同濟(jì)大學(xué)鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)課程的課后題答案第三版,是針對(duì)同濟(jì)大學(xué)學(xué)生在鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)后進(jìn)行自我測(cè)試和復(fù)習(xí)的參考資料。該答案涵蓋了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)計(jì)算方法、材料力學(xué)、施工技術(shù)等方面的知識(shí)點(diǎn),旨在幫助學(xué)生鞏固所學(xué)知識(shí),提高解決實(shí)際問題的能力。答案中的解答過程詳細(xì)、準(zhǔn)確,對(duì)于學(xué)生理解和掌握鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)知識(shí)具有重要參考價(jià)值。
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一、鋼材性能相關(guān)內(nèi)容
(一)鋼材的化學(xué)成分影響
- 有害元素對(duì)鋼材性能的影響
- 碳、硫、磷等有害元素成分過多會(huì)影響鋼材性能。例如硫元素含量過多時(shí),高溫下會(huì)使鋼材發(fā)生熱脆現(xiàn)象;磷元素過多,低溫下會(huì)發(fā)生冷脆現(xiàn)象。
- 鋼材中的氧含量過多,也將使鋼材出現(xiàn)熱脆現(xiàn)象,而氮元素是影響鋼材發(fā)生冷脆的元素之一。
(二)鋼材的性能指標(biāo)
- 五項(xiàng)機(jī)械性能指標(biāo):屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、延伸率、冷彎性能、沖擊韌性是鋼材五項(xiàng)重要的機(jī)械性能指標(biāo)。
- 屈服強(qiáng)度是鋼材開始產(chǎn)生明顯塑性變形時(shí)的應(yīng)力。例如Q235鋼,其屈服強(qiáng)度為235N/mm2。
- 抗拉強(qiáng)度是鋼材在拉伸過程中所能承受的最大應(yīng)力。
- 延伸率反映鋼材的塑性變形能力,是衡量鋼材塑性性能的主要指標(biāo)。
- 冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下塑性應(yīng)變能力和鋼材質(zhì)量的綜合指標(biāo)。
- 沖擊韌性值越大,表示鋼材抵抗脆性斷裂的能力越強(qiáng)。
二、鋼材在不同工況下的特性
(一)疲勞相關(guān)
- 疲勞強(qiáng)度影響因素
- 一般來說,應(yīng)力比或應(yīng)力幅(對(duì)于焊接結(jié)構(gòu))越大,鋼材的疲勞強(qiáng)度越低;并且作用時(shí)間越長(zhǎng)(指應(yīng)力循環(huán)次數(shù)多),疲勞強(qiáng)度也越低。
(二)溫度影響
- 藍(lán)脆現(xiàn)象:鋼材在250°C度附近有強(qiáng)度提高、塑性和韌性降低的現(xiàn)象,稱之為藍(lán)脆現(xiàn)象。
- 冷脆現(xiàn)象:受磷元素等影響,在低溫下鋼材可能發(fā)生冷脆現(xiàn)象,并且鋼材工作溫度影響可能會(huì)引起冷脆或者藍(lán)脆。
三、結(jié)構(gòu)構(gòu)件相關(guān)內(nèi)容
(一)軸心受壓構(gòu)件
- 初始缺陷:軸心受壓構(gòu)件的缺陷有剩余應(yīng)力、初始偏心、初始曲率等。其承載能力極限狀態(tài)有強(qiáng)度和穩(wěn)定性。
- 屈曲形式包括彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲、彎扭曲屈曲。對(duì)于雙軸對(duì)稱的工字型截面軸壓構(gòu)件失穩(wěn)時(shí)的屈曲形式是彎曲屈曲;單軸對(duì)稱截面的軸心受壓構(gòu)件,當(dāng)構(gòu)件繞對(duì)稱軸失穩(wěn)時(shí)發(fā)生彎扭屈曲。
(二)受彎構(gòu)件
- 梁的相關(guān)計(jì)算與控制
- 梁的最小高度是由強(qiáng)度控制的。組合梁的局穩(wěn)公式是按限制受壓翼緣板的寬厚比和腹板的高厚比原則確定。
- 為保證組合梁腹板的局部穩(wěn)定性,當(dāng)滿足一定條件時(shí),應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋和縱向加勁肋。鋼梁在集中荷載作用下,若局部承壓強(qiáng)度不滿足應(yīng)采取設(shè)置支承加勁肋的措施。按正常使用極限狀態(tài)計(jì)算時(shí),受彎構(gòu)件要限制撓度。
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