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小结一英汉互译强度strength碳素钢carbonsteel变截面梁non-uniformcross-sectionbeam压弯构件beam-column应力集中stressconcentration塑性破坏plasticfailure连接connection整体稳定overallstability截面弯曲刚度flexuralrigidityofsection高强度螺栓High-strengthbolt屈强比：是钢材的屈服强度与抗拉强度的比值。抗拉强度fu是钢材破坏前能承受的最大应力，fu高则可提高结构的安全保障，屈强比愈低钢材的安全储备愈大。钢材的三项主要力学性能指标为抗拉强度、屈服点、伸长率。用结构钢材制成的拉伸试件进行拉伸试验时，得到的平均应力-应变关系曲线(σ-ε关系曲线)可分为弹性阶段、弹塑性阶段、塑性阶段、强化阶段和颈缩阶段。塑性破坏：也成延性破坏。破坏特征是构件应力超过屈服点fy，并达到抗拉强度极限fu后，构件产生明显的变形并断裂；塑性破坏的断口常为杯形，呈纤维状，色泽发暗。塑性破坏前有很明显的变形，便于发现和补救。是由于剪应力超过晶粒抗剪能力而产生。脆性破坏：脆性破坏在破坏前无明显变形，平均应力亦小，没有任何预兆。是突然发生的，危险性大，应尽量避免。脆性破坏是由于拉应力超过晶粒抗拉能力而产生。影响钢材脆断的直接因素：裂纹尺寸，作用应力和材料的韧性。此外冷加工、加载速率都有影响。疲劳破坏：钢材在反复荷载作用下，应力虽然还低于极限强度，甚至还低于屈服点，也会发生破坏，这种破坏称为疲劳破坏。首先由于钢材内部结构不均匀和应力分布不均匀引起。应力集中可以使个别晶粒很快出现塑性变形及硬化等，从而大大降低钢材的疲劳强度。钢材的疲劳破坏与反复荷载引起的应力种类、应力循环形式、应力循环次数、应力集中程度和残余应力有关。损伤：塑性损伤、疲劳损伤、材质的变化及蠕变损伤。轧制的钢材愈小，其强度也愈高，塑性和冲击韧性也愈好。时效使钢材强度提高，塑性降低，特别是冲击韧性大大降低，钢材变脆。冷作硬化：钢结构制造时，在冷（常温）加工过程中引起的钢材硬化现象，通常称为冷作硬化。冷作硬化会改变钢材力学性能，即强度（比例极限、屈服点和抗拉强度等）提高，但是降低了钢材的塑形和冲击韧性，增加出现脆性破坏的可能性，对钢结构是有害的。应力集中：在钢结构构件中不可避免的存在着孔洞、槽口、凹角、裂缝、厚度变化、形状变化、内部缺陷等，此时轴心受力构件在截面变化处应力不在保持均匀分布，而是在一些区域产生局部高峰应力，在另外一些区域则应力降低，形成所谓的应力集中现象。钢材种类：碳素结构钢和低合金结构钢。采用低合金钢的主要目的是减轻结构重量，节约钢材和延长使用寿命。钢材选用的原则：既能使结构安全可靠和满足使用要求，又要最大可能节约钢材和降低造价。钢结构可能破坏形式：结构整体失稳、结构和构件的局部失稳、结构的塑性破坏、结构的脆性断裂、结构的疲劳破坏、结构的损伤累积破坏。结构整体失稳破坏是指作用在结构上的外荷载尚未达到按强度计算得到的结构破坏荷载时，结构已不能承担并产生较大变形，整体结构偏离原来的平衡位置而倒塌。结构和构件局部失稳是指结构和构件在保持整体稳定的条件下，结构中局部构件或构件中的板件已不能承受外荷载作用而失去稳定。残余应力：钢结构构件在轧制、冷加工和焊接制作等过程中都会在钢结构的截面上产生应力，称为残余应力。应力塑形重分布：在静态荷载和塑性破坏的情况下，残余应力的存在或应力集中现象的出现并不影构件的强度。因为当应力达到屈服点时，由于流幅的存在，不均匀的应力会逐渐趋向平均，出现了应力塑形重分布。受弯构件的强度破坏常以截面形成塑性铰喂破坏标志。在超静定结构中，一个截面形成塑性铰并不标志结构丧失承载能力。影响疲劳强度的主要因素是应力集中。影响结构脆性断裂的因素：裂纹、应力、材料：钢板厚度，应力状态，工作温度，加荷速率。防止钢材脆性断裂的措施:设计时注意使荷载能多路径传递，正确选用钢材，合理制造、安装。拉弯构件强度计算准则：1）边缘纤维屈服准则“在构件最大截面上，截面边缘处的最大应力达到屈服时即认为拉弯构件达到了强度计算准则；2）全截面屈服准则构件最大受力截面的全部受拉和受压区的应力都达到屈服。此时，这一截面在拉力和弯矩共同作用下形成塑性铰；3）部分发展塑性准则构件的最大受力截面的部分受拉和受压区的应力达到屈服点。轴心受压构件可能破坏形式：强度破坏、整体失稳破坏和局部失稳。整体失稳包括弯曲失稳、弯扭失稳、扭转失稳。格构式压杆绕虚轴失稳时，其整体稳定性与实腹式不完全相同，需要考虑在剪力作用下柱肢和缀条或缀板变形的影响。轴心受压缀条格构构件的局部稳定：受压构件单肢截面板件的局部稳定、受压构件单肢自身的稳定以及缀条的稳定。当缀条采用单角钢时，考虑到受力偏心的不利影响，引入折减系数r0.受弯构件：只受弯矩作用或弯矩与剪力共同作用的构件称为受弯构件。受弯构件的整体失稳：单向受弯构件在荷载作用下，虽然最不利截面上的弯矩或者弯矩与其他内力的组合效应还低于截面的承载强度，但构件可能突然偏离原来的弯曲变形平面，发生侧向挠曲和扭转，称为受弯构件的整体失稳。自由扭转的特点：截面上的应力为扭转引起的剪应力；构件单位长度的扭转角处处相等。翘曲应力：双力矩和约束力矩分别引起截面上的正应力和剪应力。影响临界弯矩的主要因素：1）截面的侧向抗弯刚度EIy、抗扭刚度GIt和抗翘曲刚度EIw愈大，临界弯矩愈大；2）构件的跨度L愈小，临界弯矩愈大；3）By值愈大则临界弯矩愈大；4）构件受纯弯曲时，弯矩图为矩形，梁中所有截面的弯矩都相等；5)横向荷载在截面上的作用位置；6）支承对位移的约束程度愈大，则临界弯矩愈大。腹板局部稳定的保证及加劲肋的种类：1)限制板件宽厚比2）在腹板设置加劲肋加劲肋种类：1仅用横向加劲肋加强2同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强3在受压翼缘与纵向加劲肋之间设短加劲肋钢结构的连接通常有焊接、铆接和螺栓连接。钢结构连接原则：安全可靠、传力明确、构造简单、制造方便、节约钢材。高强度螺栓摩擦型连接和承压性连接。引弧板的作用：对接焊缝的起点和终点常因不能熔透而出现凹形的焊口，受力后易出现裂缝及应力集中。为避免这种不利情况的出现，施焊时常将焊缝两端施焊至引弧板上，然后将多余部分割掉。对接焊缝的计算长度为焊缝实际长度减去2t，t——在对接接头中为连接件的较小厚度，在T形板连接中为腹板厚度。角焊缝的计算长度为实际长度减去焊缝起点和终点各hf.hf——角焊缝焊脚尺寸。直角角焊缝的截面形式有普通焊缝、平坡焊缝、深熔焊缝等。焊接方法：电弧焊、电渣焊、电阻焊和气焊。Q235焊件——E43型系列焊条Q345——E50型系列焊条Q390/Q420——E55型部分焊透的对接焊缝的计算应按角焊缝计算。弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性和缀材的计算。对接焊缝三级检验：三级检验只要求通过外观检查，二级检验要求通过外观检查和超声波探伤检查，一级检验要求通过外观检查，超声波探伤检查和X射线检查。简答题1．简述钢结构对钢材的基本要求。答：(1)较高的强度（抗拉强度uf和屈服点yf）；(2)足够的变形能力（塑性和韧性）；(3)良好的工艺性能（冷加工、热加工和可焊性能）；(4)根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。2．为何要规定螺栓排列的最大和最小容许距离？答：为了避免螺栓周围应力集中相互影响、钢板的截面削弱过多、钢板在端部被螺栓冲剪破坏、被连接板件间发生鼓曲现象和满足施工空间要求等，规定了螺栓排列的最大和最小容许距离。3．计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时，为什么采用换算长细比？答：格构式轴心受压构件，当绕虚轴失稳时，因肢件之间并不是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来，构件的剪切变形较大，剪力造成的附加影响不能忽略。因此，采用换算长细比来考虑缀材剪切变形对格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定承载力的影响4．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、韧性和疲劳强度下降，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。5．抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？答：有五种情况：螺栓杆被剪断、孔壁挤压、板被拉断、钢板剪断、螺栓杆弯曲破坏。防止方法：。第③种破坏形式采用构件强度验算保证；第④种破坏形式由螺栓端距≥2d0保证。第①、②种破坏形式通过螺栓计算保证。（5）限制板叠厚不超过5d一避免螺杆弯曲过大而破坏6．哪些因素影响轴心受压构件的稳定承载力？答：构件的初弯曲、荷载的初偏心、残余应力的分布以及构件的约束情况等。7.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、韧性和疲劳强度下降，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。8.简述钢结构连接方法的种类。答：钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。9.格构式构件截面考虑塑性发展吗？答：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，因为截面中部空心。10．什么情况下会产生应力集中，应力集中对钢材材性能有何影响？答：实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。此时，构件中的应力分布将不再保持均匀，产生应力集中。在负温或动力荷载作用下，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源。11．简述普通螺栓连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的不同点。答：在弯矩作用下，普通螺栓连接计算时假定中和轴位于弯矩所指的最下列螺栓处，高强度螺栓摩擦型连接计算时中和轴位于螺栓形心轴处。12．格构式构件截面考虑塑性发展吗？为什么？答：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，因为截面中部空心13．钢结构焊接连接方法的优点和缺点有哪些？答：焊接连接的优点：焊接间可以直接连接，构造简单，制作方便；不削弱截面，节省材料；连接的密闭性好，结构的刚度大；可实现自动化操作，提高焊接结构的质量。焊接连接的缺点：焊缝附近的热影响区内，钢材的金相组织发生改变，导致局部材质变脆；焊接残余应力和残余变形使受压构件承载力降低；焊接结构对裂纹很敏感，局部裂纹一旦发生，容易扩展至整个截面，低温冷脆问题较为突出。14．什么是疲劳断裂?影响钢材疲劳强度的因素?答：钢材的疲劳断裂是微观裂纹在连续反复荷载作用下不断扩展直至断裂的脆性破坏。钢材的疲劳强度取决于构造状况(应力集中程度和残余应力)、作用的应力幅△盯、反复荷载的循环次数15．高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别是什么．答：高强度螺栓连接和普通螺栓连接的主要区别在于普通螺栓连接在受剪时依靠螺栓栓杆承压和抗剪传递剪力，在拧紧螺帽时螺栓产生的预拉力很小，其影响可以忽略。而高强度螺栓除了其材料强度高之外，拧紧螺栓还施加很大的预拉力，使被连接板件的接触面之间产生压紧力，因而板件间存在很大管摩擦力16．什么是梁的整体失稳现象?答：梁主要用于承受弯矩，为了充分发挥材料的强度，其截面通常设计成高而窄的形式。当荷载较小时，仅在弯矩作用平面内弯曲，当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突然发生侧向弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的弯扭屈曲或整体失稳17、为什么要限制最大最小焊脚尺寸？答：1）焊脚尺寸不宜太小，以保证焊缝的最小承载能力，并防止焊缝因冷却过快而产生裂隙；2）焊脚尺寸不宜太大，以避免焊缝穿透较薄的焊件，hf不宜大于较薄焊件厚度的1、2倍。18、轴心受力构件常用什么样的截面形式；他们各有何特点？答：实腹式和格构式；特点：实腹式：构件制作简单，与其他构件的连接也比较方便。格构式：容易使压杆实现两主轴方向的等稳性，刚度大，抗扭性好，用料较省19、实腹式轴心受压柱和格构式轴心受压柱的设计计算步骤有何不同？答：实腹式：（1）先假定杆件的长细比，求出需要的截面面积。（2）计算出对应于假定长细比两个主轴的回转半径（3）计算出截面特征。（4）局部