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北航《钢结构设计原理》考核要求一、问答题1、简述塑性破坏和脆性破坏各有什么特征。答：塑性破坏是由于变形过大，超过了材料或者构件可能的应变能力而产生的，而且仅在构件的应力达到了钢材的抗拉强度ƒu后才发生。破坏前构件产生较大的塑性变形，断裂后的断口呈纤维状，色泽发暗。在塑性破坏前，构件发生较大的塑性变形，且变形持续的时间较长，容易及时被发现而采取补救措施，不致引起严重后果。另外，塑性变形后出现内力重分布，使结构中原先受力不等的部分应力趋于均匀，因而提高了结构的承载能力。脆性破坏前塑性变形很小，甚至没有塑性变形，计算应力可能小于钢材的屈服点ƒy，断裂从应力集中处开始。冶金和机械加工过程中产生的缺陷，特别是缺口和裂纹，常是断裂的发源地。破坏前没有任何预兆，破坏是突然发生的，断口平直并呈有光泽的晶粒状。由于脆性破坏前没有明显的预兆，无法及时察觉和采取补救措施，而且个别构件的断裂常会引起整体结构塌毁，后果严重，损失巨大。因此，在设计、施工和使用过程中，应特别注意防止钢结构的脆性破坏。2、在角焊缝设计中，对焊脚尺寸和计算长度有哪些构造要求，为什么？答：最大焊脚尺寸：为了避免焊缝收缩时产生较大的焊接残余应力和残余变形，且热影响区扩大，容易产生热脆，较薄焊件容易烧穿，因此焊脚尺寸应满足；最小焊脚尺寸：角焊缝的焊脚尺寸不能过小，否则焊接时产生的热量较小，而焊件厚度较大，致使施焊时冷却速度过快，产生淬硬组织，导致母材开裂，因此焊脚尺寸应满足；最大计算长度：侧面角焊缝在弹性阶段沿长度方向受力不均匀，两端大而中间小。焊缝越长，应力集中越明显。在静力荷载作用下，如果焊缝长度适宜，当焊缝两端点处的应力达到屈服强度后，继续加载，应力会渐趋均匀。但是，如果焊缝长度超过某一限值时，有可能首先在焊缝的两端破坏，因此一般规定侧面角焊缝的计算长度应满足。当实际长度大于上述限值时，其超过部分在计算中不予考虑。若内力沿侧面角焊缝全长分布，例如焊接梁翼缘板与腹板的连接焊缝，计算长度可不受上述限制；最小计算长度：角焊缝的焊脚尺寸大而长度较小时，焊件的局部加热严重，焊缝起灭弧所引起的缺陷相距太近，加之焊缝中可能产生的其他缺陷（气孔、非金属夹杂等）使焊缝不够可靠。对搭接连接的侧面角焊缝而言，如果焊缝长度过小，由于力线弯折大，也会造成严重的应力集中。因此，为了使焊缝能够具有一定的承载能力，侧面角焊缝或正面角焊缝的计算长度应满足。3、受剪普通螺栓连接在外力作用下的几种可能破坏形式，在设计中如何防止？答：普通螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有四种：①当栓杆直径较小而板件较厚时，栓杆可能被剪断；②当栓杆直径较大、板件较薄时，板件可能被挤坏，由于栓杆和板件的挤压是相对的，因此也把这种破坏叫做螺栓的承压破坏；③板件截面可能因螺栓孔削弱太多而被拉断；④端距太小，端距范围内的板件可能被栓杆冲剪破坏。⑤栓杆弯曲破坏。防止办法：第①、②两种情况通过抗剪螺栓连接的计算加以防止，第③种情况通过构件强度计算加以防止，第④情况通过限制螺栓端距大于或者等于2ｄO加以避免。第⑤种情况通过限制板叠厚不超过5ｄ避免栓杆弯曲过大而破坏。4、为保证梁腹板的局部稳定，应按哪些规定配置加劲肋？答：①、当yfh//t23580w0时，对有局部压应力（σc≠0）的梁，应按构造配置横向加劲肋；但对无局部压应力（σc=0）的梁，可不配置加劲肋。②、当yfh//t23580w0时，应配置横向加劲肋。其中，当yfh//t235170w0（受压翼缘扭转受到约束，如连有刚性铺板、制动板或焊有钢轨）时或yfh//t235150w0（受压翼缘扭转未受到约束）时，或按计算需要时，应在弯曲应力较大区格的受压区增加配置纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，必要时尚宜在受压区配置短加劲肋。③、梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。5、对压弯构件，当弯矩作用在实腹式截面的弱轴平面内时，为什么要分别进行在弯矩作用平面内、外的两类稳定验算？它们分别属于第几类稳定问题？答：压弯构件的截面尺寸通常由稳定承载力确定。对双轴对称截面一般将弯矩绕强轴作用，而单轴对称截面则将弯矩作用在对称轴平面内，使压力作用在分布材料较多的一侧。这样，构件可能在弯矩作用平面内弯曲失稳，也可能在弯矩作用平面外弯扭失稳。所以，要分别计算弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的稳定性。他们属于第二类稳定问题。