水工钢结构复习资料

水工钢结构复习重点 一 名词解释 1 钢结构 用型钢或钢板制成基本结构 根据使用要求 通过焊接或螺栓连 接等方法 按照一定规律组成的承载结构 2 塑性破坏 钢材在常温和静力荷载作用下 当其应力到达抗拉强度 fu 后 产生很大的塑性变形而断裂的现象 3 沸腾钢 是指在出钢时 向置放钢液的缸管内投入锰作脱氧剂 由于锰的 脱氧能力比较弱 脱氧不完全 在浇筑过程中 钢液继续在锭模内产生激烈的 碳氧反应 不断有 co 气泡产生 呈沸腾状态 故称为沸腾钢 4 焊接应力 焊接变形 焊接构件在未受荷载时 由于施焊的电弧高温作 用而引起的内应力或变形 5 焊接残余应力 焊件冷缩后残留在焊件内的应力 又称为收缩应力 6 整体失稳 当钢梁采用工字形或槽形等口薄壁截面时 其侧向抗弯刚度和 抗扭刚度 相对而言 要比粗大的钢梁低 可能在弯应力尚未达到屈服点之前 就发生侧向弯扭屈曲 即为整体失稳 7 稳定平衡 当压力 N 小于临界值时 干扰消失时 压杆立即回复到原来的 直线平衡状态 8 换算长细比 格构式构件对虚轴力轴的稳定性是以加大长细比的办法来考 虑剪切变形的影响 加大后的长细比就称为换算长细比 9 桁架 由直杆在杆端相互连接而组成的以抗弯为主的格构式结构 10 闸门 是用来关闭 开启或局部开启水工建筑物中过水孔口的活动结构 主要是控制水位 调节流量 二 问答题 1 钢结构的特点有哪些 答 钢结构自重较轻 钢结构的可靠性较高 钢材的抗震性 抗冲性较好 钢结构制造的工艺化程度较高 钢结构可以准备快速的装配 容易做成密 封结构 钢结构极易腐蚀 钢结构耐火性差 2 钢结构在水工中的应用有哪些 答 活动式结构 装拆式结构 板结构 高耸结构 大跨度结构 海工 钢结构 3 截面选择的具体步骤是 答 选择梁高 h 和腹板高度 h0 选择腹板厚度 hw 选择翼缘尺寸 b1 和 t1 梁的强度 整体稳定和挠度的验算 4 闸门的类型有哪些 答 按功用分为 工作闸门 事故闸门 检修闸门和施工闸门 按闸门空口的位置分 露顶闸门 潜孔闸门 按闸门结构形式分为 平面闸门 弧形闸门及船闸上常采用的人字形闸门 5 平面闸门结构布置的主要内容有哪些 答 确定闸门上需要的构件 每种构件需要的数目以及确定每个构件所在的位 置 主梁的布置 梁格的布置 梁格连接形式 边梁的布置 6 平面闸门门叶结构组成又哪些 答 面板 梁格 横向和纵向连接系 即横向和纵向支撑 行走支承 滚轮 或滑块 以及止水等部件组成 边梁 主轮 面板顶梁 水平次梁 横向隔板 纵向连接系 主梁 吊耳 7 焊接有哪些缺点 缺点是由于焊接连接处局部受高温 在热影响区形成的材质较差 冷却又很 快 再加上热影响区的不均匀收缩 易使焊件产生残余应力以及残余变形 甚 至可能形成裂缝 导致脆性破坏对钢结构产生不利影响 8 在桁架中 支撑有哪些主要作用 保证桁架结果的空间几何稳定性 即几何形状不变 2 保证桁架结构 的空间刚度和空间整体性 3 为桁架弦杆提供必要的侧向支撑点 4 承受 并传递水平荷载 5 保证结构安装时的稳定且便于安装 9 系杆的布置原则是什么 在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆 屋脊节点及主要支撑点处需设置刚 性系杆 天窗侧柱处及下弦跨中附近设置柔性系杆 当屋架横向支撑设在端部 第二柱间时 则第一柱间所有系杆军应力为刚性系杆 10 简述钢梁整体失稳的概念 钢梁截面一般都涉及成高而窄且壁厚较薄的开口截面 以获得弯矩作用平面内 较大的抗弯承载力和抗弯刚度 但抗扭矩和侧向抗弯矩能力较差 如工字型截 面梁 弯矩作用在其最大刚度平面内 当弯矩逐渐增加使梁受压 翼缘的最大 弯曲应力达到某一数值时 梁在很小的侧向干扰力作用下 会突然向刚度较小 的侧向弯曲 并伴有扭矩而破坏 这种现象称为整体失稳 10 减小或消除焊接变形有哪些措施 1 反变形法即在施焊前预留适当的收缩量和根据制造检验预先造成相反 方向和适当大小的变形来抵消焊后变形 2 采用合理的焊接和装配 顺序控制变形也十分有效 3 焊接变形的矫正方法 以机械矫正和 局部火焰加热矫正较为常用 11 为什么选择屈服点作为建筑钢材静力强度承载力极限的依据 1 钢材屈服后 塑性变形很大 从屈服到断裂的塑性变形约等于弹性变 形的 200 倍 这样大的塑性变形已使结构失去正常使用功能而达到极限状态 因而无法利用强化阶段 2 屈服后塑性变形很大 险情即以被察觉 可以 及时采取适当补救措施 以免突然发生破坏 3 抗拉强度和屈服点的比值 较大 成为结构较大的后背强度 符合结构多级抗震设防的准则 使钢结构 从来不会发生真正的塑性破坏 12 实腹式轴心受压有哪些设计原则 1 截面面积的分布应尽量远离轴线 以增大截面的惯性矩和回转半径 从 而提高柱的整体稳定性和刚度 2 使两个轴方向的稳定性相等 3 构造 简单 便于制作 4 便于与供应的钢材规格 13 简述平面钢闸门主梁设计的特点 当主梁所承受的最大弯矩不超过 500KNM 时 可考虑使用型钢作为主梁 若 型钢刚度不足 可再其上翼缘加焊扇钢予以加强 采用型钢可以简化制造 降低成本 当型钢不能满足要求时 可采用由钢板焊接而成的主梁 当跨度 较大时 采用变截面组合梁较为经济合理 14 说明结构式压弯构件的设计步骤 1 初选截面尺寸 2 计算截面的几何特征 3 刚度验算 4 弯矩 作用平面内德整体稳定验算 5 分肢稳定验算 6 缀材设计 15 梁的支座构造应满足什么原则 1 支座与墩台间应有足够的承压面积 2 尽可能使反力通过支座中心 承压应力分布比较均匀 3 对于简支梁 特别是大跨度梁 应保证梁沿纵 向移动的可能 减少因温度变化梁胀缩时产生的附加压力 16 桁架外形的选择应考虑哪些因素 桁架外形的选择应考虑哪些因素 应充分考虑使用要求 受力合理 节约钢材 桁 架与柱或其他构件的连接方法 铰接或钢接 以及整个桁架的刚度等问题 此外 为了便 于制造和安装 应尽量使桁架的杆件及节点统一化 17 平行弦桁架的最大优点是什么 平行弦桁架的最大优点是什么 怎样提高整体结构的刚度 1 它的 最大优点是弦杆和腹杆长度均能一致 节点的构造可以统一 上下弦杆的拼接 数量较少 2 平行弦桁架两端可以和钢柱做成刚性连接 共同形成承重刚架 这样可以提高整体结构的刚度 18 减小或消除焊接变形有哪些措施 减小或消除焊接变形有哪些措施 1 反变形法即在施焊前预留适当的收缩量和 根据制造经验预先造成相反方向和适当大小的变形来抵消焊后变形 2 采用合理的焊接 和装配顺序控制变形也十分有效 3 焊接变形的矫正方法 以机械矫正和局部火焰加热 矫正较为常用 19 梁的强度计算有哪些要求 梁的强度计算有哪些要求 要求钢梁在荷载作用下 其弯曲正应力 剪应力 局部 承压应力以及在复杂应力状态下的折算应力等均不超过规范规定的相应强度设计值 20 平面钢闸门结构布置的主要任务是什么 平面钢闸门结构布置的主要任务是什么 结构布置为什么要合理 1 确定闸门 上需要设置的构件 每种构件需要的数目以及确定每个构件的所在位置等 2 结构布置 是否合理直接关系到闸门能否达到安全运行 使用方便 操作灵活 经久耐用 节约材料 构造简单和制造方便等方面的要求 21 架设计应考虑那些荷载组合 架设计应考虑那些荷载组合 1 全跨永久荷载 全跨可变荷载 2 全跨永久 荷载 半跨可变荷载 3 全跨屋架 支撑及天窗架自重 半跨檩条 屋面板和活荷载 22 哪些梁不须计算整体稳定 哪些梁不须计算整体稳定 1 有刚性铺板密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固连 接 能阻止梁受压翼缘的侧向位移时 2 工字形截面或 H 型钢截面简支梁受压翼缘的自 由长度 l1与其宽度 b1之比不超过规定的数值时 3 箱形截面简支梁 其截面尺寸满足 h b0 6 且 l1 b0 95 235 fy 时不必计算 23 钢材选用应考虑的主要因素有哪些 钢材选用应考虑的主要因素有哪些 1 结构的重要性 2 荷载情况 3 连 接方法 4 结构所处的温度和环境 5 钢材的厚度 24 钢结构在水工中的应用有哪些 钢结构在水工中的应用有哪些 答 活动式结构 装拆式结构 板结构 高 耸结构 大跨度结构 海工钢结构 25 平面闸门结构布置的主要内容有哪些 平面闸门结构布置的主要内容有哪些 答 确定闸门上需要的构件 每种构件需要 的数目以及确定每个构件所在的位置 主梁的布置 梁格的布置 梁格连接形式 边梁的布置 26 平面闸门门叶结构组成又哪些 平面闸门门叶结构组成又哪些 答 面板 梁格 横向和纵向连接系 即横向和纵 向支撑 行走支承 滚轮或滑块 以及止水等部件组成 边梁 主轮 面板顶梁 水平次梁 横向隔板 纵向连接系 主梁 吊耳 27 焊焊接接组组合合梁梁的的设设计计步步骤骤 首先根据求得的最大弯矩与最大剪力以及强度 刚度 稳 定与节省钢材等要求 选择合理的截面尺寸 有时可在弯矩较小处减小梁截面 计算梁的翼 缘和腹