沈阳钢结构工程中常遇到的30个钢材问题解答（二）

　　18.设计拉弯和压弯构件时应计算的内容？

　　答：拉弯构件需要计算强度和刚度（限制长细比）；压弯构件则需要计算强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定）、局部稳定和刚度（限制长细比）

　　19.实腹式压弯构件截面选择的具体步骤有哪些？

　　答：（1）计算构建的内力设计值；（2）选择截面形式；（3）确定钢材和强度设计值；（4）确定弯矩作用平面内和平面外的计算长度；（5）根据经验或已有资料初选截面尺寸；（6）演算初选截面强度、刚度、稳定性是否符合要求。

　　20.为什么要在桁架组成的屋盖结构中设置支撑系统，支撑系统的具体作用体现在那些方面？

　　答：屋架在其自身平面内为几何形状不变体系并具有较大的刚度，能承受屋架平面内的各种荷载。但平面屋架本身在垂直于屋架平面的侧向刚度和稳定性则很差，不能承受水平荷载。因此需设置支撑系统。支撑系统的具体作用主要体现在：保证结构的空间整体作用；避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大的振动；承担和传递水平荷载；保证结构安装时的稳定与方便。

　　21.钢材“耐热不耐火”的含义是什么？规范对其有何规定？

　　答：钢材受热，当温度在200℃以内时，其主要力学性能，如屈服点和弹性模量降低不多。温度超过200℃后，材质发生较大变化，不仅强度逐步降低，还会发生蓝脆和徐变现象。温度达600℃时，钢材进入塑性状态不能继续承载。因此，《钢结构设计规范》规定钢材表面温度超过150℃后即需加以隔热防护，对需防火的结构，应按相关的规范采取防火保护措施。

　　22.时效硬化和人工时效各指什么？

　　答：时效硬化：在高温时熔化于铁中的少量碳和氮，随着时间的增长逐渐从纯铁中析出，形成自由碳化合物和氮化物，对纯铁体的塑性变形起遏制作用，从而使钢材的强度提高，塑性、韧性下降，这种现象称为时效硬化，俗称老化。

　　人工时效：时效硬化的过程一般很长，在材料塑性变形后加热，可以使时效硬化发展特别迅速，这种方法称为人工时效。

　　23.简述钢材的疲劳破坏过程

　　答：钢材在反复荷载作用下，结构的抗力及性能都会发生重要变化，甚至发生疲劳破坏。根据试验，在直接的连续反复的动力荷载作用下，钢材的强度将降低，即低于一次静力荷载作用下的拉伸试验的极限强度fu，这种现象称为钢材的疲劳。疲劳破坏表现为突发的脆性断裂。

　　24.钢材常见的冶金缺陷有哪些，各自的具体含义是什么？

　　答：钢材常见的冶金缺陷包括偏析、非金属夹杂、气孔、裂纹及分层等。

　　偏析：是指钢材中化学成分不一到和不均匀，特别是硫、磷偏析严重造成钢材的性能恶化；

　　非金属夹杂：是指钢中含有硫化物与氧化物等杂质；

　　气孔：是浇铸钢锭时，由氧化铁与碳作用所生成的一氧化碳气体不能充分逸出而形成的。

　　25.高强度螺栓的预拉力设计值P的计算公式中，系数的确定考虑了哪些因素？

　　答：（1）拧紧螺栓时螺栓同时受到由预拉力引起的拉应力和由扭矩引起的扭转剪应力作用；（2）施工时为了弥补高强度螺栓预拉应力的松弛损失，一般超张拉5%∽10%，为此考虑一个超张拉系数0.9；（3）考虑螺栓材质的不均匀性，引入一个折减系数0.9；（4）由于以螺栓的抗拉引吭高歌为准，为了安全引入一个安全系数0.9。

　　26.减少焊接应力和焊接变形的设计措施有哪些？

　　答：（1）尽可能使焊缝对称于构件截面的中性轴，以减少焊接变形；（2）采用适宜的焊脚尺寸和焊缝长度；

　　（3）焊缝不宜过分集中。（4）尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉；（5）尽量避免在母材厚度方向的收缩应力。

　　27.简述实腹式轴心受压构件的设计步骤？

　　答：（1）假定构件的长细比λ，求出需要的截面面积A。（2）计算两个主轴所需要的回转半径(3)由计算的截面面积A和两个主回转半径优先选用型钢。（4）由所需要的A、h、b等，以及同时考虑构造要求、局部稳定以及钢材规格等，确定截面的初选尺寸。（5）构件强度、稳定和刚度验算

　　28.钢梁腹板计算高度如何取值？

　　答：（1）轧制型钢梁，为腹板在与上下翼缘相交接处两内弧起点间的距离；（2）焊接组合梁，为腹板高度；（3）铆接组合梁，为上下翼缘与腹板连接的铆钉（或高强螺栓　）线间最近距离。

　　29.根据弹性稳定理论确定框架柱的计算长度时，都做了哪些假定？

　　答：（1）框架只承受作用于节点的竖向荷载，忽略横梁荷载和水平荷载产生梁端弯矩的影响；（2）所有框架柱同时丧失稳定，即所有框架柱同时达到临界荷载；（3）失稳时横梁两端的转角相等。

　　30.实腹式压弯构件截面选择的具体步骤有哪些？

　　答：（1）计算构件的内力设计值；即弯矩设计值MX、轴心压力设计值N和剪力设计值V：（2）选择截面形式；（3）确定钢材及强度设计值；（4）确定弯矩作用平面内和平面外的计算长度；（5）根据经验或已有资料初选截面尺寸；（6）对初选截面进行强度验算、刚度验算、弯矩作用平面内整体稳定性验算、弯矩作用平面外整体稳定验算和局部稳定性验算，如验算不满足要求，则对初选截面进行调整，重新计算，直至满足要求。

　　31．简述普通螺栓连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的不同点。

　　答：在弯矩作用下，普通螺栓连接计算时假定中和轴位于弯矩所指的最下列螺栓处，高强度螺栓摩擦型连接计算时中和轴位于螺栓形心轴处。

　　32．格构式构件截面考虑塑性发展吗？为什么？

　　答：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，因为截面中部空心。

　　33．哪些因素影响轴心受压构件的稳定承载力？

　　答：构件的初弯曲、荷载的初偏心、残余应力的分布以及构件的约束情况等。

　　34．设计拉弯和压弯构件时应计算的内容？

　　答：拉弯构件需要计算强度和刚度（限制长细比）；压弯构件则需要计算强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定）、局部稳定和刚度（限制长细比）