钢结构1_第5章 受 弯 构 件
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第1章 绪论1. 钢结构具有哪些特点?(材料、结构形式、施工、工艺性、耐久性等)(P1)2. 钢结构的典型结构形式?分别利用了钢结构的什么特点?(P2~P5)3. 可靠度指标β的数学表达和物理意义分别是什么?(重点理解极限状态法的设计表达式)。
为什么脆性破坏结构的可靠度指标要求比延性破坏结构更高?构的可靠度指标要求比延性破坏结构更高?((PPT58)4. 结构设计为什么要引入概率论与统计学理论。
结构设计为什么要引入概率论与统计学理论。
((P7)5. 结构功能函数和设计组合控制方程的关系是什么?结构功能函数和设计组合控制方程的关系是什么?((P7~P8)6. 正常使用极限状态、承载力极限状态两者的荷载组合存在什么差异?(P8)7. 设计基准期和结构设计使用年限的区别和关系是什么?设计基准期和结构设计使用年限的区别和关系是什么?((PPT65)8. 荷载标准值、设计值、组合值、准永久值、频遇值的关系是什么?荷载标准值、设计值、组合值、准永久值、频遇值的关系是什么?((PPT67~69)9. 钢结构连接的极限状态属于哪一种?其可靠性指标与构件相比谁高谁低?(P8)10. 正确区分工程结构遭遇的特定状态属于哪一种极限状态(P7、P9)第2章 钢结构材料1. 钢材拉伸试件的应力和强度这两个概念是否同一?2. 伸长率是如何定义的?3. 为什么对钢材有塑性的要求?(P13)4. 钢材的“三脆”分别指什么?(P25\P26)5. 钢材强度和塑性的评价指标主要有哪些?6. 如何理解“钢材的塑性指标比钢材的强度指标更重要”? (P13、P21)7. 钢材的塑性和韧性有何差别?(P20~21)8. 若某一批钢材牌号为Q235时,是否钢材的屈服点就是235MPa ?(P36)9. 检验钢材质量可以采取哪些手段?其中有哪些基本试验方法?检验钢材质量可以采取哪些手段?其中有哪些基本试验方法?(第三节)(第三节)10. 钢材“怕冷”“怕热”的大致范围?高温和低温下可否使用钢结构?钢材“怕冷”“怕热”的大致范围?高温和低温下可否使用钢结构?((P2、P28)11. 一块平板,经过冷加工成为圆管,再用一条焊缝将其焊起来,在焊接之前钢材经历了什么变化?在焊接之后钢材又经历了什么变化?(P27、39)12. 哪些因素对钢材性能有影响?分别有哪些影响?哪些因素对钢材性能有影响?分别有哪些影响?((P24~P29)13. 你认为对钢材进行疲劳计算时,材料的抗力应采用什么指标?(P32~P34)14. 应力幅方法和应力比方法的适用范围及特点是什么?两者的荷载组合方式有什么特点?应力幅方法和应力比方法的适用范围及特点是什么?两者的荷载组合方式有什么特点?((P32~P34) 15. 用应力幅方法进行疲劳设计时,焊接结构和非焊接结构有什么区别?用应力幅方法进行疲劳设计时,焊接结构和非焊接结构有什么区别?((P34)16. 钢材的应力应变关系为什么可以简化为理想弹塑性?其关系曲线如何表达?若要考虑材料的强化特征,其关系曲线又该如何处理?曲线又该如何处理?((P34)17. 请比较同种试件在单轴应力状态、复合异号应力、复合同号应力状态下的屈服强度大小,并给出证明(P30+PPT16) 18. 钢材质量等级的划分标准主要考虑什么因素影响?具体怎么划分?钢材质量等级的划分标准主要考虑什么因素影响?具体怎么划分?((P36)19. 钢材硬化有哪些方式,其利弊如何?钢材硬化有哪些方式,其利弊如何?((P27)20. 构件受压区的母材或者焊缝是否有必要进行疲劳验算?为什么?(P32)21. 焊条的牌号怎么解读?选用时有什么注意事项?焊条的牌号怎么解读?选用时有什么注意事项?((P43)22. 什么是应力集中系数?比较下面几种开孔板件,在孔边附近哪一种的应力集中程度最大?应力集中和什么因素相关?相关?((P28)23. 什么条件下设计计算需要考虑应力集中?什么条件下可不考虑?(P29)24. 钢材的疲劳破坏与哪些因素有关?(P32)第3章 钢结构连接1. 对接焊缝和角焊缝相比,在施工上各自有何特点?(3点)2. 焊缝中可能存在哪些缺陷?各自的影响体现在什么地方?焊缝中可能存在哪些缺陷?各自的影响体现在什么地方?((P50)3. 弯剪作用下H 型钢梁柱连接时假定剪力由腹板承受的原因是什么?型钢梁柱连接时假定剪力由腹板承受的原因是什么?((P57 图3.13)4. 异种钢焊接的焊条选用方法是什么,原因是什么?异种钢焊接的焊条选用方法是什么,原因是什么?((P48)5. 引弧板对焊接及焊缝计算的影响分别是什么?(P55)6. 对接焊缝什么条件下不需要进行强度验算?Ⅰ级对接焊缝的强度指标与Ⅱ级、Ⅲ级有什么差异。
国开大学土木工程钢结构单元小测答案第一章绪论1.1钢结构的发展概况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。
()正确答案是“对”。
1.2钢结构的特点与应用范围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。
()正确答案是“对”。
1.3钢结构设计方法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()正确答案是:可靠性2.结构可靠性主要包括()正确答案是: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。
《钢结构要点及练习题》第一章到第二章钢结构的材料及性能的要点一、钢材的力学性能主要有:强度、塑性(延伸率)、冷弯性能、韧性、。
1. 强度:y f决定材料的承载力,结构用钢的主要指标有屈服点y f 和抗拉强度u f 。
下屈服点y f 为设计时可达到的最大应力值,称为设计强度标准值。
抗拉强度u f 是钢材破坏时达到的最大应力值。
钢材达到u f 时,已产生很大的塑性变形而失去使用功能,但钢材的u f 高可以增加结构的安全保障,故y u f f 的值可看作钢材的强度储备系数。
2. 塑性:钢材的塑性为应力超过屈服点后,试件产生明显的残余塑性变形而不断裂的性质。
塑性的好坏可通过静力拉伸试验的伸长率δ表示。
材料塑性的好坏往往决定了结构是否安全可靠,因此钢材的塑性指标比强度指标更重要。
3. 韧性:韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力,也是钢材抵抗冲击荷载的能力,它是强度和塑性的综合表现。
钢结构设计规范对钢材的冲击韧性k α(或kv A )有常温和负温要求的规定。
选用钢材时,根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性的要求。
4. 冷弯性能:冷弯性能是钢材在冷加工(常温下)产生塑性变形时,对产生裂缝的抵抗能力。
冷弯性能的好坏。
通过使钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形后,检查试件弯曲部分的表面不出现裂纹和分层为合格。
二、影响钢材性能的主要因素有:1. 化学成分:钢的基本元素为铁,约占99%。
此外,还有C 、Si 、Mn (有益);有害S 、P 、O 、N 等,这些元素中含量约1%,但对力学性能有很大影响。
2. 成材影响(冶练、浇筑、扎制及热处理):(1)冶练及浇筑结构用钢主要有三种冶炼方法,即碱性平炉炼钢法、顶吹氧气转炉炼钢法、碱性侧吹转炉炼钢法。
平炉钢和顶吹氧气转炉钢力学性能指标较接近;而碱性侧吹转炉钢的冲击韧性、可焊性、冷脆性、抗锈蚀性等都较差,故这种炼钢法已被淘汰。
钢在冶炼及浇铸过程中会不可避免地产生冶金缺陷。
钢结构设计原理第五章受弯构件1、第五章受弯构件51概述1、定义主要承受横向荷载作用的构件,即通常所讲的梁。
2、类型按使用功能,可分为工作平台梁、吊车梁、楼盖梁、墙梁及檩条等;按支承状况,可分为简支梁、连续梁、伸臂梁和框架梁等;按荷载作用状况,可分为单向弯曲梁和双向弯曲梁;按截面形式有型钢梁和组合梁;实腹式和格构式。
图51受弯构件的截面形式3、受弯构件梁的内力一般,仅考虑其弯矩和剪力;对于框架梁,需同时考虑M、V和N作用。
※关键词受弯构件MEMBERINBENDING梁BEAM单向受弯构件ONEWAYMEMBERINBENDING双向受弯构件TWOWAYMEMBERINBENDING52受弯构件的强度一、2、抗弯强度1、梁在弯矩作用下,当M渐渐增加时,截面弯曲应力的进展可分为三个阶段,见图52所示。
〔1〕弹性工作阶段弯矩较小时,梁截面受拉边缘?<YF,梁处于弹性工作阶段,弯曲应力呈三角形分布。
弹性极限弯矩为NEW??截面受拉边缘的?YF。
〔2〕弹塑性工作阶段弯矩继续增大,截面边缘部分进入塑性,中间部分仍处于弹性工作状态。
〔3〕塑性工作阶段当弯矩再继续增加,截面的塑性区进展至全截面,形成塑性铰,梁产生相对转动,变形大量增加。
此时为梁的塑性工作阶段的极限状态,对应的塑性极限弯矩为PNYPWFM??。
图52梁受弯时各阶段的应力分布状况问取那个阶段作为设计或计算的模型答规范中按弹性阶3、段或弹塑性阶段设计或计算。
塑性进展深度,通过塑性进展系数?来衡量。
截面样子系数NPEFWM??2、抗弯强度?单向受弯FNX????双向受弯FWNYNX???其中X?、Y截面塑性进展系数,一般状况按表61取值;?若YFTB2351>时,取X?Y10;?若直接承受动力荷载作用时,取10。
※抗弯强度不够时,可以调整截面尺寸增大NW,但以增大截面高度H最有效。
二、抗剪强度梁的抗剪强度按弹性设计,以截面的剪应力到达钢材的抗剪强度设计值作为抗剪承载力的极限状态。
第五章受弯构件1.什么是受弯构件?何谓梁?其分类如何?各有何截面形式和应用?答:承受横向荷载的构件称为受弯构件,实腹式的受弯构件通常称为梁。
按制作方法钢梁可分为型钢梁和组合梁两种。
型钢梁加工简单,成本较低,因而应优先采用。
型钢梁通常采用热轧工字钢、热轧H型钢和槽钢三种,其中以H型钢的截面分布最合理,翼缘内外边缘平行,与其他构件连接较方便。
用于梁的H型钢宜为窄翼缘型(HN型)。
图5-1 梁的截面形式在荷载或跨度较大时,由于型钢受到截面尺寸的限制,必须采用组合梁。
组合梁是由钢板或型钢用焊接或螺栓连接而成,最常用的是焊接工字形截面,或由T形钢中间加板的焊接截面。
当焊接组合梁翼缘的厚度很厚时,可采用两层翼缘板的截面。
荷载很大而高度受到限制或梁的抗扭要求较高时,可采用箱形截面。
组合梁截面组成灵活,材料分布合理,节省钢材。
2.钢梁的承载力极限状态和正常使用极限状分别包括哪些方面的内容?:钢梁的承载力极限状态包括强度、整体稳定和局部稳定三个方面。
正常使用极限状态主要指钢梁的刚度,设计时要求在荷载标准值作用下,梁的最大挠度不大于《规范》规定的容许挠度3.梁的强度包括哪些?梁的刚度验算有和要求?答:梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力,设计时要求在荷载设计值作用下,均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。
梁的刚度验算即为梁的挠度验算。
设计时要求在荷载标准值作用下,梁的最大挠度不大于《规范》规定的容许挠度4.作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为哪三个阶段?其应力有何特点?要计算疲劳的梁,按哪一阶段进行计算?答:作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段,以双轴对称工字形截面为例说明如下:图5-2 梁正应力的分布1)弹性工作阶段 荷载较小时,截面上各点的弯曲应力均小于屈服点y f ,荷载继续增加,直至边缘纤维应力达到y f (图5-2b )。
2)弹塑性工作阶段 荷载继续增加,截面上、下各有一个高度为a 的区域,其应力σ为屈服应力y f 。
钢结构设计原理复习题第1章 绪论一、选择题1、在结构设计中,失效概率P f 与可靠指标β的关系为( B )。
A 、P f 越大,β越大,结构可靠性越差B 、P f 越大,β越小,结构可靠性越差C 、P f 越大,β越小,结构越可靠D 、P f 越大,β越大,结构越可靠2、钢结构的主要缺点是( C )。
A 、结构的重量大B 、造价高C 、易腐蚀、不耐火D 、施工困难多3、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构( B )A.密封性好B.自重轻C.制造工厂化D.便于拆装4、当结构所受荷载的标准值为:永久荷载k G q ,且只有一个可变荷载k Q q ,则荷载的设计值为( D )。
A .k G q +k Q qB .1.2(k G q +k Q q )C .1.4(k G q +k Q q )D .1.2k G q +1.4k Q q二、填空题1、结构的可靠度是指结构在 规定的时间 内,在 规定的条件 下,完成预定功能的概率。
三、简答题1、两种极限状态指的是什么?其内容有哪些?答:两种极限状态指的是承载能力极限状态和正常使用极限状态。
承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或是出现不适于继续承载的变形,包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形等。
正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值,包括出现影响正常使用或影响外观的变形,出现影响正常使用或耐久性能的局部损坏以及影响正常使用的振动等。
第2章 钢结构材料一、选择题1、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是( A )。
2、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4、结构工程中使用钢材的塑性指标,目前最主要用( D )表示。
钢结构第五章受弯构件水工钢结构课件第五章水工钢结构课件5.1 受弯构件的型式和应用 5.2 梁的强度和刚度 5.3 梁的整体稳定 5.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋的设计 5.5 型钢梁的设计 5.6 组合梁的设计 5.7 梁拼接和连接 5.8 其它类型梁简介水工钢结构课件大纲要求:1.了解受弯构件的种类及应用; 2.了解受弯构件整体稳定和局部稳定的计算原理(难点),掌握梁的计算方法;3.掌握组合梁设计的方法及其主要的构造要求;4.掌握梁的拼接和连接主要方法和要求。
水工钢结构课件5.1受弯构件的形式和应用实腹式受弯构件――梁格构式受弯梁――桁架水工钢结构课件5.1受弯构件的形式和应用实腹式受弯构件――梁格构式受弯梁――桁架水工钢结构课件5.1梁格布置受弯构件的形式和应用水工钢结构课件梁的计算内容强度承载能力极限状态抗弯强度抗剪强度局部压应力折算应力整体稳定局部稳定正常使用极限状态刚度水工钢结构课件5.25.2.1抗弯强度梁的强度和刚度水工钢结构课件5.25.2.1抗弯强度截面形状系数实用抗弯计算公式: 在弯矩Mx作用下:梁的强度和刚度Mx f xWnxMy Mx f xWnx yWny在弯矩Mx My作用下:水工钢结构课件5.25.2.1抗弯强度截面塑性发展系数梁的强度和刚度水工钢结构课件5.25.2.1抗弯强度截面塑性发展系数梁的强度和刚度水工钢结构课件5.2梁的强度和刚度x x5.2.2 抗剪强度tmaxVmaxMmaxtmaxV S fv I tw水工钢结构课件5.25.2.3局部压应力梁的强度和刚度当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且荷载处又未设置支承加劲肋时,或有移动的集中荷载时,应验算腹板高度边缘的局部承压强度。
水工钢结构课件cFt w lzfF ――集中力,对动力荷载应考虑动力系数;――集中荷载增大系数,重级工作制吊车为1.35,其他为1.0;水工钢结构课件cFtw lzflz --集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度:跨中集中荷载:梁端支座反力:l z a 5hy 2hR l z a 2.5hy a1a--集中荷载沿梁跨度方向的支承长度,对吊车轮压可取为50mm; hy--自梁承载边缘到腹板计算高度边缘的距离;hr--轨道的高度,计算处无轨道时取0; a1 --梁端到支座板外边缘的距离,按实际取,但不得大于2.5hy。