鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)答題答案：鋼材的主要力學(xué)性能（機(jī)械性能）通常是指鋼廠生產(chǎn)提供的鋼材在標(biāo)準(zhǔn)條件下的強(qiáng)度、韌性、塑性和可焊性等。這些性能指標(biāo)決定了鋼材在建筑結(jié)構(gòu)中的承載能力和耐久性，是評(píng)估鋼材質(zhì)量的重要依據(jù)。鋼材的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和延伸率是衡量其力學(xué)性能的關(guān)鍵指標(biāo)，而鋼材的焊接性能則取決于其化學(xué)成分和微觀組織等因素。

鋼結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)答題答案

一、鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

• 強(qiáng)度高、重量輕：鋼材強(qiáng)度高，相比其他結(jié)構(gòu)材料，在承受相同荷載時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件截面小，結(jié)構(gòu)重量輕，便于運(yùn)輸和安裝。
• 材質(zhì)均勻、可靠性高：鋼材內(nèi)部組織比較均勻，當(dāng)受剪螺栓連接在達(dá)到極限承載力時(shí)，可能出現(xiàn)五種破壞形式，即螺栓被剪斷、孔壁被擠壓壞、構(gòu)件被拉斷、構(gòu)件端部被剪壞和螺栓彎曲破壞，其受力性能穩(wěn)定可靠。
• 塑性、韌性好：鋼材具有良好的塑性和韌性，在承受較大變形時(shí)不易突然斷裂，能適應(yīng)結(jié)構(gòu)在各種荷載作用下的變形要求，抗震性能優(yōu)越，對(duì)動(dòng)力荷載的適應(yīng)性強(qiáng)。
• 工業(yè)化程度高：鋼結(jié)構(gòu)裝配化程度高，可在工廠進(jìn)行預(yù)制加工，然后在施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行組裝，大大縮短施工周期，提高施工效率。
• 安裝方便、施工期短：鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件較輕，便于吊裝和安裝，并且鋼結(jié)構(gòu)的施工不需要像混凝土結(jié)構(gòu)那樣等待混凝土的養(yǎng)護(hù)時(shí)間，所以施工速度快，能夠節(jié)省工期。
• 密閉性好、耐火性差：鋼材能制造密閉性要求較高的結(jié)構(gòu)，但鋼材不耐火，在高溫作用下，鋼材的強(qiáng)度會(huì)顯著降低，當(dāng)溫度達(dá)到一定程度時(shí)，鋼結(jié)構(gòu)可能會(huì)迅速失去承載能力，因此需要采取防火措施。
• 耐腐蝕性差：鋼結(jié)構(gòu)易銹蝕，在潮濕或有腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中，鋼結(jié)構(gòu)容易生銹腐蝕，從而影響結(jié)構(gòu)的使用壽命和安全性，需要定期進(jìn)行維護(hù)，維護(hù)費(fèi)用較大。

二、鋼材的主要力學(xué)性能（機(jī)械性能）

鋼材的主要力學(xué)性能（機(jī)械性能）通常是指鋼廠生產(chǎn)提供的鋼材在標(biāo)準(zhǔn)條件（20°C、5%）下平均拉伸、冷彎和沖擊等單獨(dú)作用下顯示的各種機(jī)械性能（靜力、動(dòng)力強(qiáng)度和塑性、韌性等）。鋼材的單向均勻拉伸試驗(yàn)是鋼材機(jī)械性能的常用試驗(yàn)方法，因?yàn)樗葔嚎s、剪切等試驗(yàn)簡(jiǎn)單易行，試件受力明確，對(duì)鋼材缺陷的反應(yīng)比較敏感，試驗(yàn)所得各項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo)對(duì)于其他受力狀態(tài)的性能也具有代表性。

三、凈力拉伸試驗(yàn)的條件

• 采用規(guī)定形狀和尺寸的標(biāo)準(zhǔn)試件。
• 在常溫（20°C、5%）下進(jìn)行試驗(yàn)。
• 加載速度緩慢（以規(guī)定的應(yīng)力或應(yīng)變速度逐漸施加荷載）。

四、高強(qiáng)螺栓連接中的抗剪螺栓連接

在高強(qiáng)螺栓連接中的抗剪螺栓連接時(shí)，通過(guò)擰緊螺帽使螺桿產(chǎn)生預(yù)拉力，同時(shí)也使被連接件接觸面相互壓緊而產(chǎn)生相應(yīng)的摩擦力，依靠摩擦力來(lái)傳遞外力。是以摩擦力剛被克服，構(gòu)件開(kāi)始產(chǎn)生滑移做為承載能力的極限狀態(tài)。其構(gòu)造要求如下：

• 防止板翹曲后浸入潮氣而腐蝕，限制螺孔中距最大值。
• 為便于擰緊螺栓，宜留適當(dāng)間距。

五、普通螺栓抗剪連接中的五種破壞形式及預(yù)防

• 五種破壞形式
  • 螺栓被剪斷。
  • 孔壁被擠壓壞。
  • 構(gòu)件被拉斷。
  • 構(gòu)件端部被剪壞。
  • 螺栓彎曲破壞。
• 預(yù)防方式：以上五種可能破壞形式的前三種，可通過(guò)相應(yīng)的強(qiáng)度計(jì)算來(lái)防止，后兩種可采取相應(yīng)的構(gòu)件措施來(lái)保證。一般當(dāng)構(gòu)件上螺孔的端距大于2d?（d?為螺栓孔直徑）時(shí)，可以避免端部沖剪破壞；當(dāng)螺栓夾緊長(zhǎng)度不超過(guò)其直徑的五倍，則可防止螺桿產(chǎn)生過(guò)大的彎曲變形。

六、影響鋼材性能的主要因素

• 化學(xué)成分。
• 鋼材缺陷。
• 冶煉，澆注，軋制。
• 鋼材硬化。
• 溫度。
• 應(yīng)力集中。
• 殘余應(yīng)力。
• 重復(fù)荷載作用。

七、影響鋼材疲勞的主要因素

鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，當(dāng)應(yīng)力還低于鋼材的抗拉強(qiáng)度，甚至還低于疲勞的主要因素是應(yīng)力集中、應(yīng)力幅（對(duì)焊接結(jié)構(gòu)）或應(yīng)力比（對(duì)非焊接結(jié)構(gòu)）以及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。

八、級(jí)別代號(hào)中螺栓材料相關(guān)含義

級(jí)別代號(hào)中，小數(shù)點(diǎn)前的數(shù)字是螺栓材料經(jīng)熱處理后的最低抗拉強(qiáng)度，小數(shù)點(diǎn)后數(shù)字是材料的屈強(qiáng)比（fy/fu）。

九、壓桿屈曲（整體穩(wěn)定）相關(guān)

• 受軸心壓力作用的直桿或柱，當(dāng)壓力達(dá)到臨界值時(shí)，會(huì)發(fā)生有直線平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閺澢胶鉅顟B(tài)變形分枝現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱(chēng)為壓桿屈曲或整體穩(wěn)定，發(fā)生變形分枝的失穩(wěn)問(wèn)題稱(chēng)為第一類(lèi)穩(wěn)定問(wèn)題。
• 由于壓桿截面形式和桿端支承條件不同，在軸心壓力作用下可能發(fā)生的屈曲變形有三種形式，即彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲。

十、焊縫相關(guān)

• 焊縫可能存在的缺陷：裂紋、氣孔、夾碴、燒穿、咬邊、未焊透、焊瘤。
• 焊縫質(zhì)量等級(jí)分類(lèi)及要求
  • 焊縫質(zhì)量分為三個(gè)等級(jí)。對(duì)虛軸進(jìn)行質(zhì)量檢查時(shí)，其外觀可見(jiàn)缺陷及幾何尺寸偏差必須符合三級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)要求；
  • 二級(jí)質(zhì)量檢查除對(duì)外觀進(jìn)行檢查并達(dá)到二級(jí)質(zhì)量合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線探傷20%焊縫，達(dá)到B級(jí)檢驗(yàn)Ⅲ級(jí)合格要求；
  • 一級(jí)質(zhì)量檢查除外觀進(jìn)行檢查并符合一級(jí)合格標(biāo)準(zhǔn)外，還需用超聲波或射線對(duì)焊縫100%探傷，達(dá)到B級(jí)檢驗(yàn)Ⅱ級(jí)合格要求。

十一、對(duì)接焊縫的構(gòu)造要求

• 一般的對(duì)接焊多采用焊透縫，只有當(dāng)板件較厚，內(nèi)力較小，且受靜載作用時(shí)，可采用未焊透的對(duì)接縫。
• 起落弧處易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但采用引弧板施工復(fù)雜，因此除承受動(dòng)力荷載外，一般不用引弧板，而是計(jì)算時(shí)為對(duì)接焊縫將焊縫長(zhǎng)度減2t（t為較小焊件厚度）。
• 坡度不大于1:2.5，避免應(yīng)力集中。
• 當(dāng)鋼板在縱橫兩方向進(jìn)行對(duì)接焊時(shí)，焊縫可采用十字形或T形交叉對(duì)接，當(dāng)用T形交叉時(shí)，交叉點(diǎn)的間距不得小于200mm。

十二、影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素及提高措施

• 主要因素：荷載類(lèi)型、荷載作用點(diǎn)位置、梁的截面形式、側(cè)向支承點(diǎn)的位置和距離、梁端支承條件。
• 有效措施：通過(guò)設(shè)置側(cè)向支撐、增加梁的側(cè)向剛度、合理選擇梁的截面形式等方式提高鋼梁整體穩(wěn)定。

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