2013年结构工程师考试：钢结构简答题1

　　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

编辑推荐：

2013年结构工程师考试网络辅导招生简章

2013年结构工程师考试报名时间汇总

2013结构工程师考试时间9月7-8日