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2014年二级注册结构工程师钢结构简答题1

|0·2014-08-05 11:03:55浏览0 收藏0
摘要 2014年二级注册结构工程师钢结构简答题1

2014年结构工程师一次过关 |考试时间

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  一、钢结构的特点:

  优点:1、强度高,钢材的屈服强度、容重比值高

  2、弹性模量E大,刚度大,结构变形小

  3、钢材均质,各向同性,为理想弹塑性材料

  4、塑性与韧性好

  5、可焊性好

  6、适于标准化设计和工业化制造,安装速度快,施工不受季节与气候 限制

  7、通过螺栓和节点构造,便于拆?和拼装,易于修复和更换

  8、环保材料

  缺点: 1、易腐蚀

  2、耐火性差

  3、低温条件下,在复杂应力状态下易发生脆性破坏

  4、钢桥噪音大,不适于城区

  5、相对其 它建筑材料,价格偏高

  二、焊接对结构的影响:

  1、某些裂缝和局部区域内钢材变脆;

  2、残余应力;

  3、焊缝中可能还有气孔、根部未焊透等。

  焊接结构(比铆接结构更)易发生脆性断裂,其原因有:

  (1)焊接后往往残留有缺陷,如气孔、尖碴、裂纹或未焊透

  (2)焊接后内部存在残余应力

  (3)焊接接头往往刚性 较大,材料的塑性降低

  (4)焊接将结构连成整体,裂缝一旦发展,范围很大

  发生脆性破坏的原因 :

  (1)化学成份: C/P/S/O 等

  (2)冶炼方法和轧钢工艺

  (3)冷加工硬化:常温下冷加工过程中,产生塑性变形和时 效硬化

  (4)复杂应力状态

  (5)温度 “蓝脆现象”;钢材脆断易在低温(尤其 T<-10 °C)下发生。

  三、什么是疲劳:

  1. 钢结构构件和其连接在很多次重复加载和卸载作用下,在其强度还低于钢材抗拉强度,甚至低于钢材屈服点的情况下突然断裂,称为疲劳破坏。

  疲劳破坏基本特征:

  1)应力<钢材抗拉强度下发生,具低应力类脆性断裂的特征

  2)破坏具局部性质,宏观上无明显塑性变形区域

  3 )破 坏前,要经历一个疲劳损伤的累积过程

  4)疲劳断口宏观上和微观上都有显著的特征

  5)疲劳寿命具极大的离散性― ―应采用概率方法分析

  疲劳破坏影响因素:

  1、缺陷:机械加工缺陷,变截面没有过渡段、焊接缺陷(如未焊透等) 、冶炼工艺形成的缺陷

  2、荷载(应力)循环特征

  3、荷载(应力)循环次数

  四、外涂药皮的作用:

  1)使电弧外围产生“气体气 + 焊渣” ,隔绝空气,以免氧、氮等有害气体使焊缝变脆;

  2)补充母材因高温和冶金反应而 损失的有益成份。

  残余应力、残余变形如何产生?残余应力、残余应变对结构的影响?减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些?

  1、钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀的温度场, 在高温区产生拉应力, 低温区产生相应的压应力。 在无外界约束的情况下,焊件内的拉应力和压应力自相平衡。这种应力称焊接残余应力。随焊接残余应力的产生,同时 也会出现不同方向的不均匀收缩变形,称为焊接残余变形。

  2、残余应力: ① 钢材具一定塑性,若无严重应力集中,残余应力不影响静力强度② 降低刚度,增大变形(残余应力使 部分区域提前进入塑性,弹性区降低)③ 降低整体稳定和局部稳定(残余应力使部分区域提前进入塑性,刚度降低) ④ 降低疲劳强度(残余应力通常是多向应力,致使塑性降低、脆性增加,疲劳强度降低)

  3、残余应变: ① 影响结构的尺寸精度及外观② 导致初弯曲,初扭曲、初偏心等,受力时产生附加弯矩、扭矩和变形,降低结构强度和稳定的承载能力

  4、减少焊接残余应力和变形的方法: ①合理设计 : 选择适当的焊脚尺寸、焊缝布置应尽可能对称、进行合理的焊接工艺设计,选择合理的施焊顺序。②正确施工: 在制造工艺上, 采用反变形和局部加热法; 按焊接工艺严格施焊, 避免随意性; 尽量采用自动焊或半自动焊, 手工焊时避免仰焊。

  五、螺栓典型破坏及其原因:

  1、螺栓剪坏――栓杆强度低

  2、板件孔壁压坏――板件强度低

  3、板端剪坏――端距过小

  4、板件拉坏――净截面过小

  5、栓杆弯曲――中间板较多

  6、块状拉剪破坏――板件太薄

  7、翼板弯曲――板件太薄

  8、栓杆拉坏――螺栓抗拉 强度低

  措施:

  1、 排列规则

  2、 保证施拧时有扳手空间

  3、 端距不能过小

  4、 螺栓距不能过大和过小

  5、 栓孔不能过大,削弱 受力截面,可错列布置

  刚度计算的目的:

  1、限制拉杆本身引起的挠度

  2、减少构件震动,减少动荷载作用下端节点栓杆的松动

  3、防止 杆件运输过程中发生偶然碰撞引起杆件过大变形

  4、增强杆件对转动节点有效地约束作用。

  实腹式轴心压杆的设计步骤 :

  原则:用钢量最省,制造简单,便于于其它构件连接

  步骤:

  1、从总体稳定入手选取截面,轴心压力较大,杆件长度不大λ=60~80 ,轴心压力较小,杆件长度较小 λ=80~100 ,轴压力与杆件长度相互影响。

  2、ινχ=ινχ/λ、?ινy=ινy/λy 根据ιχ 和ιy 及初步选定的截面形式,估算截面 轮廓尺寸 3、布置截面,计算选定的截面特性

  4、验算截面 总体稳定、局部稳定、刚度、强度

  钢梁的计算内容:

  1、截面强度

  2、整体稳定

  3、局部稳定

  4、腹板的后屈曲强度

  5、刚度

  6、疲劳

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