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沈阳钢结构工程中常遇到的30个钢材问题解答(一)

日期:2018年02月24日         文章来源:www.syyadu.com

  1.沈阳钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点?

  

  答:建筑钢材强度高,塑性和韧性好;钢结构的重量轻;材质均匀,与力学计算的假定比较符合;钢结构制作简便,施工工期短;钢结构密闭性好;钢结构耐腐蚀性差;钢结构耐热但不耐火;钢结构可能发生脆性断裂。

  三维钢结构工程中所用到的钢材

  2.钢结构设计必须满足的功能包括哪些方面?

  

  答:(1)应能承受在正常施工和正常使用时可能出现的各种情况,包括荷载和温度变化,基础不均匀沉降以及地震作用等;(2)在正常使用情况下结构具有良好的工作性能;(3)在正常维护下结构具有足够的耐久性;(4)在偶然事件发生事及发生后仍能保持必需的整体稳定性。

  

  3.简述钢结构对钢材的基本要求。

  

  答:(1)较高的强度(抗拉强度fu和屈服点fy);(2)足够的变形能力(塑性和韧性);(3)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)。

  

  4.钢材的塑性破坏和脆性破坏各指什么?

  

  答:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能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fu后才发生,破坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏是指塑性变形很小,甚至没有塑性变形,计算应力可能小于钢材的屈服点fy,断裂从应力集中处开始的破坏形式。

  

  5.化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响?

  

  答:碳含量增加,强度提高,塑性、韧性和疲劳强度下降,同时恶化可焊性和抗腐蚀性。硫使钢热脆,磷使钢冷脆。但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。

  

  6.什么情况下会产生应力集中,应力集中对钢材材性能有何影响?

  

  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。

  

  7.什么是疲劳断裂?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Δσ、反复荷载的循环次数。

  

  8.为了保证钢结构安全可靠和用材经济合理,选择钢材时需考虑哪些因素?

  

  答:结构或构件的重要性;荷载性质;连接方法;结构所处的工作条件;钢材的厚度,

  

  9.简述沈阳钢结构连接方法的种类。

  

  答:沈阳钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。

  

  10.简述钢结构连接方法的种类。钢结构焊接连接方法的优点和缺点有哪些?

  

  答:钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。

  

  焊接连接的优点:焊接间可以直接连接,构造简单,制作方便;不削弱截面,节省材料;连接的密闭性好,结构的刚度大;可实现自动化操作,提高焊接结构的质量。

  

  焊接连接的缺点:焊缝附近的热影响区内,钢材的金相组织发生改变,导致局部材质变脆;焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低,焊接结构对裂纹很敏感,局部裂纹一旦发生,容易扩展至整个截面,低温冷脆问题较为突出。

  

  11.高强螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是什么?

  

  答:高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在于普通螺栓连接在受剪时依靠螺栓栓杆承压和抗剪传递剪力,在拧紧螺帽时螺栓产生的预拉力很小,其影响可以忽略。而高强度螺栓除了其材料强度高之外,拧紧螺栓还施加很大的预拉力,使被连接板件的接触面之间产生压紧力,因而板件问存在很大的摩擦力。

  

  12.抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式?如何防止?

  

  答:螺栓抗剪连接达到极限承载力时,可能的破坏形式有四种形式: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③种破坏形式采用构件强度验算保证;第④种破坏形式由螺栓端距≥2d0保证。第①、②种破坏形式通过螺栓计算保证。

  

  13.为何要规定螺栓排列的最大和最小容许距离?

  

  答:为了避免螺栓周围应力集中相互影响、钢板的截面削弱过多、钢板在端部被螺栓冲剪破坏、被连接板件间发生鼓曲现象和满足施工空间要求等,规定了螺栓排列的最大和最小容许距离。

  

  14.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:(1)面积的分布尽量开展,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)便于与其他构件进行连接,尽可能构造简单,制造省工,取材方便。

  

  15.计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时,为什么采用换算长细比?

  

  答:格构式轴心受压构件,当绕虚轴失稳时,因肢件之间并不是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来,构件的剪切变形较大,剪力造成的附加影响不能忽略。因此,采用换算长细比来考虑缀材剪切变形对格构式轴心受压构什绕虚轴的稳定承载力的影响。


  16.什么是梁的整体失稳现象?

  

  答:梁主要用于承受弯矩,为了充分发挥材料的强度,其截面通常设计成高而窄的形式。当荷载较小时,仅在弯矩作用平面内弯曲,当荷载增大到某一数值后,梁在弯矩作用平面内弯曲的同时,将突然发生侧向弯曲和扭转,并丧失继续承载的能力,这种现象称为梁的弯扭屈曲或整体失稳。

  

  17.影响梁整体稳定的因素包括哪些?提高梁整体稳定的措施包括哪些?

  

  答:影响梁整体稳定的因素包括荷载的形式和作用位置、梁的截面形式、侧向支撑的间距以及支座形式等。提高梁整体稳定的措施包括加强受压翼缘和设置侧向支撑等。


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