建筑力学和结构总结Word文档格式.docx

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9.

基底隔振技术的基本原理：

建筑隔震技术的本质作用，就是通过水平刚度低且具有一定阻尼的隔震器将上部结构与基础或底部结构之间实现柔性连接，使输入上部结构的地震能量和加速度大为降低，并由此大幅度提高建筑结构对强烈地震的防御能力。

在许多应用实例中，隔振器是安装在上部结构和基础之间的，因而又称其为基地地震。

10.

隔震结构体系基本特征：

A.

隔震装置须具有足够的竖向承载力。

B。

隔震装置应具有可变的水平刚度。

C.隔震装置具有水平弹性恢复力。

D。

隔震装置具有一定的阻尼和效能能力。

第六章

砌体结构设计

1.砌体结构的优点

1）与钢结构和钢筋混凝土结构相比，砌体结构材料来源广泛，取材容易，造价低廉，节约水泥和钢材

2）砌体结构构具有承重和围护双重功能，且有良好的耐久性和耐火性，使用年限长，维修费用低。

砌体特别是砖砌体的保温隔热性能好，节能效果明显。

3）砌体结构房屋构造简单，施工方便，工程总造价低，而且具有良好的整体工作性能，局部的破坏不致引起相邻构或房屋的倒塌，对爆炸、撞击等偶然作用的抵抗能力较强。

4）砌体结构的施工多为人工砌筑，不需模板和特殊设备，可以节省木材和钢材，新砌筑的砌体上即可承受一定荷载，因而可以连续施工。

5）当采用砌块或大型板材做墙体时，可以减轻结构自重，加快施工进度，进行工业化生产和施工。

2.砌体结构的缺点

1）砌体结构自重大。

一般砌体的强度较低，建筑物中墙、柱的截面尺寸较大，材料用量较多，是引起结构自重大的原因。

因此，应加强轻质高强砌体材料的研究，以减小截面尺寸，减轻结构自重。

2）砌筑砂浆和砖、石、砌块之间的黏结力较弱，因此无筋气体的抗拉、抗弯及抗剪强度低，抗震及抗裂性能较差。

因此，应研制推广高黏结性砂浆，必要时采用配筋砌体，并加强抗震抗裂的构造措施。

3）砌体结构砌筑工作繁重。

砌体基本采用手工方式砌筑，劳动量大，生产效率低。

因此，有必要进一步推广砌块、振动砖墙板和混凝土空心墙板等工业化施工方法，以逐步克服这一缺点。

4）砖砌体结构的黏土砖用量很大，往往占用农田，影响农业生产。

因此，必须大力发展砌块，煤矸石砖、页岩砖、粉煤灰砖等黏土砖的替代品。

5.烧结普通砖的规格尺寸为240mm*115mm*53mm

6.砂浆包括纯水泥砂浆、混合砂浆、石灰砂浆、黏土砂浆、石膏砂浆（前面两个含水泥）

7.砌体的受压破坏特征

三个阶段：

一、属弹性阶段：

此阶段裂缝细小，未能穿过砂浆层，如不继续增加压力，单块砖内的裂缝也不继续发展。

该阶段横向变形较小，应力——应变呈直线关系

二、若荷载不增加维持恒值，裂缝仍会继续发展，砌体临近破坏

三、荷载增加不多，而裂缝发展很快，并逐渐形成上、下贯通到底的通长裂缝，发生明显的横向变形，向外鼓出，导致失稳而破坏。

8.单块砖在砌体中的受力特点：

1）砖块处于局部受压、受弯、受剪状态

2）由于砖和砂浆受压后的横向变形不同，砖还处于侧向受拉状态

3）竖向灰缝的应力集中

9.影响砌体抗压强度的因素

1）块材的强度和块材的形状

砌体的破坏主要是由于单块砖内发生很大的受剪应力，是砌体产生贯通的竖向裂缝，因而分成几个小立柱以致最后失稳破坏，而并不是每块砖被压碎，即砖的抗压强度未被充分利用，所以砖砌体对砖强度的要求除了抗压强度外，还有对抗弯强度的要求。

砖的形状越整齐，规则，表面越光滑受力越均匀，砌体的抗压强度也越高。

另外，砖的厚度增加，会增加其抗弯强度，同样可以提高砌体的抗压强度。

2）砂浆强度等级和砂浆的和易性、保水性

砂浆的强度等级越高，不但砂浆自身的承载能力提高，而且受压后的横向变形变小，可减小或避免砂浆对砖产生的水平拉力，在一定程度上可提高砌体的抗压强度。

由此也可以看出，砂浆的强度等级对砌体的抗压强度影响不如块材的影响大，且砂浆强度等级提高，水泥用量增加较大。

为节约水泥用量，一般不宜用提高砂浆强度等级的方法来提高气体构的承载力。

另外，砂浆的和易性及保水性越好，越容易铺砌均匀，从而减小块材的弯、剪应力，提高砌体的抗压强度。

3）砌筑质量的影响

砌体的砌筑质量对砌体的抗压强度影响很大。

如砂浆层不饱满，则块材受力不均匀；

砂浆层过厚，则横向变形过大；

砂浆层过薄，不易铺砌均匀；

砖的含水率过低，将过多吸收砂浆的水分，影响砌体的抗压强度；

若砖的含水率过高，将影响砖与砂浆的黏结力等。

为此，我国《砌体工程施工及验收规范》中将施工质量控制等级分为A、B、C三级。

10.高厚比

墙、柱的高厚比越大则构月细长，其稳定性就越差

Β≤3时称为矮墙、短柱；

反之，称为高墙、长柱

3.墙体布置时原则

1）明确传力体系，区分承重墙和非承重墙，要求传力明确，受力合理，使荷载以最简捷的途径经承重墙传至基础。

2）纵墙尽量拉通，避免断开和转折

3）横墙间距不宜过大，对于多层房屋宜满足刚性方案要求，横墙厚度、长度及开洞尺寸宜满足刚性方案房屋对横墙的要求。

4）上下层墙体应连续贯通，前后对齐。

5）门、洞口位置上下对齐，其他孔洞尽量设在非承重墙上，主要承重墙避免过大开洞。

砌体结构的承重体系

结构布置方案分类：

1.横墙承重体系（楼板的两端搁置在横墙上，纵墙不承受自重以外的竖向荷载），纵墙承重体系（楼板的两端置于纵墙上，横墙不承受自重以外的竖向荷载），纵横墙混合承重体系和内空间承重体系。

荷载主要传递路线：

楼（屋）面荷载——横墙——基础——地基

特点：

横墙为承重墙，承受绝大部分竖向荷载以及横向风荷载、横向地震作用；

纵墙主要起围护、隔断和与横墙连接成整体的作用，纵墙只承受自重以及纵向风荷载、纵向地震作用，故墙上开设窗洞口较灵活；

横墙间距小且数量多

横墙承重体系

优点：

房屋的整体空间刚度大，结构整体性好

2．

版跨度小，结构经济

缺点：

平面布置不够灵活

横墙较多，结构面积与自重相应增加。

应用：

宿舍楼，住宅建筑

纵墙承重体系

楼（屋）面荷载——梁——纵墙——基础——地基

纵墙为承重墙，承受绝大部分竖向荷载以及纵向风荷载、纵向地震作用，因此纵墙上门窗洞口的大小及位置受到一定限制；

横墙的设置主要是为了满足房屋的空间刚度，横墙承受自重以及横向房荷载、横向地震作用；

横墙间距较大且数量较少，

横墙间距课较大，空间划分灵活，可设计城较大的室内空间。

适用于教学楼、办公楼、食堂、礼堂、单层小型厂房等公共建筑

房屋的整体空间刚度较小

开间较大，不宜设置较多的横墙的建筑

纵横墙混合承重体系

空间组合较灵活，房屋空间刚度较好。

介于上述两种方案之间。

纵横墙均承受楼面传来的荷载，因而纵横方向的刚度均较大；

开间可比横墙承重体系大，而灵活性却不如纵墙承重体系；

纵横墙承重体系适用于教学楼、实验楼、办公楼及医院的门诊楼等。

构尺寸不统一

荷载传递路线：

楼面荷载?

分别传给纵墙和横墙?

基础?

地基

教学楼，实验楼，办公楼，医院门诊楼

内框架承重体系

---------墙-------

楼面荷载-------

梁----------柱-----------------基础---------地基

---------

墙-------------------

内墙较少，获得的空间较大，但是房屋的空间刚度较差。

对于上层为住宅下层为内框架的结构，会造成上下刚度突变，不利于抗震。

外墙和内墙分别由砌体和钢筋混凝土两种压缩性能不同的材料组成，在荷载的作用下将产生压缩形变，引起附加内力，不利于抵抗地基的不均匀沉降。

施工上步骤复杂，给施工过程带来一定困难。

轻工业厂房，商店

注意：

对于多层砌体结构宜优先采用横墙承重以及纵墙承重体系，使得房屋受力均匀。

影响砌体抗压强度的因素：

①块材的强度和块材的形状②砂浆强度等级和砂浆的和易性、保水性③砌筑质量的影响。

梁或屋架端部支承面下砌体局部受压承载力不足时，通常采用设置刚性垫块或柔性垫梁的方法。

墙体计算主要包括内力计算和截面承载力计算。

砌体结构房屋的墙、柱设计可按下列步骤进行：

确定结构方案及进行结构布置

确定静力计算方案

墙、柱高厚比验算

受压承载力计算

局部受压承载力计算

房屋的静力计算方案分为刚性方案、弹性方案和刚弹性方案。

①刚性方案：

当山墙（横墙）间距非常短时，由于屋面水平梁的水平刚度很大，可以认为屋面无水平位移，η0.77③刚弹性方案：

当山墙（横墙）间距相对小时，屋面的跨度相对短一些，相对的水平刚度较大，楼板处的相对位移比弹性方案小一些，0.33

篇2：

材料力学性能思考题大连理工大学

本文关键词：

思考题，大连理工大学，力学性能，材料

本文简介：

一、填空：

1.提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的，或降低。

2.退火态和高温回火态的金属都有包申格效应，因此包申格效应是具有的普遍现象。

3.材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为与；

按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为和；

按照微观断裂机

本文内容：

1.提供材料弹性比功的途径有二，提高材料的

，或降低

。

2.退火态和高温回火态的金属都有包申格效应，因此包申格效应是

具有的普遍现象。

3.材料的断裂过程大都包括裂纹的形成与扩展两个阶段，根据断裂过程材料的宏观塑性变形过程，可以将断裂分为

与

；

按照晶体材料断裂时裂纹扩展的途径，分为

和

按照微观断裂机理分为

按作用力的性质可分为

4.滞弹性是指材料在

范围内快速加载或卸载后，随时间延长产生附加

的

现象，滞弹性应变量与材料、有关。

5.包申格效应：

金属材料经过预先加载产生少量的塑性变形,而后再同向

加载,规定残余伸长应力

反向加载，规定残余伸长应力

的现象。

消除包申格效应的方法有

6.单向静拉伸时实验方法的特征是、、必须确定的。

7.过载损伤界越

，过载损伤区越

，说明材料的抗过载能力越强。

依据磨粒受的应力大小，磨粒磨损可分为、、三类。

9．解理断口的基本微观特征为、和

10．韧性断裂的断口一般呈杯锥状，由、和

三个区域组成。

11．韧度是衡量材料韧性大小的力学性能指标，其中又分为、和

12.在α值

的试验方法中，正应力分量较大，切应力分量较小，应力状态较硬。

一般用于塑性变形抗力与切断抗力较低的所谓塑性材料试验；

在α值

的试验方法中，应力状态较软，材料易产生塑性变形，适用于在单向拉伸时容易发生脆断而不能充分反映其塑性性能的所谓脆性材料；

13.材料的硬度试验应力状态软性系数

，在这样的应力状态下，几乎所有金属材料都能产生

14.

硬度是衡量材料软硬程度的一种力学性能，大体上可以分为、和

三大类；

在压入法中，根据测量方式不同又分为、和

15.

国家标准规定冲击弯曲试验用标准试样分别为

试样

试样，所测得的冲击吸收功分别用、标记。

16.

根据外加压力的类型及其与裂纹扩展面的取向关系，裂纹扩展的基本方式

有、和

17.

机的失效形式主要有、、三种。

18.低碳钢的力伸长曲线包括、、、、断裂等五个阶段。

19.内耗又称为

，可用

面积度量。

20.应变硬化指数反映了金属材料抵抗均匀塑性变形的能力，在数值上等于测量形成拉伸颈缩时的

应变硬化指数与金属材料的层错能有关，层错能低者n值

冷加工状态n值

晶粒粗大材料n值

21.

是材料抵抗无限次应力循环也不疲劳断裂的强度指标。

22.

应力状态软性系数：

用试样在变形过程中的测得

的比值表示。

23.微孔聚集型断裂是包括微孔、直至断裂的过程。

24.缺口试样的

与等截面光滑试样的

的比值。

称为“缺口敏感度”。

25.机在冲击载荷下的断口形式仍为、和

26.包申格应变是在给定应力下，正向加载和反向加载两

曲线之间的应变差。

27.由于缺口的存在，在

载荷作用下，缺口截面上的应力状态将发生变化的现象，被称为“缺口效应”。

28.

洛氏硬度是在一定的实验力下，将120o角的

压入工表面，用所得的

来表示材料硬度值的工艺方法。

28.低温脆性是随

的下降，材料由

转变为

29.

缺口敏感性是指材料因存在缺口造成的

状态和

而变脆的倾向。

31.

疲劳破坏形式按应力状态分为、、、及

按应力高低和断裂寿命分为

32.

典型的疲劳断口具有、、三个特征区。

33.

疲劳条带是疲劳断口的

特征，贝纹线是断口的

特征。

34.

金属材料的疲劳过程也是裂纹的

过程。

35.金属材料抵抗疲劳过载损伤的能力，用

或

表示。

36.金属在

和特定的

共同作用下，经过一段时间后所发生的

现象，成为应力腐蚀断裂。

37.应力腐蚀断裂的最基本的机理是

38.由于氢和应力的共同作用而导致金属材料产生脆性断裂的现象叫做

39.氢致脆断裂纹的拓展方式是

式，这是与应力腐蚀裂纹

式扩展方式是不同的。

40.钢的氢致延滞断裂过程可分为、、三个阶段。

41.典型氢脆类型包括、、、。

42.

机正常运行的磨损过程一般分为、、段三个阶段。

减轻粘着磨损的主要措施有、、。

43.

按磨损模型分为：

、、、、五大类。

44.韧窝是微孔聚集型断裂的基本特征。

其形状视应力状态不同分为下列、、三类。

其大小决定于第二相质点的、基体材料的

以及外加应力的大小和形状。

45.

磨损量的测定方法有

两种，单位摩擦距离单位压力下的磨损量称之为

46.

国家标准规定了四种断裂韧性测试试样：

、、和

47.

过载持久值越高，说明材料在相同的过载荷下能承受的应力循环周次

，材料的

能力越强。

48.

按照蠕变速率的变化，可将蠕变过程可分为、和

三个阶段。

49.

金属材料的蠕变变形主要是通过、等机理进行的。

50.

当试验温度低于某一温度tk时，材料由

状态变为

状态，冲击吸收功明显下降，断裂机制由

型变为

断口特征，断口由

状变为

状，这就是低温脆性。

51.韧脆转变温度tk，也是金属材料的

指标,它反映了温度对材料

的影响。

也是

性能指标，是从韧性角度选材的重要依据之一，可用于抗脆断设计。

52.

金属材料在长时高温载荷作用下的断裂大多为

断裂。

在不同的应力和温度条下，晶界裂纹的形成方式有、两种。

53.

金属材料蠕变断裂断口的宏观特征为：

一是在断口附近产生

，在变形区域附近有许多

，使断裂机表面出现

现象；

另一个特征是由于高温氧化，断口表面往往被一层

覆盖。

54.

金属材料蠕变断裂断口的微观特征主要是冰糖状花样的

55.

蠕变极限是表示材料在高温长时间载荷作用下的

抗力指标，是选用高温材料，设计高温下服役机的主要依据之一。

56.

描述材料的蠕变性能常采用、、等力学性能指标。

57.

缺口偏斜拉伸试验过程中，试样在承受拉伸力的同时还承受

力的作用，承受复合载荷，故其应力状态更

，缺口截面上的应力分布更

，因而，更能显示材料的缺口敏感性。

58.

要在同一材料上测得相同的布氏硬度，或在不同的材料上测得的硬度可以相互比较，压痕的形状必须

，压入角应

59.高温下材料晶内和晶界的强度均随温度升高而

，但晶界的强度降低速度比晶内的降低速度

60.根据剥落裂纹起始位置及形态不同，接触疲劳破坏分为、和

三类。

61.

是引起疲劳破坏的外力，它是指大小、方向均随时间变化的载荷。

62.紧凑拉伸试样预制裂纹后在固定应力比和应力范围条下循环加载，

随

的变化曲线即为疲劳裂纹扩展曲线。

63.疲劳裂纹不扩展的应力强度因子范围临界值，称为

64.产生疲劳微观裂纹的主要方式有、和

65.疲劳裂纹扩展第二阶段断口最重要的特征是具有

66.驻留滑移带在加宽过程中，还会出现

，其成因可用柯垂耳－赫尔模型描述。

67.剪切断裂和解理断裂都是

前者受剪切力作用是

断裂，后者受正应力作用，属

断裂性质完全不同。

也就是说

断裂既可能是韧性断裂也可能是脆性断裂。

取决于材料的本性和力的作用方式。

68解理断裂是沿特定界面发生的脆性

断裂，解理断裂实际上是沿一族相互平行的晶面解理而引起的。

这些解理面称为

69.若干相互平行的而且位于不同高度的解理面，从而形成解理断口的基本微观特征

二、概念：

1.韧脆转变：

2.内耗：

3.解理裂纹：

4.弹

性：

5.低温脆性：

6.低应力脆断：

7.过载持久值：

8.滞弹性：

9.穿晶裂纹：

10.疲劳缺口敏感性：

11.韧脆转变温度：

12.循环韧性：

13.解理刻面：

14.韧

15.小范围屈服：

16.有效裂纹长度：

17.缺口敏感度：

18.穿晶断裂：

19.解理断裂：

20.氢致延滞断裂

21.应力腐蚀

22.白点

23.接触疲劳

24.耐磨性

25.粘着磨损

26.约比温度

27.松弛稳定性

28.等强温度

29持久强度

30.蠕变极限

三、分析问答题

第一章

1.试分析金属材料在屈服阶段为何存在上下屈服点？

2.循环韧性有何工程意义？

选择音叉需要选择循环韧性高的还是低的材料？

何为拉伸断口三要素？

影响宏观拉伸断口的形态的因素有哪些？

4、为什么材料的塑性要以延伸率和断面收缩率这两个指标来度量?

它们在工程上各有什么实际意义?

5.包申格效应有何意义？

工程中对机会产生哪些影响？

6.试述退火低碳钢、中碳钢和高碳钢的屈服现象在拉伸力－伸长曲线图上的区别？

为什么？

试述韧性断裂与脆性断裂的区别，为什么说脆性断裂最危险？

常温静拉伸试验可确定金属材料的哪些性能指标？

说出这些指标的符号定义、意义。

9．常用的标准试样有5

倍试样和10

倍试样，其延伸率分别用σ5和σ10表示，说明为什么σ5>

σ10。

10.试述多晶体金属产生明显屈服的条，并解释bcc金属与fcc金属及其合金屈服行为不同的原因。

第二章

布氏硬度与洛氏硬度可否直接比较？

缺口对材料的拉伸力学性能有什么影响？

布氏硬度与洛氏硬度的测量方法有何不同？

HRA、HRB、HRC分别用于测量何种材料的硬度？

4、什么是“缺口效应”？

它对材料性能有什么影响？

5.金属材料在受到扭转、单向拉伸、三向等拉伸、单向压缩、两向压缩、三向压缩应力作用时，其应力状态软性系数分别为多少？

6.缺口试样拉伸时应力分布有何特点？

7.试综合比较光滑试样轴向拉伸、缺口试样轴向拉伸和偏斜拉伸试验的特点

今有如下工需要测定硬度，试说明选用何种硬度试验法为宜？

（1）渗碳层的硬度分布；

（2）淬火钢；

（3）灰铸铁，（4）硬质合金，（5）鉴别钢中的隐晶马氏体与残余奥氏体，（6）仪表小黄铜齿轮，（7）龙门刨床导轨，（8）氮化层，（9）火车圆弹簧，（10）高速钢刀具。

第三章

试说明低温脆性的物理本质及其影响因素？

2.冲击韧性主要有哪些用途？

3．细化晶粒尺寸可以降低脆性转变温度或者说改善材料低温脆性，为什么？

4．为什么通常体心立方金属显示低温脆性，而面心立方金属一般没有低温脆性?

5.试述冲击载荷作用下金属变形和断裂的特点。

6、什么是低温脆性、韧脆转变温度tk？

产生低温脆性的原因是什么？

体心立方和面心立方金属的低温脆性有何差异？

第四章

说明KI和KIc的异同。

2.为什么研究裂纹扩展的力学条时不用应力判据而用其它判据？

3.试述应力场强度因子的意义及典型裂纹KⅠ的表达式

4.试述K判据的意义及用途

5.试述裂纹尖端塑性区产生的原因及其影响因素，在什么条下需考虑塑性区的影响对KⅠ进行修正？

张开型、滑开型和撕开型哪种断裂方式最危险？

7.试述影响KⅠc和AkV的异同及其相互之间的关系

8．什么叫断裂韧性？

它与应力场强度因子有何联系与区别？

第五章

1.轴对称循环应力的平均应力、应力幅和应力比分别为多少？

疲劳宏观断口上的贝纹线与微观断口的条带有什么区别？

3.试述金属疲劳断裂的特点

4.试说明合金成分、显微组织、非金属夹杂物、表面粗糙度等对金属疲劳性能的影响规律

5.试述金属表面强化对疲劳强度的影响。

1.有一M24栓焊桥梁用高强度螺栓，采用40B钢调质制成，抗拉强度为1200MPa，承受拉应力650MPa。

在使用中，由于潮湿空气及雨淋的影响发生断裂事故。

观察断口发现，裂纹从螺纹根部开始，有明显的沿晶断裂特征，随后是快速脆断部分。

断口上有较多腐蚀产物，且有较多的二次裂纹。

试分析该螺栓产生断裂的原因，并考虑防止这种断裂的措施。

2.试述金属产生应力腐蚀的条和机理。

3.试述区别高强度钢的应力腐蚀和氢致延滞断裂的方法。

4.何为氢致延滞断裂？

为什么高强度钢的氢致研制断裂是在一定的应变速率和温度范围内出现？

第七章

1粘着磨损产生的条、机理及其防止措施

2.摩擦副材料的硬度一般较测试材料高，请问为何一般不能选择同种材料作摩擦副？

3.耐磨性一般测量？

有哪些测定方法？

4.提高材料或零的抗粘着磨损能力?

第八章

1.试说明材料的持久强度极限是由实验方法测得的？

2.试说明使材料产生稳态蠕变速率的蠕变极限是由实验方法测得的？

3．解释材料高温蠕变变形理论主要有哪些？

蠕变断裂有哪几种形式？

试分析晶粒大小对金属材料高温力学性能的影响。

材料