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钢结构设计原理习题集及答案

第一篇：钢结构设计原理习题集及答案钢结构设计原理习题集及答案(2011-09-2810:53:54)标签：a格极限状态焊缝构件承载力教育分类：试卷题库钢结构设计原理习题集及答案第一章绪论练习题一、简答题1．简述钢结构的特点和应用范围。答：特点：（1）承载能力大；（2）稳妥可靠；（3）便于工业化生产，施工周期短；（4）密闭性好；耐热但不耐火；（5）耐腐蚀性差；（6）容易产生噪音应用范围：（1）承受荷载很大或跨度大，高度大的结构；（2）承受动力荷载作用或经常移动的结构；（3）经常拆装的拼装式结构；（4）对密闭性要求高的结构；（5）高温车间或需承受一定高温的结构；（6）轻型结构2．试举例说明钢结构的主要发展趋势。答：（1）高性能钢材的研制；（2）设计方法和计算理论的改进；（3）结构形式的革新第二章钢结构的材料练习题一、单项选择题1、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2、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3、结构工程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4、钢材经历了应变硬化（应变强化）之后¬__A___。(A)强度提高(B)塑性提高(C)冷弯性能提高(D)可焊性提高5、下列因素中_A__与钢构件发生脆性破坏无直接关系。(A)钢材屈服点的大小(B)钢材含碳量(C)负温环境(D)应力集中6、当温度从常温下降为低温时，钢材的塑性和冲击韧性_B__。(A)升高(B)下降(C)不变(D)升高不多7、钢材的力学性能指标，最基本、最主要的是_C_时的力学性能指标。(A)承受剪切(B)承受弯曲(C)单向拉伸(D)两向和三向受力参考答案1.B2.C3.D4.A5.A6.B7.C二、名词解释1．应力集中和残余应力答：（1）应力集中：实际结构中不可避免的存在孔洞、槽口、截面突然改变以及钢材内部缺陷等，此时截面中的应力分布不再保持均匀，不仅在孔口边缘处会产生沿力作用方向的应力高峰，而且会在孔口附近产生垂直于力的作用方向的横向应力，甚至会产生三向拉应力；（2）残余应力：在浇注、轧制和焊接加工过程中，因不同部位钢材的冷却速度不同，或因不均匀加热和冷却而产生。2．冷加工硬化和时效硬化答：（1）在冷加工（或一次加载）使钢材产生较大的塑性变形的情况下，卸荷后再重新加载，钢材的屈服点提高，塑性和韧性降低的现象称为冷作硬化；在高温时溶于铁中的少量氮和碳，随着时间的增长逐渐由固溶体中析出，生成氮化物和碳化物，散存在铁素体晶粒的滑动界面上，对晶粒的塑性滑移起到遏制作用，从而使钢材的强度提高，塑性和韧性下降。这种现象称为时效硬化（也称老化）；（2）钢材的性能受温度的影响十分明显，在150℃以内，钢材的强度、弹性模量和塑性均与常温相近，变化不大。但在250℃左右，抗拉强度有局部性提高，伸长率和断面收缩率均降至最低，出现了所谓的蓝脆现象（钢材表面氧化膜呈蓝色）；三、分析简答题1．钢结构材料的破坏形式有哪几种？破坏特点？答：钢材的破坏分塑性破坏和脆性破坏两种：（1）塑性破坏：塑性变形很大，经历时间又较长的破坏称塑性破坏。断裂时断口与作用力方向呈45°，且呈纤维状，色泽发暗；（2）脆性破坏：几乎不出现塑性变形的突然破坏称脆性破坏。断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大，必须加以重视。2．简述影响钢材脆性断裂的主要因素？如何避免不出现脆性断裂？答：导致脆性破坏的因素：化学成分；冶金缺陷（偏析、非金属夹杂、裂纹、起层）；温度（热脆、低温冷脆）；冷作硬化和时效硬化；应力集中；同号三向主应力状态。为了防止脆性破坏的发生，应在钢结构的设计、制造和使用过程中注意以下各点：(1)合理设计；(2)正确制造；(3)合理使用。3．什么是疲劳破坏？简述疲劳破坏的发展过程。影响疲劳破坏的主要因素？答：钢材在多次循环反复荷载作用下，即使应力低于屈服点fy也可能发生破坏的现象称疲劳破坏。疲劳破坏具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属于脆性断裂。但与一般脆断的瞬间断裂不同，疲劳是在名义应力低于屈服点的低应力循环下，经历了长期的累积损伤过程后才突然发生的。其破坏过程一般经历三个阶段，即裂纹的萌生、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂，因此疲劳破坏是有寿命的破坏，是延时断裂。疲劳对缺陷（包括缺口、裂纹及组织缺陷等）十分敏感。第三章钢结构的设计方法练习题一、填空题1．钢结构的设计方法大体经历了三个阶段：、和，目前《钢规》主要采用。容许应力设计法、半概率半极限状态设计法和概率极限状态设计法，概率极限状态设计法。2．结构的、、统称结构的可靠性，可靠性用来衡量。安全性、适用性、耐久性，可靠