鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師是干什么的

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師是專門從事現(xiàn)代化鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的高級(jí)技術(shù)應(yīng)用性人才。他們的主要工作包括**分析計(jì)算、圖紙繪制以及參與設(shè)計(jì)方案的制定和項(xiàng)目投標(biāo)**等。，，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師需要掌握鋼結(jié)構(gòu)相關(guān)的專業(yè)知識(shí)與規(guī)范，如《建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范》和《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》，以確保設(shè)計(jì)方案的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)。他們還需要熟練使用結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算軟件，例如PKPM、STS、STXT和STCAD等，來(lái)處理復(fù)雜的計(jì)算問(wèn)題。在實(shí)際操作中，鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師不僅要考慮結(jié)構(gòu)的力學(xué)性能，還要關(guān)注施工的便捷性和安全性，確保設(shè)計(jì)方案既經(jīng)濟(jì)又實(shí)用。

一、單項(xiàng)選擇題

鋼材性能相關(guān)
- 鋼材設(shè)計(jì)強(qiáng)度的確定依據(jù)是鋼材的屈服點(diǎn)。因?yàn)楫?dāng)鋼材應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形，這是鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)取值的重要依據(jù)，在承受荷載時(shí)，不希望鋼材達(dá)到抗拉強(qiáng)度就破壞，屈服點(diǎn)是結(jié)構(gòu)安全性和正常使用的一個(gè)重要指標(biāo)。
- 同類鋼種的鋼板，厚度越大，強(qiáng)度越低。這是由于鋼材的軋制工藝等因素導(dǎo)致，厚鋼板內(nèi)部存在更多的缺陷等因素影響其強(qiáng)度性能。
- 在三向正應(yīng)力狀態(tài)下，當(dāng)出現(xiàn)同號(hào)拉應(yīng)力，且應(yīng)力差較小時(shí)，鋼材易發(fā)生脆性破壞。這種應(yīng)力狀態(tài)會(huì)使鋼材內(nèi)部的微裂紋等缺陷更易擴(kuò)展，導(dǎo)致脆性破壞。
構(gòu)件連接相關(guān)
- 在承受靜力荷載的角焊縫連接中，與側(cè)面角焊縫相比，正面角焊縫的受力性能有所不同。正面角焊縫受力更為復(fù)雜，應(yīng)力集中現(xiàn)象更明顯等特點(diǎn)。
- 普通螺栓受剪連接的破壞形式可能有螺栓桿被剪斷、孔壁擠壓破壞、螺栓桿彎曲、板端被沖剪破壞、鋼板被拉斷等五種情況。
構(gòu)件穩(wěn)定性相關(guān)
- 雙軸對(duì)稱焊接工字形單向壓彎構(gòu)件，若彎矩作用在強(qiáng)軸平面內(nèi)而使構(gòu)件繞弱軸彎曲，則此構(gòu)件可能出現(xiàn)的整體失穩(wěn)形式是平面外的彎扭屈曲。因?yàn)樵谶@種受力情況下，構(gòu)件不僅會(huì)在平面外發(fā)生彎曲，還可能伴隨扭轉(zhuǎn)現(xiàn)象。
- 為了提高梁的整體穩(wěn)定性，最經(jīng)濟(jì)有效的辦法是增加側(cè)向支撐點(diǎn)。增加側(cè)向支撐點(diǎn)可以有效地限制梁的側(cè)向變形，提高整體穩(wěn)定性，相比其他如增大截面等方法更為經(jīng)濟(jì)。
- 簡(jiǎn)支梁整體穩(wěn)定性最差的情況是兩端純彎作用。這種情況下梁的側(cè)向支撐作用相對(duì)較弱，更容易發(fā)生整體失穩(wěn)現(xiàn)象。
構(gòu)件設(shè)計(jì)相關(guān)
- 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度承載力是以截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的屈服應(yīng)力為極限。這是基于軸心受力構(gòu)件在正常使用情況下的強(qiáng)度要求確定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。
- 鋼梁腹板局部穩(wěn)定采用腹板局部臨界應(yīng)力不小于鋼材屈服應(yīng)力的準(zhǔn)則。這樣可以保證腹板在受力過(guò)程中不會(huì)先于其他部位發(fā)生局部失穩(wěn)現(xiàn)象。
- 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的承載力計(jì)算應(yīng)采用邊緣強(qiáng)度屈服準(zhǔn)則等，根據(jù)構(gòu)件的受力特點(diǎn)和破壞形式確定合適的計(jì)算準(zhǔn)則以確保結(jié)構(gòu)安全。
- 梁的正常使用極限驗(yàn)算是指梁的撓度計(jì)算。撓度計(jì)算是衡量梁在正常使用情況下是否滿足要求的重要指標(biāo)，如過(guò)大的撓度會(huì)影響結(jié)構(gòu)的正常使用功能。

二、簡(jiǎn)答題

鋼結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)
- 強(qiáng)度高，塑性韌性好
  - 強(qiáng)度高適用于建造跨度大、高度高、承載重的結(jié)構(gòu)。例如在大跨度橋梁、高層超高層建筑中，鋼結(jié)構(gòu)能夠憑借其高強(qiáng)度承受巨大的荷載。
  - 韌性好適宜在動(dòng)力荷載下工作，具有良好的耗能能力和延性，在地震區(qū)采用鋼結(jié)構(gòu)較為有利。地震作用下，鋼結(jié)構(gòu)能夠通過(guò)自身的塑性變形吸收能量，減少結(jié)構(gòu)的破壞程度。
- 重量輕
  - 鋼材容重大，但是強(qiáng)度高，建造的結(jié)構(gòu)比較輕。結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)性可以用材料的質(zhì)量密度和強(qiáng)度的比值來(lái)衡量，比值越小，結(jié)構(gòu)相對(duì)越輕。例如同樣跨度承受同樣的荷載，鋼屋架相較于其他材料的屋架重量更輕，可以減輕下部結(jié)構(gòu)的負(fù)擔(dān)，在一些對(duì)結(jié)構(gòu)自重要求較高的建筑如大跨度體育場(chǎng)館等結(jié)構(gòu)中有明顯優(yōu)勢(shì)。

三、論述題

軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性分析
- 軸心受壓構(gòu)件的屈曲形式包括彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲、彎扭屈曲。
  - 彎曲屈曲是最常見(jiàn)的屈曲形式，當(dāng)構(gòu)件比較細(xì)長(zhǎng)時(shí)，在軸向壓力作用下，構(gòu)件可能會(huì)發(fā)生彎曲變形而失穩(wěn)。
  - 扭轉(zhuǎn)屈曲主要發(fā)生在構(gòu)件抗扭剛度較弱的情況下，在軸向壓力下構(gòu)件繞其縱軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)而失穩(wěn)。
  - 彎扭屈曲是構(gòu)件在彎曲和扭轉(zhuǎn)的耦合作用下發(fā)生失穩(wěn)的情況，這種情況通常在構(gòu)件的截面形狀、受力情況等較為復(fù)雜時(shí)出現(xiàn)。
- 影響軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性的因素有很多。
  - 構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比是一個(gè)關(guān)鍵因素，長(zhǎng)細(xì)比越大，構(gòu)件的穩(wěn)定性越差。長(zhǎng)細(xì)比是構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度與截面回轉(zhuǎn)半徑的比值，它反映了構(gòu)件的細(xì)長(zhǎng)程度。
  - 構(gòu)件的截面形狀和尺寸也對(duì)穩(wěn)定性有影響。例如，采用合理的截面形狀如工字形、箱形等可以提高構(gòu)件的穩(wěn)定性，較大的截面尺寸通常會(huì)提高構(gòu)件的穩(wěn)定性。
  - 鋼材的力學(xué)性能也不可忽視，鋼材的彈性模量等性能指標(biāo)會(huì)影響構(gòu)件在受力時(shí)的變形特性，進(jìn)而影響其穩(wěn)定性。
- 在設(shè)計(jì)軸心受壓構(gòu)件時(shí)，需要綜合考慮以上因素。根據(jù)構(gòu)件的受力情況、使用要求等確定合適的截面形狀、尺寸和鋼材等級(jí)，并且通過(guò)計(jì)算控制構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比等參數(shù)，以確保軸心受壓構(gòu)件在使用過(guò)程中的穩(wěn)定性。