2014年結構工程師一次過關 |考試時間

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　　一、鋼結構的特點：

　　優點：1、強度高，鋼材的屈服強度、容重比值高

　　2、彈性模量E大，剛度大，結構變形小

　　3、鋼材均質，各向同性，為理想彈塑性材料

　　4、塑性與韌性好

　　5、可焊性好

　　6、適于標準化設計和工業化制造，安裝速度快，施工不受季節與氣候 限制

　　7、通過螺栓和節點構造，便于拆?和拼裝，易于修復和更換

　　8、環保材料

　　缺點： 1、易腐蝕

　　2、耐火性差

　　3、低溫條件下，在復雜應力狀態下易發生脆性破壞

　　4、鋼橋噪音大，不適于城區

　　5、相對其 它建筑材料，價格偏高

　　二、焊接對結構的影響:

　　1、某些裂縫和局部區域內鋼材變脆;

　　2、殘余應力;

　　3、焊縫中可能還有氣孔、根部未焊透等。

　　焊接結構(比鉚接結構更)易發生脆性斷裂，其原因有：

　　(1)焊接后往往殘留有缺陷，如氣孔、尖碴、裂紋或未焊透

　　(2)焊接后內部存在殘余應力

　　(3)焊接接頭往往剛性 較大，材料的塑性降低

　　(4)焊接將結構連成整體，裂縫一旦發展，范圍很大

　　發生脆性破壞的原因 ：

　　(1)化學成份： C/P/S/O 等

　　(2)冶煉方法和軋鋼工藝

　　(3)冷加工硬化：常溫下冷加工過程中，產生塑性變形和時 效硬化

　　(4)復雜應力狀態

　　(5)溫度 “藍脆現象”;鋼材脆斷易在低溫(尤其 T<-10 °C)下發生。

　　三、什么是疲勞：

　　1. 鋼結構構件和其連接在很多次重復加載和卸載作用下，在其強度還低于鋼材抗拉強度，甚至低于鋼材屈服點的情況下突然斷裂，稱為疲勞破壞。

　　疲勞破壞基本特征：

　　1)應力<鋼材抗拉強度下發生，具低應力類脆性斷裂的特征

　　2)破壞具局部性質，宏觀上無明顯塑性變形區域

　　3 )破 壞前，要經歷一個疲勞損傷的累積過程

　　4)疲勞斷口宏觀上和微觀上都有顯著的特征

　　5)疲勞壽命具極大的離散性― ―應采用概率方法分析

　　疲勞破壞影響因素：

　　1、缺陷：機械加工缺陷，變截面沒有過渡段、焊接缺陷(如未焊透等) 、冶煉工藝形成的缺陷

　　2、荷載(應力)循環特征

　　3、荷載(應力)循環次數

　　四、外涂藥皮的作用：

　　1)使電弧外圍產生“氣體氣 + 焊渣” ，隔絕空氣，以免氧、氮等有害氣體使焊縫變脆;

　　2)補充母材因高溫和冶金反應而 損失的有益成份。

　　殘余應力、殘余變形如何產生?殘余應力、殘余應變對結構的影響?減少焊接殘余應力和焊接殘余變形的方法有哪些?

　　1、鋼材在施焊過程中會在焊縫及附近區域內形成不均勻的溫度場， 在高溫區產生拉應力， 低溫區產生相應的壓應力。 在無外界約束的情況下，焊件內的拉應力和壓應力自相平衡。這種應力稱焊接殘余應力。隨焊接殘余應力的產生，同時 也會出現不同方向的不均勻收縮變形，稱為焊接殘余變形。

　　2、殘余應力： ① 鋼材具一定塑性，若無嚴重應力集中，殘余應力不影響靜力強度② 降低剛度，增大變形(殘余應力使 部分區域提前進入塑性，彈性區降低)③ 降低整體穩定和局部穩定(殘余應力使部分區域提前進入塑性，剛度降低) ④ 降低疲勞強度(殘余應力通常是多向應力，致使塑性降低、脆性增加，疲勞強度降低)

　　3、殘余應變： ① 影響結構的尺寸精度及外觀② 導致初彎曲，初扭曲、初偏心等，受力時產生附加彎矩、扭矩和變形，降低結構強度和穩定的承載能力

　　4、減少焊接殘余應力和變形的方法： ①合理設計 : 選擇適當的焊腳尺寸、焊縫布置應盡可能對稱、進行合理的焊接工藝設計，選擇合理的施焊順序。②正確施工： 在制造工藝上， 采用反變形和局部加熱法; 按焊接工藝嚴格施焊， 避免隨意性; 盡量采用自動焊或半自動焊， 手工焊時避免仰焊。

　　五、螺栓典型破壞及其原因：

　　1、螺栓剪壞――栓桿強度低

　　2、板件孔壁壓壞――板件強度低

　　3、板端剪壞――端距過小

　　4、板件拉壞――凈截面過小

　　5、栓桿彎曲――中間板較多

　　6、塊狀拉剪破壞――板件太薄

　　7、翼板彎曲――板件太薄

　　8、栓桿拉壞――螺栓抗拉 強度低

　　措施：

　　1、 排列規則

　　2、 保證施擰時有扳手空間

　　3、 端距不能過小

　　4、 螺栓距不能過大和過小

　　5、 栓孔不能過大，削弱 受力截面，可錯列布置

　　剛度計算的目的：

　　1、限制拉桿本身引起的撓度

　　2、減少構件震動，減少動荷載作用下端節點栓桿的松動

　　3、防止 桿件運輸過程中發生偶然碰撞引起桿件過大變形

　　4、增強桿件對轉動節點有效地約束作用。

　　實腹式軸心壓桿的設計步驟 ：

　　原則：用鋼量最省，制造簡單，便于于其它構件連接

　　步驟：

　　1、從總體穩定入手選取截面，軸心壓力較大，桿件長度不大λ=60～80 ，軸心壓力較小，桿件長度較小 λ=80～100 ，軸壓力與桿件長度相互影響。

　　2、ινχ=ινχ/λ、?ινy=ινy/λy 根據ιχ 和ιy 及初步選定的截面形式，估算截面 輪廓尺寸 3、布置截面，計算選定的截面特性

　　4、驗算截面 總體穩定、局部穩定、剛度、強度

　　鋼梁的計算內容：

　　1、截面強度

　　2、整體穩定

　　3、局部穩定

　　4、腹板的后屈曲強度

　　5、剛度

　　6、疲勞