2022年钢结构简答题汇总.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 基础部分1. 钢材的塑性破坏和脆性破坏各指什么?答:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变才能而产生的,而且仅在构件的应力到达钢材的抗拉强度,;后才发生,破坏前构件产生较大的塑性变形;脆性破坏是指塑性变形很小,甚至没有塑性变形,运算应力可能小于钢材的屈服点 fy,断裂从应力集中处开头的破坏形式;2.化学成分碳,硫;磷对钢材的性能有哪些影响. 答:碳含量增加,强度提高,塑性,韧性和疲惫强度下降,同时恶化可焊性和抗腐蚀性;硫使钢热脆,磷使钢冷脆;但磷也可提高钢材的强度和抗锈性;3.简述钢结构对钢材的基本要求;fy; 2足够的变形才能塑性
2、和韧性 ; 3良好的工艺性能冷加工、热加工和可焊性能; 4根答: 1 较高的强度 抗拉强度fu 和屈服点据结构的详细工件条件,有时仍要求钢材具有适应低温、高温顺腐蚀性环境的才能;4. 钢结构和其他材料的结构相比具有哪些特点?答:建筑钢材强度高,塑性和韧性好;钢结构的重量轻;材质匀称,与力学运算的假定比较符合;钢结构制作简便,施工工期短;钢结构密闭性好;钢结构耐腐蚀性差;钢结构耐热但不耐火;钢结构可能发生脆性断裂;5.简述钢材塑性破坏和脆性破坏;yfuf后才发生,破答:塑性破坏是由于变形过大,超过了材料或构件可能的应变才能而产生的,而且仅在构件的应力到达钢材的抗拉强度坏前构件产生较大的塑性变形;
3、脆性破坏前塑性变形很小,甚至没有塑性变形,运算应力可能小于钢材的屈服点,断裂从应力集中处开头;6. 钢结构的特点是什么?答:强度高、重量轻;材质匀称、牢靠性高;塑性、韧性好;工业化程度高;安装便利、施工期短;密闭性好、耐火性差;耐腐蚀性差;7a什么是钢材的主要力学性能机械性能?答:钢材的主要力学性能机械性能通常是指钢厂生产供应的钢材在标准条件205下匀称拉伸、冷弯和冲击等单独作用下显示的各种机械性能静力、动力强度和塑性、韧性等;7.为什么钢材的单向匀称拉伸试验是钢材机械性能的常用试验方法?答:钢材的单向匀称拉伸比压缩、剪切等试验简洁易行,试件受力明确,对钢材缺陷的反应比较敏锐,试验所得各项机械
4、性能指标对于其它受力状态的性能也具有代表性;因此,它是钢材机械性能的常用试验方法;8. 净力拉伸试验的条件有哪些?答:规定外形和尺寸的标准试件;常温20 5;加载速度缓慢以规定的应力或应变速度逐步施加荷载;9. 在钢材静力拉伸试验测定其机械性能时,常用应力 - 应变曲线来表示; 其中纵坐标为名义应力,试解 释 何谓名义应力?答:所谓名义应力即为试件横截面上的名义应力 =F/A 0F、 A0为试件的受拉荷载和原横截面面积;10. 钢材的弹性?答:对钢材进行拉伸试验,当应力 不超过某肯定值时,试件应力的增或减相应引起应变的增或减;卸除荷载后=0试件变形也完全复原 =0,没有残余变形;钢材的这种性质
5、叫弹性;11. 说明名词:比例极限;答:比例极限:它是对钢材静力拉伸试验时,应力 比关系;12. 说明名词:屈服点- 应变曲线中直线段的最大值,当应力不超过比例极限时,应力应变成正屈服点:当钢材的应力不增加而应变连续进展时所对应的应力值为钢材的屈服点;13. 说明名词:弹性变形答:弹性变形:卸除荷载后,可以完全复原的变形为弹性变形;名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 14. 说明名词:塑性变形答:塑性变形:卸除荷载后,不能复原的变形;15. 说明名词:抗拉强度答:抗拉强度:钢构件受拉断裂时所对应的强度值;16. 说明
6、名词:伸长率答:伸长率是钢结构试件断裂时相对原试件标定长度的伸长量与原试件标定长度的比值,用 5;或 10 表示; 5 表示试件标距 l 0与横截面直径 d0之比为 5; 10 表示试件标距 l 0与横截面直径 d0 之比为 10;对于板状试件取等效直径 d0=2 0 A0为板件的横截面面积;17. 钢材承载力极限状态的标志是什么、并做必要的说明;答:钢材在弹性阶段工作即 f y 时,应力与应变间大体呈线性正比关系,其应变或变形值很小,钢材具有连续承担荷载的才能;但当在非弹性阶段工作即 f y 时,钢材屈服并临时失去了连续承担荷载的才能,相伴产生很大的不适于连续受力或使用的变形;因此钢结构设计
7、中常把屈服强度 f y 定为构件应力可以到达的限值,亦即把钢材应力到达屈服强度 f y 作为强度承载力极限状态的标志;18. 说明屈强比的概念及意义;答:钢材屈服强度与抗拉强度之比称为屈强比;屈强比说明设计强度的一种储备,屈强比愈大,强度储备愈小,不够安全;屈强比愈小,强度储备愈大,结构愈安全,但当钢材屈强比过小时,其强度利用率低,、不经济;19. 什么是钢材的冷弯性能?答:钢材的冷弯性能是衡量钢材在常温下弯曲加工产生塑性变形时对产生裂纹的抗击才能的一项指标;20. 钢材的冷弯性能和哪些因素有关?答:钢材的冷弯性能取决于钢材的质量,并与试验所取弯心直径 d 对钢材厚度 a 的比值有关;21.
8、能否用钢材的冷弯性能考察钢材在复杂应力状态下进展塑性变形才能,为什么?答:钢材的冷弯性能不但是检验钢材适应冷加工才能和显示钢材内部缺陷如分层、离析、非金属夹杂、气泡等状况的一项指标;而且由于冷加工时试件中部受弯部位受到冲头挤压以及弯曲和剪切的复杂作用,因此也是考察钢材在复杂应力状态下进展塑性变形才能的一项标志;22. 什么是钢材的冲击韧性?答:钢材的冲击韧性是指钢材在冲击荷载作用下断裂时吸取机械能的一种才能,是衡量钢材抗击可能因低温、应力集中、冲击荷载作用等而导致脆性断裂才能的一项机械性能;23.测定钢材冲击韧性时,常用标准试件的型式有哪几种?MesnagerU 型缺口试件和夏比CharpV
9、型缺口试件两种;答:测定钢材冲击韧性时,常用标准试件的型式有梅氏24.如何测定钢材的冲击韧性?答:钢材的冲击韧性通常采纳有特定缺口的标准试件,在材料试验机上进行冲击荷载试验,使试件断裂来测定;25. 何谓钢材的弹性极限?答:对钢材进行拉伸试验,当应力 不超过某肯定值时,试件应力的增或减相应引起应变的增或减;卸除荷载后=0试件变形也完全复原 =0,没有残余变形;钢材的这种性质叫弹性;在应力- 应变曲线上,弹性阶段所对应的最高应力点f e称为弹性极限;26. 试说明钢材 U型缺口试件的冲击韧性指标 k 的含义;答:钢材 U型缺口试件的冲击韧性指标一般用冲击值 k 表示,即用冲击荷载使试件断裂时试件
10、所吸取消耗的功 Ak 除以缺口处横截面面积所得的值,其单位为 J/mm 2即 Nmm/mm 2或 Nmm/mm 2;27. 试说明钢材 V 型缺口试件的冲击韧性指标 Akv 的含义;答:钢材 V 型缺口试件的冲击韧性指标一般用冲击功 Akv 来表示;28. 钢材的冲击韧性和哪些因素有关?答:钢材的冲击韧性与钢材质量、试件缺口状况、加载速度、温度、钢材厚度有关;其中温度越低、钢材厚度越大,其冲击韧性越差;名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 29.打算钢材机械和加工工艺性能的主要因素是什么?什么因素与钢材的机械性能有亲密
11、关系?什么因素对钢材的机械性能有重要影响?答:打算钢材机械和加工工艺性能的主要因素是钢材的化学成分及其微观组织结构;钢材的冶炼、浇注、轧制等生产工艺与钢材的机械性能有亲密关系;钢结构的加工、构造、尺寸、受力状态、及其所处的环境温度等对钢材的机械性能有重要影响?30. 钢的主要化学成分是什么?钢材中的微量元素包括什么?答:钢材主要化学成分是铁,在一般的碳素钢中约占 99%;钢材中的微量元素有碳C;有利元素锰 Mn、硅 Si ;有害杂质元素硫S、磷 P、氧 O、氮N、氢 H;在合金钢中仍有特意添加以改善钢材性能的某些合金元素,如锰Mn、钒 V等;31. 碳元素对钢材的性能有哪些影响?其中焊接性是指
12、钢材对焊接的适应性,主要指在肯定的焊 答:碳含量对钢的强度、塑性、韧性和焊接性有打算性的影响;接工艺条件下获得优质焊接接头的难易程度;随着碳含量的增加,钢材的抗拉强度和屈服强度提高;但其塑性、冷弯性能 和冲击韧性、特殊是低温冲击韧性降低,焊接性也变坏;结构钢材的碳含量不能过高,通常不超过 0.22%;32. 硫元素对钢材的性能有哪些影响?答:硫是钢中非常有害的元素;硫的化合物使钢的焊接性变坏;硫降低钢材的塑性和冲击韧性;33. 磷元素对钢材的性能有哪些影响?答:磷是钢中非常有害的元素;磷的有害作用主要是使钢在低温时韧性降低并简洁产生脆性破坏;在高温时,磷会降 低钢的塑性;34. 何为“ 热脆”
13、 ?800 1200时熔化而使钢材显现裂纹,这种 答:硫与铁的化合物硫化铁FeS,散布在钢材纯铁体的间层中,当温度在 现象称为“ 热脆”;“ 热脆” 会使钢的焊接性变坏;35. 何为“ 冷脆” ?答:钢材中由于某些有害元素的存在如磷元素,使钢材在低温时韧性降低并简洁产生脆性破坏,这种现象称为“ 冷脆”;36. 钢冶炼后因浇注方法脱氧程度或方法不同可以分为几种?答:钢冶炼后因浇注方法不同可以分为四种,分别是:沸腾钢、半冷静钢、冷静钢、和特殊冷静钢;37. 什么是沸腾钢?答:沸腾钢是在炉中和盛钢桶中的熔炼钢液中仅用弱脱氧剂锰铁进行脱氧,当钢液注锭时,钢液中仍保留有相当多的氧化铁,与其中的碳等化合生
14、成一氧化碳CO等气体大量逸出,致使钢液猛烈“ 沸腾”,所以称其为沸腾钢;38.沸腾钢具有什么特点?答:沸腾钢的缺点是:沸腾钢注锭后,冷却速度快,溶于钢液中的气体不能全部逸出,而且简洁形成气泡包在钢锭中;“ 沸腾” 使硫、磷杂质分布不匀称,显现其局部富集的“ 偏析” 现象;钢的“ 偏析” 及分布不匀称的气泡,不但使钢 材的质量不匀称,而且常常使轧制钢材产生分层,降低钢材、特殊是厚钢板的抗层状撕裂即钢板在厚度方向上受拉而分 层破坏的才能;沸腾钢的优点是:沸腾钢生产工艺简洁;价格廉价;质量能满意一般承重钢结构的要求,因此其应用范畴比较广泛;39. 什么是冷静钢?答:冷静钢是在熔炼钢液中加入适量的强脱
15、氧剂硅或铝和锰等,进行完全脱氧,因而钢液注锭时不发生沸腾现象,钢 液在钢锭模中安静地逐步冷却,所以称其为冷静钢;40. 冷静钢具有什么特点?答:冷静钢的优点是:由于钢液不沸腾、冷却速度比较慢,钢液中的残余气体比较简洁逸出,因而钢材的质量优良、质 地匀称、组织致密、杂质少、偏析小;与沸腾钢相比,其冲击韧性和焊接性比较好;冷脆和时效敏锐性比较小;强 度和塑性也略高;冷静钢的缺点是:冷静钢需要肯定量的强脱氧剂;铸锭时需要适当保温;工艺过程复杂;冷却后钢锭头部因缩凹而需要切除的部分约为20%比较多;价格相应也较高;第 3 页,共 15 页41.什么是半冷静钢?名师归纳总结 - - - - - - -精
16、选学习资料 - - - - - - - - - 答:半冷静钢是在熔炼钢液中加入少量的强脱氧剂氧化硅或铝而称其为半冷静钢;42. 什么是特殊冷静钢?,其脱氧程度、质量、价格介于沸腾钢和冷静钢之间,因答:特殊冷静钢的脱氧程度比冷静钢更高,一般应含有足够的形成细晶粒结构的元素,如铝等,通常是用硅脱氧后再用铝补充脱氧;我国碳元素结构钢中的 Q235-D 钢,以及桥梁用钢如 16Mnq等属特殊冷静钢;43. 热处理的作用是什么?答:一般钢材轧制后是自然堆放而不做热处理;如经过适当的热处理,就可以显著提高其强度并保持其良好的塑性和韧性;我国一般钢结构中目前尚不采纳热处理钢材,而高强度螺栓就是用一些强度较高
17、的优质碳素结构钢45、35 号钢或低合金结构钢 20MnTiB、40B、35VB钢等,制成螺栓后进行热处理调质淬火后高温回火44. 钢材中的残余应力是如何产生的?答:热轧型钢中的热轧残余应力是因其热轧后不匀称冷却而产生的;其发生气理是:,以进一步提高其强度和质量性能;在型钢热轧终结时,其截面各处的温度大体相同,但其边缘、尖角及薄细部位因与空气接触外表多而冷却凝固较快,其余部分冷却凝固较缓慢;先冷却部位常形成强劲的约束,阻挡后冷却部位金属的自由收缩,从而常使随后冷却的部位受拉,在型钢中产生复杂的残余应力分布;钢材在以后的调直和加工剪切、气割、焊接等仍将转变“ ” 中的残余应力分布;钢材或构件经过
18、退火或其它方法处理后,其残余应力可部分乃至全部排除;45. 残余应力对钢材的受力性能有何影响?答:钢构件承担荷载时,荷载引起的应力将与截面残余应力叠加,使构件某些部位提前到达屈服强度并进展塑性变形;如连续增加荷载,只有截面弹性区承担荷载的增加值,而塑性区的应力不再增加;所以,构件到达强度极限状态时的截面 应力状态与没有残余应力时完全相同,即残余应力不影响构件强度;由于构件截面塑性区退出受力和进展塑性变形,残余应力将降低构件的刚度和稳固性;残余应力特殊是焊接残余应力与荷载应力叠加后,常使钢材处于二维或三维的复杂应力状态下受力,将降低其抗冲击断 裂和抗疲惫破坏的才能;46. 温度对钢材的机械性能有
19、何影响?E 的总 答:钢材的机械性能随温度的不同而有变化,当温度由常温上升时,钢材的屈服强度 f y、抗拉强度 f u 和弹性模量 趋势是降低的,但在 150以下时变化不大;钢材的温度由常温下降至负温度范畴内时,钢材的强度f y、f u等虽有提 高,但塑性和韧性降低、脆性增加;47. 何为“ 蓝脆” ?250左右时,钢材的抗拉强度 f u反而有比较大的提高,但此时相应的伸长率 比较低、冲击韧性变差,钢 答:当温度在 材在此温度范畴内破坏常常呈脆性破坏特点,称其为“ 蓝脆”;48. 什么是钢材的冷加工硬化冷作硬化、应变硬化? G C J H 再 卸 加 载 载O O 如下图:由钢材重复加载的-
20、曲线显示,当第一次加载由 O点开头至已经进展塑性变形的 J 点后完全卸载至 O / 点;当再次加载时- 曲线大致将按卸载时的原有直线 O /J 上升,荷载更大时再沿原先的钢材一次加载情形的- 曲线的 JGH 段变化,表现为钢材的屈服强度提高,弹性范畴增加,塑性和伸长率降低;钢材的这种性质称为钢材的冷加工硬化冷作 硬化、应变硬化 ;49.钢材的冷加工硬化对钢材的性能有何影响?第 4 页,共 15 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 答:钢材在冷拉、冷拔、冷弯、冲切、剪切等冷加工时都会产生很大的塑性变形,由此产生冷作硬化;冷作硬化可提高 钢材
21、的屈服强度,但同时降低塑性和增加脆性,对钢结构特殊是承担动力荷载的钢结构是不利的;50. 何为钢材的实效硬化?钢材随时间进展将使屈服强度和抗拉强度提高、伸长率和冲击韧性降低,称为钢材的实效硬化;51、试说明钢材发生实效硬化的机理?答:钢材发生实效硬化是由于高温时溶于钢材纯铁体中极少量的氮等,随着时间的延长从纯铁中析出,并形成自由氮化物 而存在于纯铁晶粒间的滑动面上,阻挡了纯铁体晶粒间的滑移,因而约束了塑性进展;何为钢材的应力集中?50.答:钢材的标准拉伸试验是采纳经过机械加工的光滑圆形或板状试件,在轴心拉力作用下试件截面应力分布匀称;而实际 钢结构的构件中常有孔洞、缺口等,致使构件截面突然转变
22、;在荷载作用下,这些截面突变处的某些部位孔洞边缘或缺 口尖端等处将产生局部高峰应力,其余部位应力比较低而且分布极不匀称,这种现象称为钢材的应力集中;51. 何为应力集中系数?并表达其作用;通常把钢材截面的高峰应力与平均应力当构件截面受轴心力作用时的比值称为应力集中系数;用希腊字母 表示;应力集中系数可说明应力集中程度的高低,其值取决于构件截面突然转变的急剧程度;52. 试表达应力集中对钢材性能的影响;答:在应力集中的高峰应力区内,通常存在着同号的平面应力状态或立体三维应力状态,这种应力状态使钢材的变 形进展困难而导致脆性状态破坏;钢材构件截面缺口转变愈急剧、即应力集中愈高的试件,其抗拉强度愈高
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