建立支撑系统,而支撑系统的具体作用体现在那些方面?答:屋顶桁架在其自身平面中是几何不变的系统,并且具有较大的刚度,可以承受屋顶桁架平面中的各种载荷。但是平坦的屋架本身垂直于屋架平面的横向刚度和稳定性较差,并且不能承受水平载荷。因此,需要提供一种支持系统。支撑系统的具体作用主要体现在:确保结构的整体空间效果,避免压力杆的横向不稳定性,防止拉杆过度振动,承受和传递水平载荷,确保结构时的稳定性和便利性已安装。 21.钢的耐热性和耐火性是什么意思?代码说明了什么?答:加热钢时,其主要机械性能(例如屈服点和弹性模量)在温度低于200°C时不会降低很多。温度超过200°C后,材料不仅会发生很大变化,而且会发生很大变化。强度逐渐降低,还会出现蓝色脆性和蠕变现象。当温度达到600°C时,钢无法进入塑性状态。因此,《钢结构设计规范》规定,表面温度超过150℃后,必须对钢表面进行保温。对于需要防火的结构,应按照有关规范采取防火措施。 22.时效硬化和人工时效是什么意思?答:时效硬化:随着时间的推移,少量的碳和氮会在纯铁中逐渐熔化,逐渐从纯铁中沉淀出来,形成游离的碳化合物和氮化物,并抑制纯铁体的塑性变形,从而使钢的强度达到增加,可塑性和韧性降低。这种现象称为时效硬化,通常称为时效。人工时效:时效硬化过程通常很长。材料塑性变形后的加热会使老化硬化发展得特别快。这种方法称为人工老化。 23.简要描述钢的疲劳破坏过程。答:在反复加载钢的情况下,结构的电阻和性能将发生显着变化,甚至会发生疲劳破坏。根据试验,钢的强度在直接连续重复动态载荷下会降低,即低于在静态载荷下的拉伸试验的极限强度fu。这种现象称为钢的疲劳。疲劳失效表现为突然的脆性断裂。 24.钢的常见冶金缺陷是什么,其具体含义是什么?答:钢中常见的冶金缺陷包括偏析,非金属夹杂物,气孔,裂纹和分层。偏析:是指钢中化学成分的不一致和不均匀,特别是硫和磷的偏析,这会严重降低钢的性能。钢,非金属夹杂物:是指含有诸如硫化物和氧化物等杂质的钢,孔隙率:是铸钢锭。此时,由于氧化铁与碳之间的相互作用而产生的一氧化碳气体无法完全逸出。 25.在高强度螺栓的预拉力设计值P的计算公式中,确定系数时要考虑哪些因素?答案:(1)拧紧螺栓时,螺栓同时承受预应力和扭矩引起的扭剪应力,(2)为了补偿预应力的松散损失高强度螺栓在施工过程中的拉应力,一般过大5%∽10%,为此考虑的超拉系数为0.9,(3)考虑螺栓材料的不均匀性,引入减小系数0.9,安全系数0.9。 26.有哪些减少焊接应力和焊接变形的设计措施?答案:(1)尽可能使焊接相对于组件横截面的中性轴对称,以减少焊接变形;(2)使用合适的焊脚尺寸和焊接长度;(3)不应过度焊接集中。 (4)尽量避免两三个焊缝垂直交叉;(5)尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。 27.简要描述实心腹部轴向受压构件的设计步骤?答案:(1)假定部件λ的细长比,找到所需的横截面面积A。(2)计算两个主轴的所需转弯半径。 (3)根据计算出的截面积A和两个主转弯半径,优选型钢。 (4)根据要求的A,h,b等确定截面的初步选择尺寸,并同时考虑结构要求,局部稳定性和钢材规格。 (5)检查构件的强度,稳定性和刚度28.如何计算钢梁腹板的高度?答案:(1)轧制钢梁是腹板与上下翼缘相交处的两个内弧起点之间的距离;(2)焊接复合梁是腹板高度;(3)铆接复合梁是上下凸缘与连接到腹板上的铆钉(或高强度螺栓)线之间的距离非常近。 29.根据弹性稳定性理论确定框架柱的计算长度时,有哪些假设?答案:(1)框架只承受垂直方向的荷载,忽略梁荷载和水平荷载对梁端弯矩的影响,(2)所有框架柱同时失去稳定性,即,所有框架柱同时达到临界载荷; 3)不稳定时,梁两端的旋转角度相等。 30.选择实心幅面压缩件横截面的具体步骤是什么?答:(1)计算构件内力的设计值,即弯矩MX的设计值,轴向压力N的设计值和剪切力V的设计值:(2 )选择截面形式;(3)确定钢的设计值和强度;(4)确定计算出的面内和面外弯矩的长度;(5)根据截面尺寸选择根据经验或可用数据,(6)在弯矩作用平面内进行强度检查,刚度检查和整体稳定性。性能检查,弯曲稳定性和平面外整体稳定性检查以及局部稳定性检查。如果支票不符合要求,请调整初步选择部分并重新计算,直到满足要求。 31.简要描述弯矩计算中普通螺栓连接和高强度螺栓摩擦连接之间的区别。答:在弯矩的作用下,在计算普通螺栓连接时,假定中性轴位于弯矩所指向的以下螺栓上,而在计算弯矩时,中性轴位于螺栓形心轴上。高强度螺栓摩擦式连接。 32.格子构件部分是否考虑塑性发展?为什么?答:塑料部件的横截面不考虑塑料由于横截面的中间是空心的,因此会根据边屈服准则进行计算。 33.哪些因素会影响轴向压缩构件的稳定承载力?答:组件的初始弯曲,载荷的初始偏心率,残余应力的分布以及组件的约束。 34.设计弯曲和压缩弯曲构件时应计算什么?答:受拉和弯曲构件需要计算强度和刚度(限制长细比),受压和弯曲构件需要计算强度,整体稳定性(面内弯矩稳定性和面外弯矩)稳定性),局部稳定性和刚度(极限长度精细比)