2013年二級結(jié)構(gòu)工程師結(jié)構(gòu)設(shè)計原理思考題3

　　第三章 結(jié)構(gòu)材料

　　3.1 學(xué)習要點

　　本章介紹工程結(jié)構(gòu)常用之鋼材、混凝土、磚石、砌塊等材料的力學(xué)性能和強度取值，是后續(xù)構(gòu)件承載能力、變形等設(shè)計計算的基礎(chǔ)。

　　1.材料的力學(xué)性能由強度指標，變形指標，冷彎、沖擊韌性等構(gòu)成。作為強度指標的有比例極限、彈性極限、屈服極限(屈服點)和強度極限等參數(shù)，結(jié)構(gòu)設(shè)計用屈服極限作為強度指標。衡量變形能力除彈性模量(或變形模量)以外，還有延伸率、截面收縮率等塑性指標。冷彎是一個綜合性指標，沖擊韌性用沖擊功來定義。不同質(zhì)量等級的鋼材除化學(xué)成分要求不同以外，對不同溫度下的沖擊韌性指標有要求。

　　2.材料強度有平均值fm，標準值fk和設(shè)計值f之分。平均值是若干標準試件按規(guī)范規(guī)定進行試驗，測得的材料屈服極限的平均值;而標準值則為具有95%保證率的材料強度取值，即低于平均值1.645倍標準差;材料強度設(shè)計值由標準值除以材料的分項系數(shù)(>1)而得到。

　　3.了解鋼材、鋼筋的分類和規(guī)格，掌握鋼材各種強度設(shè)計值(抗拉、抗壓、抗剪、承壓)的確定方法，熟悉鋼材的本構(gòu)模型。

　　4.掌握鋼材焊接連接，螺栓連接的設(shè)計計算方法。

　　5.混凝土屬于人工石材，是典型的脆性材料，抗壓能力遠遠高于抗拉能力，其性能和配合比有關(guān)。了解混凝土受壓破壞機理、變形特點，掌握抗拉、抗壓、抗剪強度之間的差異，熟悉砼的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。

　　6.砌體的承載力和變形能力和塊體、砂漿，砌筑質(zhì)量密不可分。了解塊體、砂漿的種類和強度等級，掌握砌體種類和強度取值，熟悉砌體的變形特性。

　　3.2 思考題

　　1.試繪出有明顯流幅的鋼材(鋼筋)的拉伸圖，說明各階段的特點，指出比例極限、屈服極限和強度極限(極限強度)的含義。

　　2.軟鋼和硬鋼的拉伸圖有何不同，抗拉強度設(shè)計值fy各對應(yīng)于圖中何處的應(yīng)力值?

　　3.鋼材的沖擊韌性如何定義?

　　4.鋼材質(zhì)量等級分A、B、C、D、E級的依據(jù)是什么?

　　5.為什么說冷彎性能是衡量鋼材力學(xué)性能的一項綜合指標?

　　6.鋼材抗剪強度取抗拉強度的58%，依據(jù)何在?

　　7.何謂伸長率?何謂屈強比?

　　8.鋼材強度取值與尺寸有關(guān)，Q345鋼何時fy=345N/mm2?在其他情況下fy是小于還是大于345N/mm2?

　　9.角焊縫在彎矩、軸力、剪力、扭矩作用下的焊接強度是按哪種形式計算的?與對接焊縫有何區(qū)別?

　　10.高強度螺栓的預(yù)拉力起什么作用?預(yù)拉力的大小與承載能力有什么關(guān)系?高強度螺栓與普通螺栓計算有什么不同?摩擦型高強度螺栓與承壓型高強度螺栓有何區(qū)別?

　　11.在交變受力過程中，鋼材的疲勞計算是用最大應(yīng)力、最小應(yīng)力、平均應(yīng)力、還是用應(yīng)力幅?為什么不采用材料力學(xué)中的“疲勞極限”這一概念?

　　12.鋼筋進行冷加工的目的是什么?冷加工的方法有哪幾種?每種加工方法對強度有何影響?

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