钢结构第二章 材料
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第二章 钢结构的材料一、名词解释1.塑性2.韧性3.冷脆4.热脆5.塑性破坏6.脆性破坏7.冷弯性能合格8.应力集中9.应力幅10.疲劳寿命二、判断题1.钢材具有良好的塑性,因此钢结构只发生塑性破坏2.钢材的强度设计值f 是以钢材的抗拉极限强度u f 为依据的。
3.钢材材质较均匀,因此在各个方向受拉时的强度均相同。
4.2.0σ就是应力应变曲线上应变值为0.2%时所对应的应力值。
5.应力集中常使该处材质处于双向或三向受拉应力状态,材质转脆。
6.只要设计合理或制造正确就可避免钢结构的脆性断裂。
7.冷加工使钢材强度提高,故普通钢结构设计中可利用此提高的强度来进行结构设计。
8.焊接结构的疲劳强度破坏并不是最大应力重复的结果,而是焊接处足够大小的应力幅重复的结果。
9.按现行钢结构设计规范进行钢结构疲劳验算时,疲劳荷载计算中不考虑其荷载动力系数。
10.钢结构脆性断裂就是当某处应力达到y f 或u f 时发生的突然破坏11.塑性变形是不能恢复的,因此塑性破坏比脆性破坏更危险。
12.应力集中可产生三轴受拉的应力状态,它对钢结构抗低温冷脆性有严重的不良影响,但因为它提高了钢材的屈服点,故对提高钢结构的疲劳强度是有利的。
13.结构钢材的伸长率以δ5和δ10 表示,下标5或时代表标准试件的截面面积为5或10平方厘米。
三、单项选择题1.钢材疲劳验算公式][σσ∆≤∆中σ∆是根据( )A:永久荷载设计值 B: 循环荷载设计值C: 永久荷载标准值 D: 循环荷载设计标准值2.下列钢材化学成分中对钢材性能有害的元素是( )Ⅰ硼 Ⅱ氧 Ⅲ硅 Ⅳ氮 Ⅴ硫 Ⅵ 磷A: Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ B: ⅡⅣ Ⅴ ⅥC: Ⅰ硼 硅 氮 磷 D: Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ3.锰、硅、铝常作为脱氧剂加入钢水中,它们的脱氧能力从强到弱的顺序是()A: 铝<锰<硅 B: 硅<锰<铝C: 锰<硅<铝 D: 铝<硅<锰4.钢材冲击韧性V C 随温度降低而显著降低,材料由塑性(温度为2T )转变为脆性(温度1T ),如图,0T 为转变温度,则结构设计时取用结构所处的温度应大于( )A: 2T B: 1T C: 0T D: 2/)(20T T +5.Q235-D 钢材要求保证冲击韧性V C 值时的温度是( )A:0℃ B: -20℃ C:-40℃ D:20℃6.钢材应避免在“蓝脆区”进行热加工,以免引起裂纹,“蓝脆区”的温度是( )左右 A:250℃ B: 300℃ C:600℃ D:800℃7.焊接结构在循环荷载计算应力幅σ∆作用下,焊接处最大应力max σ为( )A :)(抗拉强度u fB :)(屈服强度y fC :σ∆+y fD :σ∆-y f 8:焊接结构在循环荷载计算应力幅σ∆作用下,焊接处最小应力min σ为( )A :)(抗拉强度u fB :)(屈服强度y fC :σ∆+y fD :σ∆-y f 9:下列说法除( )为均为疲劳破坏和脆性破坏共同特点。
钢结构(本)章节小练习第一章绪论1.世界第一座铸铁拱桥是()正确答案是:雪纹桥2.在公元前60年前后,我国就修建了()正确答案是:铁链桥1.最早的钢结构由铁结构发展而来。
()正确的答案是“对”。
2.钢结构的广泛应用源自于钢材的优异性能、制作安装的高度工业化、结构形式的丰富多样以及对复杂结构的良好适应等特点。
()正确的答案是“对”。
1.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2.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3.相比较来讲,钢结构最大的弱点是()正确答案是:易于锈蚀4.相比较来讲,当承受大荷载、动荷载或移动荷载时,宜选用的结构类型是()正确答案是:钢结构5.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6.通常情况下,输电线塔和发射桅杆的结构形式属于()正确答案是:高耸结构1.钢材在冶炼和轧制过程中质量随可得到严格控制,但材质波动范围非常大。
()正确的答案是“错”。
2.钢材质地均匀、各向同性,弹性模量大,具有良好的塑性和韧性,可近似看作理想弹塑性体。
()正确的答案是“对”。
3.结构钢具有良好的冷、热加工性能,不适合在专业化工厂进行生产和机械加工。
()正确的答案是“错”。
4.钢结构在其使用周期内易因温度等作用出现裂缝,耐久性较差。
()正确的答案是“错”。
5.钢材是一种高强度高效能的材料,可以100%回收再利用,而且没有资源损失,具有很高的再循环价值。
正确的答案是“对”。
6.钢材轻质高强的特性使钢结构在跨度、高度大时体现出良好的综合效益。
()正确的答案是“对”。
1.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()正确的答案是:可靠性2.结构可靠性主要包括()正确的答案是:安全性、适用性和耐久性3.下列均为承载能力极限状态范畴的一组是().正确的答案是:构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂1.钢结构设计的目的是保证结构和结构构件在充分满足功能要求的基础上安全可靠地工作。
第2章钢结构材料1钢材代号Q235D的含义为Q为屈服强度的汉语拼音宇母,235为屈服强度数值、D为质量等级符号。
2钢材的硬化,提高了钢材的强度,降低了钢材的塑性和韧性。
3当用公式厶计算常幅疲劳时,式中表示工作应力幅,对焊接结构的焊接部位=旷“和-巧向,对于非焊接部位= <T,nax一^<T min。
4钢材的两种破坏形式为塑性破坏和脆性破坏。
5钢材的设计强度等于钢材的屈服强度斤除以抗力分项系数冷。
6钢材在复杂应力状态下,由弹性转入塑性状态的条件是折算应力等于或大于钢材单向拉伸的屈服极限。
7按脱氧方法之不同,钢材有镇静钢和沸腾钢之分。
8钢材的0值与温度有关,在-2(尸C或在-4(尸C所测得的Cv值称低温冲击韧性。
9随着时间的增长,钢材强度提高,塑性和韧性下降的现象称为时效硬化。
10通过标准试件的一次拉伸试验,可确定钢材的力学性能指标为:抗拉强度心、和屈服极限fy和伸长率合。
11钢材设计强度F与屈服点fy,之间的关系为_/ =厶/*_。
12韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,亦即钢材抵抗冲击荷载的能力。
13对于焊接结构,除应限制钢材中硫、磷的极限含量外,还应限制C的含量不超过规定值0.2%o14在疲劳设计时,经过统计分析,把各种构件和连接分为_L类,相同应力循环次数下,类别越高,容许应力幅越低。
15衡量钢材抵抗冲击荷载能力的指标称为冲击韧性。
它的值越小,表明击断试件所耗的能量越少,钢材的韧性越差。
16钢中含硫量太多会引起钢材的热;含磷量太多会引起钢材的冷。
17钢材受三向同号拉应力作用时,即使三向应力绝对值很大,甚至大大超过屈服点,但两两应力差值不大时,材料不易进入塑性状态,发生的破坏为脆性破坏。
18如果钢材具有良好的塑性性能,那么钢结构在一般情况下就不会因偶然或局部超载而发生突然断裂。
19应力集中易导致钢材脆性破坏的原闵在于应力集中处輕邂_受到约束。
20随着温度下降,钢材的脆性倾向增加。
钢结构基本原理-思考题简答题-答案钢结构基本原理简答题思考题答案2、钢结构的特点是什么?①强度高、重量轻;②材质均匀、可靠性高;③塑性、韧性好;④工业化程度高;⑤安装方便、施工期短;⑥密闭性好、耐火性差;⑦耐腐蚀性差。
第二章钢结构的材料6、什么是钢材的主要力学性能(机械性能)?钢材的主要力学性能(机械性能)通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件(20 5C)下均匀拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性能(静力、动力强度和塑性、韧性等)。
7、为什么钢材的单向均匀拉伸试验是钢材机械性能的常用试验方法?钢材的单向均匀拉伸比压缩、剪切等试验简单易行,试件受力明确,对钢材缺陷的反应比较敏感,试验所得各项机械性能指标对于其它受力状态的性能也具有代表性。
因此,它是钢材机械性能的常用试验方法。
8、净力拉伸试验的条件有哪些?①规定形状和尺寸的标准试件;②常温(205C);③加载速度缓慢(以规定的应力或应变速度逐渐施加荷载)。
9、在钢材静力拉伸试验测定其机械性能时,常用应力-应变曲线来表示口其中纵坐标为名义应力,试解释 何谓名义应力?所谓名义应力即为试件横截面上的名义应力 a=F/A 0 (F 、A 。
为试件的受拉荷载和原横截面面积)。
对钢材进行拉伸试验,当应力。
不超过某一定值时,试件应力的增或减相应引起应变的增或减; 卸除荷载后 ao )试件变形也完全恢复(E =O ), 没有残余变形。
钢材的这种性质叫弹性。
解释名词:比例极限。
比例极限:它是对钢材静力拉伸试验时,应力-应变曲线中直线段的最大值,当应力不超过比例屈服点:当钢材的应力不增加而应变继续发展时所对应的应力值为钢材的屈服点口13、解释名词:弹性变形弹性变形:卸除荷载后,可以完全恢复的变形为弹性变形。
14、解释名词:塑性变形塑性变形:卸除荷载后,不能恢复的变形。
10、 钢材的弹性?11、 12、 极限时,应力应变成正比关系。
解释名词:屈服点15、解释名词:抗拉强度抗拉强度:钢构件受拉断裂时所对应的强度值。
钢结构基本原理(第二版)习题参考解答第二章第二章钢结构的基本材料和构件习题参考解答1. 钢材的基本性能指标有哪些?请简要描述各项性能指标的含义。
答:钢材的基本性能指标包括强度、韧性、可塑性和耐腐蚀性。
- 强度:钢材的强度是指钢材抵抗外力的能力,通常以屈服强度、抗拉强度和抗压强度来表示。
屈服强度是指钢材在受到外力作用时,开始产生塑性变形的应力值;抗拉强度是指钢材在拉伸状态下最大的抵抗外力的应力值;抗压强度是指钢材在受到压缩状态下最大的抵抗外力的应力值。
强度的高低决定了钢材的承载能力。
- 韧性:钢材的韧性是指钢材在受到外力作用时,能够发生塑性变形而不断延展的能力。
韧性的好坏决定了钢结构在受到冲击或震动时的抵抗能力。
- 可塑性:钢材的可塑性是指钢材在受到外力作用时,能够发生塑性变形而不断延展的能力。
可塑性的好坏决定了钢材的加工性能和成型性能。
- 耐腐蚀性:钢材的耐腐蚀性是指钢材在受到各种腐蚀介质(如大气、水、酸等)的侵蚀时,能够保持其力学性能和表面的完整性。
耐腐蚀性的好坏决定了钢结构的使用寿命。
2. 钢材的分类方法有哪些?请简要描述各种分类方法。
答:钢材的分类方法有按化学成分分类、按用途分类和按加工方法分类。
- 按化学成分分类:钢材按化学成分可分为碳素钢、合金钢和不锈钢。
碳素钢的主要成分是碳和铁,其含碳量通常在0.08%~2.11%之间;合金钢是在碳素钢中添加其他合金元素(如铬、钼、锰等)来改善钢材的性能;不锈钢是指含有至少12%的铬元素,在大气或酸性介质中形成一层致密的氧化铬膜,起到防腐蚀的作用。
- 按用途分类:钢材按用途可分为结构钢、机械钢、特种钢和工具钢等。
结构钢是用于制造各种钢结构的钢材,如建筑、桥梁、船舶等;机械钢是用于制造机械零部件的钢材,如轴承、齿轮、轴等;特种钢是用于特殊工作条件下的钢材,如高温、低温、高压等环境下的钢材;工具钢是用于制造各种切削工具和模具的钢材,如刀具、冲压模具等。
- 按加工方法分类:钢材按加工方法可分为热轧钢材、冷轧钢材和锻制钢材。
钢结构设计手册钢结构设计手册第一章:引言1.1 目的和范围本钢结构设计手册的目的是提供钢结构设计师所需的详尽信息和指导,旨在确保钢结构的安全性、可行性和可持续性。
本手册适用于各类钢结构项目,包括建筑物、桥梁、塔楼等。
1.2 设计过程本章将介绍钢结构设计的基本流程,并解释每个阶段的和要求。
设计过程包括结构预备设计、详细设计和施工图设计。
第二章:材料2.1 钢材选用详细介绍了不同种类的钢材,包括常用的低合金结构钢、碳素结构钢以及不锈钢。
说明了各种钢材的特性、机械性能和适用范围,并提供了选材的指导原则。
2.2 钢材标准列出了国内外常用的钢材标准,包括国家标准、行业标准和国际标准。
对每个标准进行了简要解释和比较,以设计师正确选择符合要求的钢材标准。
2.3 焊接材料介绍了常用的焊接材料,包括焊条、焊丝、焊剂等。
解释了不同焊接材料的特性、适用范围和施工要求,以及质量控制措施。
第三章:承载力和稳定性3.1 承载力计算讲解钢结构的承载力计算方法,包括弯曲承载力、剪切承载力和轴向承载力等。
提供了实例和计算步骤,以设计师正确进行承载力计算。
3.2 稳定性设计详述了钢结构的稳定性设计原理和方法,包括局部稳定性和整体稳定性。
解释了稳定失效模式和稳定性判断准则,并提供了设计指南和建议。
第四章:结构连接4.1 焊接连接介绍了常见的焊接连接方式,包括对接焊缝、角焊缝和搭接焊缝等。
阐述了焊接连接的设计原则和施工要求,以及质量控制措施。
4.2 螺栓连接解释了螺栓连接的原理和设计方法,包括螺栓的选用、预紧力的确定和螺栓的安装要求。
提供了螺栓连接的计算公式和实例。
第五章:防腐措施5.1 防腐方法包括防腐涂层、热镀锌、喷涂和防腐包覆等防腐方法的原理和适用范围。
详细说明了每种方法的工艺流程和施工要求。
5.2 防腐材料列出了常用的防腐涂料、防腐剂和防腐包覆材料。
介绍了每种材料的特性、使用方法和质量标准,以及注意事项和施工指导。
第六章:施工要点6.1 施工工序详细列出了钢结构施工的各个工序,包括验收、上料、焊接、安装和检验等。
钢结构设计规范2003钢结构设计规范是针对钢结构建筑的设计和施工提出的一系列规范和标准,以保证钢结构的安全性、可靠性和经济性。
以下是一个涵盖了钢结构设计规范的约2003500字的范围。
第一章:总则1.1 目的和适用范围1.2 规范的引用文献1.3 术语和定义1.4 基础理论第二章:材料2.1 钢材的选择和分类2.2 钢材的机械性能和物理性能2.3 钢材的质量和标志2.4 钢材的保护措施第三章:构件3.1 框架结构的设计和计算3.2 柱和梁的设计和计算3.3 连接件的设计和计算3.4 钢板和钢板连接的设计和计算第四章:荷载和荷载组合4.1 建筑物荷载的分类和计算4.2 风荷载的计算4.3 地震荷载的计算4.4 温度荷载的计算第五章:结构设计5.1 结构的整体设计方法5.2 桁架结构的设计和计算5.3 钢筋混凝土结构的设计和计算5.4 复合结构的设计和计算第六章:施工工艺6.1 钢结构制作工艺6.2 钢结构安装工艺6.3 钢结构腐蚀防护工艺6.4 钢结构验收和检测工艺第七章:质量控制和检验7.1 钢结构质量控制体系7.2 钢结构制造和安装质量检验方法7.3 钢结构焊缝质量检验方法7.4 钢结构防腐检验方法第八章:安全技术要求8.1 钢结构施工安全技术要求8.2 钢结构使用安全技术要求8.3 钢结构维护安全技术要求第九章:工程应用案例9.1 高层钢结构建筑设计与施工案例9.2 钢结构桥梁设计与施工案例9.3 钢结构厂房设计与施工案例9.4 钢结构体育场馆设计与施工案例以上是钢结构设计规范中的一些主要内容和章节,详细规范内容请参阅相关颁布的国家标准和行业标准。
第二章 钢结构的材料 返回§2-6 建筑钢的种类、规格和选用2.6.1 建筑用钢的种类我国的建筑用钢主要为碳素结构钢和低合金高强度结构钢两种,优质碳素结构钢在冷拔碳素钢丝和连接用紧固件中也有应用。
另外,厚度方向性能钢板、焊接结构用耐候钢、铸钢等在某些情况下也有应用。
一、碳素结构钢按国家标准《碳素结构钢》GB/T700生产的钢材共有Q195、Q215、Q235、Q255和Q275种品牌,板材厚度不大于16mm 的中,塑性、韧性均较好。
该牌号钢材又根据化学成分和冲击韧性的不同划分为A 、B 、C 、D 共4个质量等级,按字母顺序由A 到D ,表示质量等级由低到高。
除A 级外,其它三个级别的含碳量均在0.20%以下,焊接性能也很好。
因此,规范将Q235牌号的钢材选为承重结构用钢。
Q235钢的化学成分和脱氧方法、拉伸和冲击试验以及冷弯试验结果均应符合表2.6.1、2.6.2和2.6.3的规定。
代表沸腾钢,“b”代表半镇静钢,符号“Z”和“TZ”分别代表镇静钢和特种镇静钢。
在具体标注时“Z”和“TZ”可以省略。
例如Q235B 代表屈服点为235N/mm2的B 级镇静钢。
在冷弯薄壁型钢结构的压型钢板设计中,如由刚度条件而非强度条件起控制作用时,也允许采用Q215牌号的钢材,可参考本书第9章单层厂房钢结构的有关内容。
二、低合金高强度结构钢按国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591生产的钢材共有Q295、Q345、Q390、Q420和Q460等5种牌号,板材厚度主要依靠添加少量几种合金元素来达到,合金元素的总量低于5%,故称为低合金高强度钢。
其中Q345、Q390和Q420均按化学成分和冲击韧性各划分为A、B、C、D、E共5个质量等级,字母顺序越靠后的钢材质量越高。
这三种牌号的钢材均有较高的强度和较好的塑性、韧性、焊接性能,被规范选为承重结构用钢。
这三种低合金高强度钢的牌号命名与碳素结构钢的类似,只是前者的A、B级为镇静钢,C、D、E级为特种镇静钢,故可不加脱氧方法的符号。
第二章钢结构的材料一、选择题1、《钢结构设计规范》中推荐使用的承重结构钢材是下列哪一组?( B )A.Q235,Q275,Q345,Q420 B.Q235,Q345,Q390、Q420C.Q235,Q295,Q345,Q420 D.Q235,Q275,Q295、Q3902、在构件发生断裂破坏前,有明显先兆的情况是(B)的典型特征。
A. 脆性破坏B. 塑性破坏C. 强度破坏D. 失稳破坏3、钢材塑性破坏的特点是( D )A.变形小B.破坏经历时间非常短C.无变形D.变形大4、钢材的设计强度是根据(C )确定的。
A. 比例极限B. 弹性极限C. 屈服点D. 极限强度5、根据钢材的一次拉伸试验,可得到如下四个力学性能指标,其中( B )被作为钢材的强度标准值。
A.抗拉强度f uB.屈服点f yC.伸长率δD.弹性模量E6、钢材屈服点fy的高低反应材料(D)A.受静荷时的最大承载能力B.受静荷时的最大变形能力C.受动荷时的最大承载能力D.受静荷时发生塑性变形前的承载能力7、钢材的抗拉强度fu与屈服点fy之比fu/fy反映的是钢材的( A )A.强度储备B.弹塑性阶段的承载能力C.塑性变形能力D.强化阶段的承载能力8、钢结构设计中钢材的设计强度为(D)。
A. 强度标准值B. 钢材屈服点C. 强度极限值D. 钢材的强度标准值除以抗力分项系数9、已知某钢材的屈服强度标准值为250N/mm2,抗拉强度最小值为390N/mm2,材料分项系数为1.087,则钢材的强度设计值应为(D)A.360N/mm2 B.270N/mm2 C.250N/mm2 D.230N/mm210、钢材是理想的(C)体。
A. 弹性B. 塑性C. 弹塑性D. 非弹性11、钢结构中使用钢材的塑性指标,目前最主要用(D)表示。
A. 流幅B. 冲击韧性C. 可焊性D. 伸长率12、钢材的伸长率 用来反映材料的(C)。
A. 承载能力B. 弹性变形能力C. 塑性变形能力D. 抗冲击荷载能力13、同一结构钢材的伸长率( A)。