本文作者:長沙加固改造設(shè)計(jì)公司

鋼結(jié)構(gòu)第5章在線測試及答案(鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞特點(diǎn))

鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞是材料在承受外力作用下突然斷裂的現(xiàn)象,,具有以下特點(diǎn):1. 強(qiáng)度低,;2. 塑性變形小,;3. 無明顯的屈服階段,;4. 斷裂前無明顯征兆。
鋼結(jié)構(gòu)第5章在線測試及答案(鋼結(jié)構(gòu)脆性破壞特點(diǎn)) 結(jié)構(gòu)工業(yè)裝備施工 第1張

一,、單項(xiàng)選擇題(每題2分,,共20分)

  1. 大跨度結(jié)構(gòu)采用鋼結(jié)構(gòu)的主要原因:大跨度結(jié)構(gòu)常采用鋼結(jié)構(gòu)是因?yàn)殇摬牡妮p質(zhì)高強(qiáng),答案為B,。鋼結(jié)構(gòu)的輕質(zhì)高強(qiáng)特性使其在大跨度結(jié)構(gòu)中能夠有效地承受荷載,,同時(shí)減輕結(jié)構(gòu)自重,,相比其他材料更具優(yōu)勢。
  2. 鋼結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)的定義:鋼結(jié)構(gòu)的承載能力極限狀態(tài)是指結(jié)構(gòu)達(dá)到最大承載力產(chǎn)生破壞,,答案為C,。這意味著當(dāng)結(jié)構(gòu)承受的荷載達(dá)到使其無法再繼續(xù)承載的程度,發(fā)生破壞時(shí),,就達(dá)到了承載能力極限狀態(tài),。
  3. 鋼號Q345A中數(shù)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(qiáng)度,,是鋼材的一個(gè)重要力學(xué)性能指標(biāo)。
  4. 結(jié)構(gòu)鋼材最易發(fā)生脆性破壞的應(yīng)力狀態(tài):結(jié)構(gòu)鋼材最易發(fā)生脆性破壞的應(yīng)力狀態(tài)為三向同號等值拉應(yīng)力作用,,答案為A,。在這種應(yīng)力狀態(tài)下,鋼材內(nèi)部的微裂紋容易迅速擴(kuò)展,,導(dǎo)致脆性破壞,。
  5. 鋼材塑性破壞的特點(diǎn):鋼材塑性破壞的特點(diǎn)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,。
  6. 普通螺栓抗剪工作時(shí)的要求:普通螺栓抗剪工作時(shí),要求被連接構(gòu)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(gòu)件總厚度過大,,螺栓在承受剪力時(shí)容易發(fā)生彎曲,,影響連接的可靠性。
  7. 焊接殘余應(yīng)力不影響的構(gòu)件性能:焊接殘余應(yīng)力不影響構(gòu)件的靜力強(qiáng)度,,答案為B,。但是會對構(gòu)件的整體穩(wěn)定性、剛度和局部穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,。
  8. 動荷載作用下側(cè)面角焊縫的計(jì)算長度限制:在動荷載作用下,,側(cè)面角焊縫的計(jì)算長度不宜大于40hf,答案為A,。這一限制是為了保證側(cè)面角焊縫在動荷載作用下的承載能力和可靠性,。
  9. 確定軸心受壓實(shí)腹柱腹板和翼緣寬厚比限值的原則:確定軸心受壓實(shí)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(gòu)件在不同方向上的穩(wěn)定性一致,,提高整體結(jié)構(gòu)的安全性,。
  10. 發(fā)生彎扭屈曲的理想軸心受壓構(gòu)件截面形式:發(fā)生彎扭屈曲的理想軸心受壓構(gòu)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(shí)容易發(fā)生彎扭屈曲現(xiàn)象。

二,、填空題(每題1分,,共10分)

  1. 在彎矩作用下,摩擦型高強(qiáng)度螺栓群的中和軸位于螺栓群的形心軸,。
  2. 在結(jié)構(gòu)承載能力極限狀態(tài)計(jì)算時(shí),,應(yīng)采用荷載的設(shè)計(jì)值。
  3. 型鋼代號L100×8中,,L表示等邊角鋼,。
  4. Q235B鋼中的235表示屈服強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值為235MPa。
  5. 動力荷載作用下鋼材抵抗脆性破壞的性能指標(biāo)為沖擊韌性,。
  6. 部分T型鋼是半個(gè)H型鋼,。
  7. 在計(jì)算兩端簡支工字形軸壓柱板的臨界應(yīng)力時(shí),它的支承條件簡化為四邊簡支,。
  8. 在承受靜力荷載的角焊縫中,,側(cè)面角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值比正面角焊縫低。
  9. 工字形截面梁按彈性設(shè)計(jì)時(shí),,應(yīng)使翼緣的寬厚比b1/t1≤15,。
  10. 由于沒有給出格柱截面圖,關(guān)于虛軸無法準(zhǔn)確回答,。

三,、簡答題(共30分)

  1. 鋼結(jié)構(gòu)的破壞形式及特點(diǎn)(7分)
    • 鋼結(jié)構(gòu)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(diǎn)
      • 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(shí)間較長,。
      • 破壞時(shí)構(gòu)件的應(yīng)力達(dá)到材料的屈服強(qiáng)度后,隨著變形的增加,,應(yīng)力會維持在屈服強(qiáng)度附近波動,,直到構(gòu)件完全破壞。
    • 脆性破壞特點(diǎn)
      • 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(jīng)歷時(shí)間非常短,具有突發(fā)性。
      • 破壞時(shí)的應(yīng)力可能低于材料的屈服強(qiáng)度,,在一些不利的應(yīng)力狀態(tài)下,,如三向同號等值拉應(yīng)力作用下容易發(fā)生,而且一旦發(fā)生,,后果往往比較嚴(yán)重,。
  2. 影響鋼材機(jī)械性能的主要因素及影響(8分)
    • 化學(xué)成分
      • 碳(C):碳含量增加,鋼材的強(qiáng)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(qiáng)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(qiáng)度和硬度,同時(shí)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(qiáng)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(zhì)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(qiáng)度,、塑性和韌性,使鋼材的性能不均勻,,容易在缺陷處產(chǎn)生應(yīng)力集中,,從而導(dǎo)致鋼材過早破壞。
    • 鋼材的硬化
      • 冷作硬化:鋼材經(jīng)冷加工(如冷拉,、冷彎等)后,,屈服點(diǎn)提高,塑性降低,。這是因?yàn)槔浼庸み^程中鋼材內(nèi)部的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化,,產(chǎn)生了內(nèi)應(yīng)力。
      • 時(shí)效硬化:鋼材在長期放置或使用過程中,,由于內(nèi)部的氮,、碳等元素的擴(kuò)散,會使鋼材的強(qiáng)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(qiáng)度和抗拉強(qiáng)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(qiáng)度隨溫度升高而降低,,當(dāng)溫度達(dá)到一定程度(如600 - 700°C左右)時(shí),鋼材的承載能力會顯著下降,,同時(shí)塑性增大,。
    • 應(yīng)力集中:當(dāng)構(gòu)件存在孔洞、缺口,、截面突變等情況時(shí),,會產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象。應(yīng)力集中處的應(yīng)力遠(yuǎn)高于平均應(yīng)力,,會使鋼材在較低的平均應(yīng)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(chǎn)生和擴(kuò)展,,對鋼材的疲勞性能影響較大,。
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