鋼結構第5章在線測試及答案（鋼結構脆性破壞特點）

長沙加固改造設計公司 1個月前 ( 03-29 ) 783 搶沙發(fā)

默認

鋼結構脆性破壞是材料在承受外力作用下突然斷裂的現象,，具有以下特點：1. 強度低,；2. 塑性變形??；3. 無明顯的屈服階段,；4. 斷裂前無明顯征兆,。

一,、單項選擇題（每題2分,，共20分）

大跨度結構采用鋼結構的主要原因：大跨度結構常采用鋼結構是因為鋼材的輕質高強,，答案為B,。鋼結構的輕質高強特性使其在大跨度結構中能夠有效地承受荷載，同時減輕結構自重,，相比其他材料更具優(yōu)勢,。
鋼結構承載能力極限狀態(tài)的定義：鋼結構的承載能力極限狀態(tài)是指結構達到最大承載力產生破壞，答案為C,。這意味著當結構承受的荷載達到使其無法再繼續(xù)承載的程度,，發(fā)生破壞時，就達到了承載能力極限狀態(tài),。
鋼號Q345A中數字的含義：鋼號Q345A中的345表示鋼材的fy值,，答案為C。fy即屈服強度,，是鋼材的一個重要力學性能指標,。
結構鋼材最易發(fā)生脆性破壞的應力狀態(tài)：結構鋼材最易發(fā)生脆性破壞的應力狀態(tài)為三向同號等值拉應力作用，答案為A,。在這種應力狀態(tài)下,，鋼材內部的微裂紋容易迅速擴展，導致脆性破壞。
鋼材塑性破壞的特點：鋼材塑性破壞的特點是變形大,，答案為D,。塑性破壞過程相對緩慢，有明顯的變形階段,，與脆性破壞形成鮮明對比,。
普通螺栓抗剪工作時的要求：普通螺栓抗剪工作時，要求被連接構件的總厚度≤螺栓直徑的5倍,，是防止螺栓桿彎曲破壞,，答案為A。如果被連接構件總厚度過大,，螺栓在承受剪力時容易發(fā)生彎曲,，影響連接的可靠性。
焊接殘余應力不影響的構件性能：焊接殘余應力不影響構件的靜力強度,，答案為B,。但是會對構件的整體穩(wěn)定性、剛度和局部穩(wěn)定性產生影響,。
動荷載作用下側面角焊縫的計算長度限制：在動荷載作用下,，側面角焊縫的計算長度不宜大于40hf，答案為A,。這一限制是為了保證側面角焊縫在動荷載作用下的承載能力和可靠性,。
確定軸心受壓實腹柱腹板和翼緣寬厚比限值的原則：確定軸心受壓實腹柱腹板和翼緣寬厚比限值的原則是等穩(wěn)定原則，答案為B,。通過等穩(wěn)定原則來確保構件在不同方向上的穩(wěn)定性一致,，提高整體結構的安全性。
發(fā)生彎扭屈曲的理想軸心受壓構件截面形式：發(fā)生彎扭屈曲的理想軸心受壓構件截面形式為單角鋼截面,，答案為B,。單角鋼截面由于其不對稱性，在受壓時容易發(fā)生彎扭屈曲現象,。

二、填空題（每題1分,，共10分）

在彎矩作用下,，摩擦型高強度螺栓群的中和軸位于螺栓群的形心軸。
在結構承載能力極限狀態(tài)計算時,，應采用荷載的設計值,。
型鋼代號L100×8中，L表示等邊角鋼,。
Q235B鋼中的235表示屈服強度標準值為235MPa,。
動力荷載作用下鋼材抵抗脆性破壞的性能指標為沖擊韌性。
部分T型鋼是半個H型鋼,。
在計算兩端簡支工字形軸壓柱板的臨界應力時,，它的支承條件簡化為四邊簡支,。
在承受靜力荷載的角焊縫中，側面角焊縫的強度設計值比正面角焊縫低,。
工字形截面梁按彈性設計時,，應使翼緣的寬厚比b1/t1≤15。
由于沒有給出格柱截面圖,，關于虛軸無法準確回答,。

三、簡答題（共30分）

鋼結構的破壞形式及特點（7分）
- 鋼結構的破壞形式主要有塑性破壞和脆性破壞兩種,。
- 塑性破壞特點：
  - 變形大,，在破壞前有明顯的塑性變形階段，能夠給人以明顯的警示,。
  - 破壞過程相對緩慢,，持續(xù)時間較長。
  - 破壞時構件的應力達到材料的屈服強度后,，隨著變形的增加,，應力會維持在屈服強度附近波動，直到構件完全破壞,。
- 脆性破壞特點：
  - 變形小,，往往在沒有明顯變形的情況下突然發(fā)生破壞。
  - 破壞經歷時間非常短,，具有突發(fā)性,。
  - 破壞時的應力可能低于材料的屈服強度，在一些不利的應力狀態(tài)下,，如三向同號等值拉應力作用下容易發(fā)生,，而且一旦發(fā)生，后果往往比較嚴重,。
影響鋼材機械性能的主要因素及影響（8分）
- 化學成分：
  - 碳（C）：碳含量增加,，鋼材的強度提高，但塑性,、韌性和可焊性降低,。適量的碳含量可以保證鋼材的強度要求，但過高會影響鋼材的其他性能,。
  - 錳（Mn）：錳能提高鋼材的強度和硬度,，同時還能改善鋼材的熱加工性能和可焊性。
  - 硅（Si）：硅可以提高鋼材的強度,，但對塑性和韌性有一定影響,。
  - 磷（P）、硫（S）：磷和硫是鋼材中的有害元素。磷會使鋼材的冷脆性增加,，硫會使鋼材的熱脆性增加,，降低鋼材的質量。
- 鋼材的冶金缺陷：如偏析,、非金屬夾雜,、氣孔、裂紋等,，這些缺陷會降低鋼材的強度,、塑性和韌性，使鋼材的性能不均勻,，容易在缺陷處產生應力集中,，從而導致鋼材過早破壞。
- 鋼材的硬化：
  - 冷作硬化：鋼材經冷加工（如冷拉,、冷彎等）后,，屈服點提高，塑性降低,。這是因為冷加工過程中鋼材內部的晶體結構發(fā)生了變化,，產生了內應力。
  - 時效硬化：鋼材在長期放置或使用過程中,，由于內部的氮,、碳等元素的擴散，會使鋼材的強度提高,，塑性降低,。
- 溫度影響：
  - 常溫下，鋼材的性能相對穩(wěn)定,。
  - 在低溫環(huán)境下,，鋼材的韌性降低，容易發(fā)生脆性破壞,。隨著溫度的降低,，鋼材的屈服強度和抗拉強度會有所提高，但塑性和韌性下降明顯,。
  - 在高溫環(huán)境下,，鋼材的強度隨溫度升高而降低，當溫度達到一定程度（如600 - 700°C左右）時,，鋼材的承載能力會顯著下降，同時塑性增大,。
- 應力集中：當構件存在孔洞,、缺口、截面突變等情況時，會產生應力集中現象,。應力集中處的應力遠高于平均應力,，會使鋼材在較低的平均應力下就可能發(fā)生破壞，降低鋼材的承載能力,，并且會加速疲勞裂紋的產生和擴展,，對鋼材的疲勞性能影響較大。