钢结构原理与设计--平时作业2020秋华南理工大学网络教育答案.docx

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钢结构网络课程2020年8月作业作业要求：

《钢结构》课程作业要求：

1、根据自己的学习计划做作业，不允许抄袭，发现抄袭，平时成绩60分以下处理；

2、按时提交作业，系统关闭不允许上传，没有平时成绩；

3、作业提交后，系统会自动查重复率，因此大家不要互相抄袭，按照教材答题重复的部分一般通过回答思考题是可以通过额允许的重复率的。

一般系统显示与某某西重复100%时，就按不及格算了。

一、思考题

1、简述你对这门课程的认识（300字以内）

答：

钢结构的发展前景广阔、很多有名建筑项目都由我国建设、例如：

奥运场馆的建设、西部大开发的实施、城市化和工业化步伐的进一步加快，重大基础设施工程的，为中国钢结构发展提供十分广阔的前景。

中国钢结构如今无论是设计水平，还是制作安装及技术，都不比国外差，完全可以满足我国目前经济发展和基本建设的需求。

不过，钢结构的研究还处于起步阶段，研究力度不够，实际设计和施工还存在不少问题及争议。

这些都需解决，以利于钢结构在我国目前经济健康持续发展未来。

作为建筑相关专业学生，现阶段就应该学好理论知识，争取在今后步入社会后利用自身所学专业知识为建筑行业发展做出贡献的同时，实现自己人生价值。

2、 列出你的自学计划（以时间和章节为主线）。

答：

第一轮学习，周末时间抽空对钢结构原理与设计的课程进行学习，复习课程上讲及的重点要点、课后巩固科目练习。

第二轮学习，从绪论、钢结构的材料、钢结构的连接、轴心受力构件、受弯构件、拉弯和压弯构件屋盖结构等章节学习。

第三轮学习，根据以往前几年考试题目，把重点章节以及要点全部重复学习，要理解题目不能死记硬背、切记把重点全部标色出来。

二、问答题

1、简述钢结构的特点。

答：

（1）材料的强度高，塑性和韧性好；

（2）材质均匀，和力学计算的假定比较符合；

（3）制作简便，施工周期短；

（4）质量轻；

（5）刚材耐磨腐蚀性差；

（6）刚材耐热，但不耐火；

2、钢结构设计中钢材的选择需要考虑的因素有哪些？

答：

选材时要考虑的因素主要有：

1、结构形式；2、结构的重要性；3、结构计算结果；4、施工安装的技术水平；5、材料供应情况；6、结构使用的工况、环境。

3、 简述焊缝连接的特点。

答：

焊接的特点：

优点1、具有强度高、工艺简单、重量轻、工人劳动条件好；2、减轻结构质量，节省金属材料；3、能分大为小，以小拼大；4、可制造双金属结构；5、结构强度高，产品质量好；6、生产效率高，易于实现机械化和自动化；7、可以缩短生产准备周期，减轻重量，降低成本；8、大幅度降低所需要锻件的重量等级并减小运输困难。

4、 选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑的因素有哪些？

答：

1、形状力求简单，便于制造；2、宜具有对称轴，改善工作性能；3、便于和其他构件连接；4、在等截面情况下具有较大的惯性矩；5、两主轴方向等刚度。

5、 刚桁架的结构类型有哪些？

答：

桁架：

一种由杆件彼此在两端用铰链连接而成的结构。

桁架由直杆组成的一般具有三角形单元的平面或空间结构，桁架杆件主要承受轴向拉力或压力，从而能充分利用材料的强度，在跨度较大时可比实腹梁节省材料，减轻自重和增大刚度。

桁架是由一些用直杆组成的三角形框架的几何形状不变的结构物，杆件间的结合点称为节点（或结点）。

根据组成桁架杆件的轴线和所受外力的分布情况，桁架可分为平面桁架和空间桁架。

6、 框架柱的柱脚有哪几种形式？

答：

钢柱是通过地脚螺栓受力，因为大多数的施工二次浇注根本就不合格，起不到什么作用，也就起了包裹的作用，防止地脚螺栓受环境的影响锈蚀，如果施工合格的话，应该也参与受力，但主要还是通过地脚螺栓来受力，钢柱柱脚的连接分为刚接和铰接，刚接二次浇注的浇筑深度为100mm，铰接二次浇筑的浇筑深度为50mm。

7、 单层厂房柱网布置时应注意的问题有哪些？

答：

厂房柱网设计时应充分考虑设计标准化、生产工厂化、施工机械化等要求，以提高建筑工业化的水平。

建筑工业化对节约材料、缩短工期、降低综合造价、提高结构质量极为重要。

建筑工业化是以产品标准化为基础的，包括：

结构物的标准化、构件的标准化和节点连接的标准化。

产品标准化通过结构的模数话、定型化和统一化来逐步实现。

模数话是结构的主要尺寸符合一定要的基本模数，通常情况下工业厂房横向跨度的模数采用3m，当厂房跨度不下于24m时，厂房纵向柱距的模数采用6m；定型化是同类结构和构件及其连接构造尽量采用相同的典型形式，用来提供生产效率从而节约工期，统一化则进一步使构件及连接的主要尺寸也统一起来。

8、 影响钢材主要性能的因素主要有哪些？

答：

一、

（1）由于某种因素的影响而使钢材强度提高，塑性、韧性下降，增加脆性的现象称之为硬化现象。

一般为重复荷载作用下弹性极限提高（进入塑性阶段后发生）。

（2）冷加工时（常温进行弯折、冲孔剪切等），钢材发生塑性变形从而使钢材变硬的现象称之为冷作硬化。

（3）钢材中的C、N，随着时间的增长和温度的变化，而形成碳化物和氮化物，使钢材变脆的“老化”现场称之为时效硬化。

二、温度的影响

（1）正温影响，总体影响规律为温度上升，钢材的强度降低，塑性、韧性提高，温度达450-600c左右时，钢材的强度几乎降至为零，而塑性、韧性极大，易于进行热加工，此温度称之为热锻温度。

需要说明：

钢材在250o左右时，强度提高，塑性、韧性下降，钢材表面呈蓝色，这一现象称之为蓝脆现象。

钢材在200o以上时应采取隔热措施。

（2）负温影响随着温度的降低钢材的强度提高，塑性、韧性降低，脆性增大，称之为低温冷脆，当温度降至某一特定温度时钢材的脆性急剧增大，称此温度点为转脆温度。

三、生产工艺影响

（1）治炼过程主要控制化学成分。

（2）浇铸的影响主要为脱氧方法：

沸腾钢用Mu为脱氧剂，时间快，价格低，质量差；镇静钢用si为脱氧剂，时间慢，价格高，质量好。

（3）反复的扎制可使得钢材规格变小，改善钢材的塑性，同时可以使钢材中的气孔、裂纹、疏松等缺陷焊合，使金属晶体组织密实，晶粒细化，消除纤维组织缺陷，使钢材的力学性能提高。

同一牌号的钢材，厚度或直径越小，强度越高。

（1）焊接残余应力对哪些结构性能有影响？

答：

焊接残余应力对结构性能的影响主要有以下三点：

1、对结构或构件的影响

焊接残余应力是构件还未承受荷载而早已存在构件截面上的初应力，在构件服役过程中，和其他所受荷载引起的工作应力相互叠加，使其产生二次变形和残余应力的重新分布，不但会降低结构的刚度和稳定性而且在温度和介质的共同作用下，还会严重影响结构的疲劳强度、抗脆断能力、抵抗应力腐蚀开裂和高温蠕变开裂的能力。

2、对结构刚度的影响

当外载产生的应力δ与结构中某区域的残余应力叠加之和达到屈服点时，这一区:

域的材料就会产生局部塑性变形，丧失了进一步承受外载的能力，造成结构的有效截而积减小，结构的刚度也随之降低。

结构上有纵向和横向焊缝时（例如工字梁上的肋板焊缝），或经过火焰

校正，都可能在较大的截面上产生残余拉伸应力，虽然在构件长度上的分布范围并不太大，但是它们对刚度仍然能有较大的影响。

3、对静载强度的影响

如果材料是脆性材料，由于材料不能进行塑性变形，随着外力的增加，构件中不可能应力均匀化。

应力峰值将不断增加，直至达到材料的屈服极限，发生局部破坏，最后导致整个构件断裂。

脆性材料残余应力的存在，会使承载能力下降，导致断裂。

对于塑性材料，在低温环境下存在三向拉伸残余应力的作用，会阻碍塑性变形的产生，从而也会大大降低构件的承载能力。

10、常见的冶金缺陷有哪些？

请列出并进一步解释

答：

1、裂纹一般呈直线状，有时呈Y形，多与拔制方向一致，但也有其他方向，一般开口处为锐角

2、重皮（结疤）表面呈舌状或鱼鳞片的翘起薄片：

一种是与钢的本体相连结，并折合到表面上不易脱落；另一种是与钢的本体没有连结，但粘合到表面易于脱落

3、折叠钢材表面局部重叠，有明显的折叠纹

4、气泡表面无规律地分布呈圆形的大大小小的凸包，其外缘比较圆滑。

大部是鼓起的，也有的不鼓起而经酸洗平整后表面发亮，其剪切断面有分层

5、疏松钢的不致密性的表现。

切片经过酸液侵蚀以后，扩大成许多洞穴，根据其分布可分：

一般疏松、中心疏松

6、缩孔残余在横向酸浸试片的中心部位，呈现不规则的空洞或裂缝。

空洞或裂缝中往往残留着外来杂质

7、非金属夹杂物在横向酸性试片上见到一些无金属光泽，呈灰白色、米黄色和暗灰色等色彩，系钢中残留的氧化物、硫化物、硅酸盐等

8、金属夹杂物在横向低倍试片上见到一些有金属光泽与基体金属显然不同的金属盐

9、过烧观察经侵蚀后的显微组织时，往往在网络状氧化物周围的基体金属上可看到脱碳组织，其他金属如铜及其合金则有氧化铜沿晶界呈网络状或点状向试样内部延伸

10、晶粒粗大酸浸试片断口上有强烈金属光泽