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2017年一級註冊結構工程師《鋼結構》複習考點

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2017年一級註冊結構工程師《鋼結構》複習考點

1.鋼結構中所用鋼材應具有哪些效能?①鋼材應具有較高的屈服強度ƒy和抗拉強度ƒu:ƒy是衡量結構承載能力的指標,ƒy高則可減輕結構自重,節約鋼材和降低造價。ƒu是衡量鋼材經過較大變形後的抗拉能力,它直接反映鋼材內部組織的優劣,同時ƒu高可以增加結構的安全儲備。②較高的塑性和韌性:塑性和韌性好,結構在靜載和動載作用下有足夠的應變能力,既可減輕結構脆性破壞的傾向,又能通過較大的塑性變形調整區域性應力,同時又具有較好的抵抗重複荷載作用的能力。③良好的工藝效能(包括冷加工、熱加工和焊接性):良好的工藝效能不但要易於加工成各種形式的結構,而且不致因加工而對結構的強度、塑性、韌性等造成較大的不利影響。此外,根據結構的具體工作條件,有時還要求鋼材具有適應低溫、高溫和腐蝕性環境的能力。

2.塑性破壞:鋼材在超過屈服點即有明顯的塑性變形產生,超過抗拉強度時將在很大變形的情況下斷裂。後果:塑性變形的斷口平直,並因晶體在剪下之下相互滑移的結果而呈纖維狀,塑性破壞之前,結構有明顯的塑性變形產生,且有較長的持續時間,可便於發現和補救。

3.脆性破壞:鋼材沒有的塑性變形產生或只有很小塑性變形而發生破壞。後果:脆性破壞之前,結構沒有明顯的塑性變形產生,且發生很突然,後果很危險。

4.強度:屈強比是衡量鋼材強度儲備的一個係數。屈強比越低安全儲備越大,但屈強比過小時,不經濟。當屈強比過大時,安全儲備較小,且構件的塑性變形能力較小。

5.塑性:指鋼材在應力超過屈服點後,能產生顯著殘餘變形而不立即斷裂的性質。

6.衝擊韌性:指在鋼材塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力,是衡量鋼材抵抗動力荷載能力的指標。①是鋼材塑性和強度的綜合表現,可以用來判斷鋼材在動力荷載作用下是否會發生脆性破壞;②衝擊韌性好表示在動力荷載作用下破壞時吸收能量多;③對於需要驗算疲勞的結構所用的鋼材應具有不同試驗溫度下的衝擊韌性的合格保證;④衝擊韌性受溫度的影響較大,鋼材具有低溫冷脆性。

7.冷彎效能:指鋼材在常溫下加工發生塑性變形時,對產生裂紋的抵抗能力。①冷彎效能用冷彎試驗來檢測,檢測時如果時間彎曲180度,無裂紋、斷裂或分層,即試件冷彎合格。②製作結構構件和非結構構件的鋼材的冷加工需要鋼材有合格的冷彎效能。③鋼材的強度、衝擊韌性、塑性、冷彎效能統稱為鋼材的力學效能或機械效能。

8.影響鋼材效能的主要因素有:化學成分;冶金缺陷;鋼材硬化;溫度影響;應力集中;反覆荷載作用。

9.化學成分:硫可減低鋼材的塑性、韌性、可焊性、抗鏽蝕性。高溫時使鋼材變脆,即熱脆。磷降低塑性、韌性、冷彎效能、可焊性。在低溫時使鋼材變脆,即冷脆。氮的作用和磷的一樣,可使鋼材冷脆。錳是一種脫氧劑,錳可以適當提高鋼材的強度、能消除氧、硫而不降低鋼材的可焊性和抗鏽蝕效能。錳元素在碳素鋼中的含量在0.3%—0.8%,在低碳鋼中的含量為1.0%—1.6%。矽是一種脫氧劑,矽在碳素鋼中的含量應不超過0.3%,在低碳鋼中的含量為0.2%—0.55%

10.時效硬化:指鋼材隨時間的增長,鋼材的強度(屈服點和抗拉強度)提高,塑性降低、特別是衝擊仍性明顯下降的現象。冷作硬化:指當鋼材冷加工(剪、衝、拉、彎等)超過其彈性極限解除安裝後,出現參與應變變形,再次載入時彈性極限(或屈服點)提高的現象。

11.溫度的影響:常溫下強度基本上不隨溫度的.變化而變化。①溫度高於常溫時,隨溫度增高,鋼材的強度、彈性模量降低、塑性增大。②250度時,鋼材的抗拉強度反而提高,衝擊仍性和脆性下降明顯,此現象叫藍脆現象。藍脆現象鋼材會出現裂紋。③當溫度超過300度時,屈服點和極限強度顯著降低。④600度時,鋼材幾乎不承受拉力,可以看出鋼材的耐火效能差。⑤當溫度低於常溫時,總的趨勢是溫度降低,鋼材的略有強度提高。塑性、抗衝擊韌性降低。溫度下降到某一值後,會發生冷脆現象。鋼材由韌性狀態轉向脆性狀態時的溫度叫做脆變溫度(或叫冷脆臨界溫度)

12.應力集中的影響:應力集中發生在孔洞、槽口、凹角、形狀變化、內部缺陷處。應力集中處存在同號平面或立體應力場,使鋼材變脆。

13.鋼材的疲勞破壞:鋼材在連續反覆荷載作用下而發生脆性破壞,破壞時的最大應力稱為疲勞強度。鋼材的疲勞破經歷三個階段:裂紋的形成、裂紋緩慢擴充套件、迅速斷裂。影響鋼材疲勞的主要因素是應力集中、應力幅(對焊接結構)或應力比(對非焊接結構)以及應力迴圈次數。

14.鋼材的種類:碳素結構鋼;低合金高強度結構鋼;優質碳素結構鋼;建築結構用鋼板。(沸騰鋼F,鎮靜鋼Z,特殊鎮靜鋼TZ)

15.鋼材的選用原則:應使結構安全可靠和做到經濟合理。

選擇時要考慮的因素:結構的重要性;荷載情況;連線的方法;結構所處的溫度和環境;鋼材厚度。

鋼材的規格:鋼結構所用的鋼材主要為熱軋形成的板鋼、型鋼,以及冷彎成型的薄壁型鋼。