同濟大學鋼結構相關課程的課后題答案第三版,是針對同濟大學學生在鋼結構課程學習后進行自我測試和復習的參考資料。該答案涵蓋了鋼結構設計原理、結構計算方法、材料力學、施工技術等方面的知識點,旨在幫助學生鞏固所學知識,提高解決實際問題的能力。答案中的解答過程詳細、準確,對于學生理解和掌握鋼結構相關知識具有重要參考價值。
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一、鋼材性能相關內容
(一)鋼材的化學成分影響
- 有害元素對鋼材性能的影響
- 碳、硫、磷等有害元素成分過多會影響鋼材性能。例如硫元素含量過多時,高溫下會使鋼材發(fā)生熱脆現(xiàn)象;磷元素過多,低溫下會發(fā)生冷脆現(xiàn)象。
- 鋼材中的氧含量過多,也將使鋼材出現(xiàn)熱脆現(xiàn)象,而氮元素是影響鋼材發(fā)生冷脆的元素之一。
(二)鋼材的性能指標
- 五項機械性能指標:屈服強度、抗拉強度、延伸率、冷彎性能、沖擊韌性是鋼材五項重要的機械性能指標。
- 屈服強度是鋼材開始產生明顯塑性變形時的應力。例如Q235鋼,其屈服強度為235N/mm2。
- 抗拉強度是鋼材在拉伸過程中所能承受的最大應力。
- 延伸率反映鋼材的塑性變形能力,是衡量鋼材塑性性能的主要指標。
- 冷彎性能合格是鑒定鋼材在彎曲狀態(tài)下塑性應變能力和鋼材質量的綜合指標。
- 沖擊韌性值越大,表示鋼材抵抗脆性斷裂的能力越強。
二、鋼材在不同工況下的特性
(一)疲勞相關
- 疲勞強度影響因素
- 一般來說,應力比或應力幅(對于焊接結構)越大,鋼材的疲勞強度越低;并且作用時間越長(指應力循環(huán)次數(shù)多),疲勞強度也越低。
(二)溫度影響
- 藍脆現(xiàn)象:鋼材在250°C度附近有強度提高、塑性和韌性降低的現(xiàn)象,稱之為藍脆現(xiàn)象。
- 冷脆現(xiàn)象:受磷元素等影響,在低溫下鋼材可能發(fā)生冷脆現(xiàn)象,并且鋼材工作溫度影響可能會引起冷脆或者藍脆。
三、結構構件相關內容
(一)軸心受壓構件
- 初始缺陷:軸心受壓構件的缺陷有剩余應力、初始偏心、初始曲率等。其承載能力極限狀態(tài)有強度和穩(wěn)定性。
- 屈曲形式包括彎曲屈曲、扭轉屈曲、彎扭曲屈曲。對于雙軸對稱的工字型截面軸壓構件失穩(wěn)時的屈曲形式是彎曲屈曲;單軸對稱截面的軸心受壓構件,當構件繞對稱軸失穩(wěn)時發(fā)生彎扭屈曲。
(二)受彎構件
- 梁的相關計算與控制
- 梁的最小高度是由強度控制的。組合梁的局穩(wěn)公式是按限制受壓翼緣板的寬厚比和腹板的高厚比原則確定。
- 為保證組合梁腹板的局部穩(wěn)定性,當滿足一定條件時,應設置橫向加勁肋和縱向加勁肋。鋼梁在集中荷載作用下,若局部承壓強度不滿足應采取設置支承加勁肋的措施。按正常使用極限狀態(tài)計算時,受彎構件要限制撓度。
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