钢结构原理复习提纲PDF.pdf

第二章 1、 钢结构对材料性能的基本要求是什么？（P23） 用作钢结构的钢材必须具有下列性能： ①、强度高：即屈服点 fy、抗拉强度 fu 比较高。 ②、足够的变形能力：即塑性和韧性性能好。 ③、良好的加工性能：即适合冷、热加工，同时具有良好的可焊性，不因这些加工而对强度，塑性及韧性 带来较大的有害影响。 此外，根据结构的具体工作条件，在必要时还应该具有适应低温、有害介质侵蚀(包括大气锈蚀)以及疲劳 荷载作用等的性能。
韧性指标——冲击荷载作用 （3） 塑性指标：表征构件经受变形的能力
韧性指标：表征材料在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。 8、 影响钢材力学性能的主要因素有哪些？（P29—P40） “先天”因素（成因）：化学成分，熔炼和浇注、轧制，以及热处理等，而以化学成分为主（最重要）。 “后天”条件即影响因素：工作温度，荷载条件，制作等。 9、 什么是应力集中？构件中产生应力集中现象的主要原因有哪些？应力集中将会造成什么后果？（P34、
课件） 应力集中定义：当截面完整性遭到破坏（如有裂纹、孔洞、刻槽、凹角）时，以及截面的厚度或宽度突然 改变时，构件中应力分布将变得很不均匀，在缺陷或截面变化处附近，应力线曲折、密集，出现高峰应力 的现象称为应力集中 产生的原因：a.构造缺陷：外部缺陷（如有裂纹、孔洞、刻槽、凹角等）内部缺陷（内裂纹、气泡、非金 属夹杂） b.内结应力:如焊接残余应力。（内结应力在截面上是自相平衡。） 应力集中的后果：应力高峰处产生双向或三向同号应力场，使材料塑性发展受到约束，容易产生脆性破坏。 10、疲劳断裂如何产生？其基本特点是什么？（P35） 产生原因：钢材中恒存在缺陷，如微观裂纹等，而疲劳断裂是微观裂缝在连续重复荷载作用下不断扩展直 至断裂的脆性破坏。 特点： ①出现疲劳断裂时，截面上的应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度； ②疲劳破坏属于脆性破坏，塑性变形极小； ③端口可能贯穿于母材，可能贯穿于连接焊缝，也可能贯穿于母材及焊缝，断口部分呈半椭圆形光滑区， 其余部分为粗糙区。
的变形；
2、正常使用极限状态（第二类极限状态）对应于：结构或构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值；
② 钢结构中第一极限状态的两个准则各包括那些情况？（P11）
承载能力极限状态包括倾覆、强度破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形；
③ 钢结构中第二极限状态的两个准则各包括那些情况？（P11）
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书山有路
2、GB50017—2003 推荐承重结构宜采用哪四种钢材（或哪四种钢材符合钢结构对材料性能的基本要求）？ （P23）
普通碳素结构钢 Q235 钢和低合金高强度结构钢 Q345、Q390、Q420 3、 建筑钢材可能的两种典型破坏形式是什么？各自的破坏特征如何？（P34—P35） ①塑性破坏（延性破坏）：特点：超过屈服点 fy 即有明显塑性变形产生，超过抗拉强度 fu 时构件将在很 大变形的情况下断裂。塑性破坏的断口常为杯形，并因晶体在剪切之下相互滑移的结果而呈纤维状。 ②非延性破坏（脆性破坏）：在没有塑性变形或只有很小塑性变形即发生的破坏，其断口平直并因各晶粒 往往在一个面断裂而呈光泽的晶粒状。 4、 简述钢材的主要机械性能（物理力学性能）指标。（P24—P27） 屈服点 fy、抗拉强度 fu、伸长率δ是钢材的三个重要机械性能（物理力学性能）指标。 其次是：材料的弹性模量 E 和硬化开始时应变硬化模量 Est 重要结构中需要有良好的冷热加工的工艺指标时，应有良好的冷弯性能 处于不同环境温度的重要结构，尤其是受动荷载作用的结构，需要有良好的冲击韧性 5、 钢结构中以钢材的屈服强度作为材料静力强度标准的主要依据是什么？（P25） （1）它是钢材弹塑性变形的分界点。εy =0.15％εp =0.1％，y 可以认为是弹性变形的终点。 （2）εy=0.15％－0.25％，变形范围大，应力不增加，变形大量增加，表征钢材屈服，结构一时丧失继 续承担更大荷载的能力，这时晶格重排列。 （3）塑性变形大，易察觉，可处理，且 yu，有一定的强度储备。对 Q235，u/y=1.60～1.9。 6、 简述假设钢材为理想弹塑性体的依据。（P25） σy 之前，钢材接近于理想弹性体，σy 之后塑性应变范围很大而应力保持不增长，所以接近理想塑性体。 7、 什么是钢材的塑性、韧性？钢材的冲击韧性与塑性有何区别？（课件） （1）冲击韧性是塑性和强度的综合表现 （2） 塑性指标——静力荷载作用
第一章
应用： （1）大跨度结构；（2）重型厂房结构； （3）受动力荷载影响的结构； （4）可拆卸的结构； （5）高耸结构和高层建筑； （6）容器和其他构筑物；（7）轻型钢结构；
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2、 结构的极限状态：
① 两类极限状态的概念或两类极限状态所对应的准则。（P11）
1、承载能力极限状态（第一类极限状态）对应于：结构或构件达到最大承载能力或出现不适于继续承载
正常使用极限状态包括出现影响正常使用（或）外观的变形、振动和局部破坏等；
④ 简述第一极限状态的第二准则与第二极限状态中变形要求的主要区别(课件)。
（荷载）作用
考虑方法
第一类极限状态第二准则
设计值
限制截面的塑性深度
第二类极限状态对变形的要求 标准值
变形限制
3、 影响结构抗力的三个因素？（P15） 1）材料性能的不定性，主要是指材质的变异性以及加工，受荷，环境和尺寸等因素引起的材料性能变异 性,KM。 2）构件几何参数的不定性，主要指制作尺寸偏差和安装误差等引起的构件几何参数的变异性,KA。 3）构件计算模式的不定性，主要指抗力计算所采用的基本假设和计算公式不精确等引起的变异性,KP。
书山有路
《钢结构设计原理》复习提纲
1、 钢结构的特点，应用范围。（P1—P2） 特点：
（1）材料的强度高，塑性和韧性好； （2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合； （3）钢结构制造简便，施工周期短； （4）钢材耐腐蚀性差； （5）钢材耐热但不耐火； 特点（1）对应应用（1）、（2）、（3）、（5）； 特点（3）对应应用（4）； 特点（4）对应应用（1）（2）（4）（5）（7）