7.1-3钢结构可能的破坏形式及连接
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钢结构易发生的工程事故有哪些一、钢结构承载力和刚度失效。
二、钢结构失稳。
钢结构的失稳主要发生在轴压、压弯和受弯构件。
三、钢结构疲劳破坏。
热门城市:中山律师宁德律师商丘律师固原律师乐山律师钦州律师荆门律师常州律师海东律师鞍山律师钢结构是一种新型的结构体系,有着各种各样的优点,随着钢结构的不断发展,许多其他的结构体系都在被取代,我国的钢结构也在蓬勃发展。
但是钢结构也有其不足的地方,他的一些缺陷可能造成事故。
下面小编就为您介绍钢结构易发生的工程事故有哪些。
钢结构的事故按破坏形式大致可分为:钢结构承载力和刚度失效;钢结构失稳;钢结构疲劳;钢结构脆性断裂和钢结构的腐蚀等几种。
一、钢结构承载力和刚度失效1、钢结构承载力失效指正常使用状态下结构构件或连接材料强度被超越而导致破坏。
其主要原因为:①钢材的强度指标不合格。
合格钢结构设计中有两个重要强度指标:屈服强度fy;另外,当结构构件承受较大剪力或扭矩时,钢材抗剪强度fv也是重要指标。
②连接强度不满足要求。
焊接连接的强度取决于是否与母材匹配的焊接材料强度、焊接工艺、焊缝质量和缺陷及其检查控制、焊接对母材热影响区强度的影响等;螺栓连接强度的影响因素为:螺栓及其附件材料的质量以及热处理效果(高强螺栓)、螺栓连接的施工技术工艺的控制,特别是高强螺栓预应力控制和摩擦面的处理、螺栓孔引起被连接构件截面的削弱和应力集中等。
③使用荷载和条件的变化。
包括计算荷载的超载、部分构件退出工作引起其他构件增载、意外冲击荷载、温度变化引起的附加应力、基础不均匀沉降引起的附加应力等。
2、钢结构刚度失效指产生影响其继续承载或正常使用的塑性变形或振动。
其主要原因为:①结构或构件的刚度不满足设计要求如轴压构件不满足长细比要求;受弯构件不满足允许挠度要求;压弯构件不满足上述两方面要求等。
②结构支撑体系不够。
支撑体系是保证结构整体和局部刚度的重要组成部分,它不仅对抵制水平荷载、抗振动有利,而且直接影响结构正常使用(如工业厂房当整体刚度不足时,在吊车运行过程中会产生振动和摇晃)。
钢结构的破坏模式分析钢结构是一种常见的建筑结构形式,具有高强度和优异的力学性能。
然而,在一些特定的情况下,钢结构也会遭受各种不同形式的破坏。
本文将对钢结构的破坏模式进行详细分析,以帮助读者更好地了解该结构在不同情况下的表现和应对方法。
1. 弹性失稳破坏弹性失稳破坏是钢结构最常见的破坏形式之一。
当结构受到外部载荷作用时,其表现为结构中的某一部分或整体开始产生弯曲变形,并且不能恢复到原始状态。
这种破坏模式通常发生在杆件或梁柱连接处。
2. 屈曲破坏屈曲破坏是在钢结构中发生的另一种常见形式。
当某个构件承受的应力超过其屈服强度时,它的形状将开始发生塑性变形,最终导致该构件无法继续承受负荷并发生失效。
在屈曲破坏中,构件的断裂通常发生在连接处、焊缝或构件的弱点处。
3. 失稳屈曲破坏失稳屈曲破坏是弹性失稳破坏和屈曲破坏的综合表现。
当结构受到外部载荷作用时,一部分构件发生屈曲,同时其他部分也开始产生弹性失稳变形。
这种破坏模式通常发生在长支撑结构中,例如桁架和柱子。
4. 疲劳破坏疲劳破坏是由于结构长期受到重复或循环载荷的作用而导致的,特别是在应力集中的区域。
这种破坏模式通常在钢桥梁、塔架和机械设备中发生。
疲劳破坏的特点是慢慢扩展,表现为结构的局部裂纹逐渐扩展并最终导致结构失效。
5. 冲击破坏冲击破坏是由突然施加到结构上的高能量载荷造成的,例如爆炸或碰撞。
由于冲击载荷的特殊性,结构无法承受这种突然的巨大荷载,导致结构出现严重破坏。
冲击破坏的特点是瞬时性和不可预测性。
综上所述,钢结构在面对不同的外部载荷和作用下,可能会出现弹性失稳破坏、屈曲破坏、失稳屈曲破坏、疲劳破坏和冲击破坏等不同的破坏模式。
对于这些破坏模式的分析,有助于设计师和工程师更好地理解钢结构的性能和限制,并采取相应的预防和修复措施,以确保结构的安全性和可靠性。
同时,在实际应用中,结构的维护保养和定期检查也至关重要,以及时发现并处理任何潜在的问题,确保结构的长久使用。
引言概述:工程事故对于任何行业都是一个严重的问题,特别是在钢结构工程中。
由于钢的特殊性质和结构的复杂性,钢结构易发生一系列的工程事故。
本文将详细阐述钢结构易发生的工程事故,并提供相应的解决方案。
正文内容:1.设计阶段的工程事故:1.1.不合理的结构设计:这种工程事故主要由于设计师在计算荷载和强度时出现错误或忽略了某些重要因素。
解决方案包括加强设计师的专业培训,建立严格的设计审核机制。
1.2.不合理的连接设计:连接是钢结构的重要组成部分,不合理的连接设计会导致连接件的破坏,从而导致整个结构的倒塌。
解决方案包括加强连接件的选用和安装质量控制。
2.施工阶段的工程事故:2.1.施工过程中的人员误操作:工人操作不当可能导致安全隐患,如起重设备使用不当导致结构变形或掉落。
解决方案是加强工人的培训和安全意识教育。
2.2.施工材料质量问题:低质量的钢材或其他施工材料会降低结构的承载能力。
解决方案包括建立质量检测机制,确保使用高质量的施工材料。
3.使用阶段的工程事故:3.1.腐蚀和老化:由于环境因素和使用年限的增加,钢结构容易出现腐蚀和老化现象,从而影响结构的安全性。
解决方案包括定期进行结构检测和维修,使用防腐涂层等措施。
3.2.额定荷载超限:超过结构的额定荷载是常见的使用阶段工程事故原因之一。
解决方案包括进行定期的荷载检测和控制使用行为。
4.自然灾害引发的工程事故:4.1.地震:地震对钢结构的影响较大,容易导致结构倒塌。
解决方案包括采用抗震设计和加强地震监测与预警系统。
4.2.风灾:强风和龙卷风对钢结构的影响也是不可忽视的,容易导致结构飘移和破坏。
解决方案包括加强风载计算和风险评估。
5.维护和维修阶段的工程事故:5.1.维护不当:不合格的维护工作可能导致结构的损坏或进一步恶化。
解决方案包括建立维护标准和培训维护人员。
5.2.维修材料选择不当:选择不合适的维修材料可能对结构产生负面影响,降低结构的安全性。
解决方案是进行维修前的材料评估和选择。
钢结构思考题及解答1。
3 钢结构主要有哪些结构形式?钢结构的基本构件有哪几种类型?答:⑴钢结构的主要形式有钢框架结构、钢桁架及钢网架结构、悬索结构、预应力钢结构。
⑵根据受力特点构件可分为轴心受力构件、受弯构件、拉弯及压弯构件三大类。
钢结构还可与混凝土组合在一起形成组合构件,如钢—混凝土组合梁、钢管混凝土、型钢混凝土构件等。
1.4 钢结构主要破坏形式有哪些?有何特征?答:⑴钢结构破坏的主要形式包括强度破坏、失稳破坏、脆性断裂破坏。
⑵强度破坏特征:内力达到极限承载力,有明显的变形;失稳破坏特征:具有突然性,可分为整体失稳破坏与局部失稳破坏;脆性断裂破坏特征:在低于强度极限的荷载作用下突然断裂破坏,无明显征兆。
1.6 钢结构设计的基本方法是什么?答:基本方法:概率极限状态设计法、允许应力法。
2。
1 钢材有哪两种主要破坏形式?各有何特征?答:⑴塑性破坏与脆性破坏。
⑵特征:塑性破坏断口呈纤维状,色泽发暗,有较大的塑性变形和颈缩现象,破坏前有明显预兆,且变形持续时间长;脆性破坏塑性变形很小甚至没有,没有明显预兆,破坏从应力集中处开始,断口平齐并呈有光泽的晶粒状。
2.2 钢材主要力学性能指标有哪些?怎样得到?答:①比例极限f:对应应变约为0。
1%的应力;p②屈服点(屈服强度)f:对应应变约为0。
15%的应力,即下屈服极限;yf:应力最大值;③抗拉强度uf:高强度钢材没有明显的屈服点和④条件屈服点(名义屈服强度)0.2屈服强度,定义为试件卸载后残余应变为0.2%对应的应力。
2。
3 影响钢材性能的主要化学成分有哪些?碳、硫、磷对钢材性能有何影响?答:⑴铁、碳、锰、硅、钒、铌、钛、铝、铬、镍、硫、磷、氧、氮。
⑵碳的含量提高,钢材强度提高,但同时钢材的塑性、韧性、冷弯性能、可焊性及抗锈蚀能力下降;硫使钢材热脆,降低钢材冲击韧性,影响疲劳性能与抗锈蚀性能;磷在低温下时钢变脆,在高温时使钢塑性降低,但能提高钢的强度和抗锈蚀能力.2。
钢结构(本)网上作业参考答案形考任务一一、选择题(每小题2分,共40分)01.下面关于钢结构特点说法有误的一项是()正确答案是:耐热性差、耐火性好02.相比较来讲,最适合强震区的结构类型是()正确答案是:钢结构03.下列均为大跨度结构体系的一组是()正确答案是:网壳、悬索、索膜04.结构在规定的时间内,规定的条件下,完成预定功能的能力,称为结构的()正确答案是:可靠性05.下列均为承载能力极限状态范畴的一组是()正确答案是:构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂06.钢结构设计最基本的要求不包括()正确答案是:造型美观07.用来衡量承载能力的强度指标指的是()正确答案是:屈服强度08.钢材一次拉伸过程中可分为4个阶段,其中第2阶段是()正确答案是:弹塑性阶段09.钢材拉伸过程中,随变形的加快,应力应变曲线出现锯齿形波动,直到出现应力保持不变而应变仍持续增大的现象,此阶段应为()正确答案是:塑性阶段10.钢材的抗拉强度能够直接反映()正确答案是:钢材内部组织的优劣11.钢材的强屈比越高,则钢材的安全储备()正确答案是:越大12.钢材在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力称为()正确答案是:塑性13.伸长率越大,则钢材的塑性越()正确答案是:越好14.下列关于碳元素对钢材性质的影响说法有误的一项是()正确答案是:碳含量增加,可焊性增强15.下列均为钢材中的有益元素的一组是()正确答案是:硅和锰16.在高温时熔化于铁中的少量氮和碳,随着时间的增长逐渐从纯铁中析出,形成自由碳化物和氮化物,对纯铁体的塑性变形起遏制作用,从而使钢材的强度提高,塑性、韧性下降,这种现象称为()正确答案是:时效硬化17.钢材在连续反复荷载作用下,应力还低于极限抗拉强度,甚至低于屈服强度,发生的突然的脆性断裂称为()正确答案是:疲劳破坏18.下列各因素对钢材疲劳强度影响最小的是()正确答案是:静力强度19.钢材的疲劳破坏属于()正确答案是:脆性破坏20.高性能建筑结构用钢简称()正确答案是:高建钢二、判断题(每小题2分,共20分)01.钢结构是土木工程结构的主要形式之一,广泛应用于各类工程结构中,包括桥梁和房屋建筑等。
(完整)钢结构基本原理复习钢结构基本原理第一章绪论1、钢结构的优点:(1)强度高、重量轻;(2)材性好,可靠度高;(3)工业化程度高,工期短;(4)密封性好;(5)抗震性能好;(6)耐热性较好;2、钢结构的缺点:(1)钢材价格相对较贵;(2)耐锈蚀性差;(3)耐火性差;第二章钢结构材料1、钢结构对钢材的要求:(1)有较高的强度;(2)塑性好;(3)冲击韧性好;(4)冷加工性能好;(5)可焊性好;(6)耐久性好;2、屈服点和流幅是钢材的很重要的两个力学性能指标,前者是表示钢材强度指标,后者表示钢材塑性变形指标。
3、钢材的工作性能:(1)在设计时取屈服点为钢材可以达到的最大应力;(2)钢材符合理想的弹塑性本构;(3)钢材破坏前的塑性变形很大,差不多等于弹性变形的200倍;(4)屈强比可以看做衡量钢材强度储备的一个系数,屈强比越低钢材的安全储备越大.4、伸长率不能代表钢材的最大塑性变形能力,但测量断面收缩率时容易产生较大的误差。
5、钢材的塑性指标比强度指标更为重要,塑性可以调节初始缺陷.6、时效现象:在间歇反复荷载下,钢材屈服点提高,韧性降低,并且极限强度也稍微提高。
7、疲劳:多次反复加荷后,钢材的强度下降.8、第四强度理论(折算应力):σ=zs9、钢材的抗剪屈服点为抗拉屈服点的0.58倍。
10、韧性:钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,是衡量钢材抗冲击性能的指标.11、冷弯性能:钢材在冷加工产生塑性变形时,对发生裂缝的抵抗能力,是衡量钢材力学性能的综合性指标。
12、可焊性好是指焊缝安全、可靠、不发生焊接裂缝,焊接接头和焊缝的冲击韧性以及热影响区的延伸性(塑性)和力学性能都不低于母材.(完整)钢结构基本原理复习16、剪应力先超过晶粒的抗剪能力,将发生塑性破坏;拉应力先超过晶粒的抗拉能力,将发生脆性破坏。
17、影响钢材脆断的直接因素是裂纹尺寸、作用力和材料的韧性。
18、提高钢材抗脆断性能的主要措施:(1)加强施焊工艺管理;(2)焊缝不宜过分集中,施焊时不宜过强约束,避免产生过大残余应力;(3)进行合理细部构造设计,避免产生应力集中;(4)选择合理的钢材;19、疲劳破坏:钢材在连续反复荷载作用下,应力虽然还低于极限强度,甚至还低于屈服点,也会发生破坏.属于反复荷载作用下的脆性破坏。
最新国家开放大学电大《钢结构》形考任务2试题及答案形考任务2(阶段性学习测验2)一、选择题(每小题2分,共40分)题目101.钢结构的连接按照连接的方法主要分为焊缝连接、螺栓连接、铆钉连接和销轴连接,其中出现最早的是()A. 焊缝连接B. 铆钉连接C. 螺栓连接D. 销轴连接题目202.摩擦型高强度螺栓抗剪连接的承载力取决于()A. 螺栓孔的大小和螺栓直径的大小B. 连接件的厚度和强度C. 高强度螺栓的预拉力和板件接触面间的摩擦系数的大小D. 螺旋强度和螺栓的长度题目303.摩擦型高强度螺栓连接和承压型高强度螺栓连接的不同之处体现在()A. 接触面的处理方面B. 设计计算方法和孔径方面C. 材料和预拉力方面D. 施工要求方面题目404.利用二氧化碳气体或其他惰性气体作为保护介质的电弧熔焊方法指的是()A. 气体保护焊B. 手工电弧焊C. 自动埋弧焊D. 半自动埋弧焊题目505.与焊件在同一平面内,且焊缝金属充满母材的焊缝称为()A. 塞焊缝B. 对接角接组合焊缝C. 对接焊缝D. 角焊缝题目606.按施焊时焊缝在焊件之间的相对空间位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊,其中操作条件最差的是()A. 仰焊B. 立焊C. 平焊D. 横焊题目707.常见的焊缝缺陷包括裂纹、焊瘤、烧穿、气孔等,其中焊缝连接中最危险的缺陷是()A. 气孔B. 焊瘤C. 烧穿D. 裂纹题目808.焊缝的表示方法中,符号“V”表示的是()A. V形搭接焊缝B. V形角焊缝C. V形破口的对接焊缝D. V形角部连接题目909.对接焊缝的构造规定主要包括()A. 坡口、引弧板和过渡坡B. 引出线、坡口和引弧板C. 坡口、引出线和过渡坡D. 引出线、引弧板和过渡坡题目1010.焊缝长度方向与作用力垂直的角焊缝是()A. 正面角焊缝B. 混合焊缝C. 斜角焊缝D. 侧面角焊缝题目1111.焊缝长度方向与作用力平行的角焊缝是()A. 混合焊缝B. 侧面角焊缝C. 斜角焊缝D. 正面角焊缝题目1212.在弹性阶段,侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为()A. 两端大、中间小B. 一端大、一端小C. 两端小、中间大D. 均匀分布题目1313.直角角焊缝的强度计算公式,式中符号表示()A. 角焊缝的强度设计值B. 垂直于焊缝长度方向的应力C. 正面角焊缝的强度设计值增大系数D. 平行于焊缝长度方向的剪应力题目1414.焊接残余应力不影响结构(构件)的()A. 刚度B. 稳定性C. 静力强度D. 疲劳强度题目1515.螺栓的排列方式说法有误的一项是()A. 并列连接排列紧凑,布孔简单,传力大B. 螺栓的排列方式分并列和错列两种C. 错列排列的截面削弱小,连接不紧凑,传力小D. 相比并列排列,错列排列截面削弱较大,是目前常用的排列形式题目1616.下列关于螺栓在构件排列的相关要求说法有误的一项是()A. 受压构件,当沿作用力方向的螺栓距过小时,在被连接的板件间易发生张口或鼓曲现象B. 当螺栓栓距及线距过大时,被连接构件接触面不够紧密,潮气易侵入缝隙而产生腐蚀C. 在受力方向,螺栓的端距过小时,钢板有被剪断的可能D. 要保证一定的施工空间,便于转动螺栓扳手,因此规定了螺栓最小容许间距题目1717.普通螺栓连接按螺栓的受力情况可分为()A. 抗剪型连接、抗压型连接和拉剪型连接B. 抗剪型连接、抗拉型连接和拉剪型连接C. 抗剪型连接、抗拉型连接和抗压型连接D. 抗压型连接、抗拉型连接和拉剪型连接题目1818.高强度螺栓连接分为()A. 螺旋型连接和扭剪型连接B. 摩擦型连接和螺旋型连接C. 承压型连接和螺旋型连接D. 摩擦型连接和承压型连接19.普通螺栓连接按螺栓的受力情况可分为抗剪型连接、抗拉型连接和拉剪型连接,其中最常见的是()A. 不能确定B. 拉剪型连接C. 抗拉型连接D. 抗剪型连接题目2020.螺栓群在轴力作用下的受剪连接,各个螺栓的内力沿螺栓群长度方向不均匀,分布特点为()A. 两端大、中间小B. 一端大、一端小C. 两端小、中间大D. 均匀分布二、判断题(每小题2分,共20分)题目2101.钢结构的连接是指通过一定的方式将钢板或型钢组合成构件,或者将若干个构件组合成整体结构,以保证其共同工作。
六、设置的广告设施,其荷载应按“GB50009建筑结构荷载标准”规定执行。
大体风压应按0.8KN/M执行,并考虑高度系数;7、广告设施采纳钢结构的,应按“GBJ17钢结构设计标准”执行;八、设置广告设施应依照其所处环境,采取适当的防雷方法,包括防直击雷和防雷电波侵入,应按“GB50057建筑物防雷设计标准”规定执行;九、广告设施用电应以低压配电,一样采纳三相五线制供电,必需确保接地和平安,可按“JGJ/T16民用建筑电气设计标准”规定执行;10、设置屋面和墙面广告设施的,除考虑广告设施自身强度外,并应考虑广告设施的荷载对原有建筑物的阻碍;楼顶设置广告必需符合风荷载和屋面承载力技术指标,知足抗震构造要求;1一、广告设施与原有建筑物的连接应确保靠得住、牢固平安。
连接埋置固定部位应和连接件等强度;1二、广告设施的设置应采纳不燃、难燃或阻燃材料,且与建筑外墙及可燃物维持必然的间距,不得阻碍通风、采光、排烟窗(孔洞)的利用。
城市户外广告、招牌设施的设置单位或个人,应增强对设施的日常保护治理,维持其完好、整洁。
凡污损、褪色的,应及时清洗、油饰、粉刷;残缺、破损、倒斜的,应及时维修或改换;板面漏字少划、灯光显示不全的,应及时修复。
设置单位或个人应按期对城市户外广告、招牌设施进行平安检查,遇台风、暴雨时应当采取有效的平安防范方法。
十七、设置户外广告设施应当符合户外广告设施的平安技术标准、治理标准和标准,保证户外广告设施设置的平安和牢固。
建设和保护户外广告设施,应当遵守国家和省、市、区有关平安生产的规定。
6.2 电子显示屏户外广告照明要求6.2.1 电子显示屏应具有依照日照强度调剂显示亮度的功能。
6.2.2在优化设置路段的电子显示屏夜间亮度值应小于1000坎德拉/平方米;其他地域夜间亮度值应小于400坎德拉/平方米。
6.3 灯箱广告照明要求6.3.1 广告画面光源周围亮度与远离光源部份亮度之比宜为1.3至1.5,且不得大于2。