2018結構工程師專業(yè)考試復習資料：鋼結構(1)

一、鋼結構的主要結構形式和構件形式

1.剛框架結構：由豎向鋼柱和橫向鋼梁構成的框格式結構體系(平面框架結構、 空間框架結構、支撐-框架結構)

剛桁架結構：主要由軸心受力構件構成的單向格構式梁(平面桁架和空間桁架)

剛網架結構：主要由軸心受力構件構成的空間格構式平板結構;如網殼

懸索結構：主要由受拉柔索構成的結構;排架結構;鋼架結構;

預應力結構：通過施加一定預應力以改善結構性能，更有效地發(fā)揮剛材性能

2.構件：受力特點→軸心受力構件、受彎構件、拉彎及壓彎構件

二、引起鋼材脆性破壞的因素及預防措施

①化學成分：N、P使鋼材冷脆，O、S使鋼材熱脆

②溫度：高溫熱脆，低溫冷脆 ③冶金缺陷：非金屬雜質，裂紋起層

④冷作硬化 ⑤時效硬化 ⑥應力集中

直接因素：裂紋尺寸、作用應力的大小和方式和材料的韌性

①盡量減小初始裂紋尺寸，避免在處理過程中形成類似于裂紋的間隙;

②注意選擇和制訂焊接工藝，減小不利殘余應力;

③進行合理細部構造設計，避免截面的急變及出現(xiàn)凹角，避免構造應力集中;

④選擇適用鋼材，使構造具有足夠韌性;

⑤設計合理的結構形式;

⑥對結構和構件的拼裝應采用合理的工藝順序，提高精度，減少焊接和裝配殘力;

⑦建立必要的使用維修規(guī)定和措施。

三、引起鋼材脆性破壞的因素及預防措施

①化學成分：N、P使鋼材冷脆，O、S使鋼材熱脆

②溫度：高溫熱脆，低溫冷脆 ③冶金缺陷：非金屬雜質，裂紋起層

④冷作硬化 ⑤時效硬化 ⑥應力集中

直接因素：裂紋尺寸、作用應力的大小和方式和材料的韌性

①盡量減小初始裂紋尺寸，避免在處理過程中形成類似于裂紋的間隙;

②注意選擇和制訂焊接工藝，減小不利殘余應力;

③進行合理細部構造設計，避免截面的急變及出現(xiàn)凹角，避免構造應力集中;

④選擇適用鋼材，使構造具有足夠韌性;

⑤設計合理的結構形式;

⑥對結構和構件的拼裝應采用合理的工藝順序，提高精度，減少焊接和裝配殘力;

⑦建立必要的使用維修規(guī)定和措施。

四、影響鋼材性能的主要化學元素及碳硫磷對鋼材性能的影響

基本元素：鐵、碳; 有益元素：錳硅釩鈮鈦鋁鉻鎳; 有害元素：硫磷氧氮;

碳：形成鋼材強度的主要成分，碳的含量提高，則剛材強度提高，同時塑性、韌性、冷彎性能、可焊性及抗銹蝕能力下降;

硫：屬于雜質，能生成易熔化的硫化鐵，熱加工及焊接使溫度達到800~1000℃時，可能出現(xiàn)裂紋，稱為熱脆。降低沖擊韌性，影響疲勞性能和抗銹蝕能力;

磷：既是有害元素也是能利用的合金元素，低溫下使鋼變脆，稱為冷脆，高溫時降低鋼材塑性，但提高鋼材強度和抗銹蝕能力。

五、影響鋼材性能的主要化學元素及碳硫磷對鋼材性能的影響

基本元素：鐵、碳; 有益元素：錳硅釩鈮鈦鋁鉻鎳; 有害元素：硫磷氧氮;

碳：形成鋼材強度的主要成分，碳的含量提高，則剛材強度提高，同時塑性、韌性、冷彎性能、可焊性及抗銹蝕能力下降;

硫：屬于雜質，能生成易熔化的硫化鐵，熱加工及焊接使溫度達到800~1000℃時，可能出現(xiàn)裂紋，稱為熱脆。降低沖擊韌性，影響疲勞性能和抗銹蝕能力;

磷：既是有害元素也是能利用的合金元素，低溫下使鋼變脆，稱為冷脆，高溫時降低鋼材塑性，但提高鋼材強度和抗銹蝕能力。

六、角焊縫的主要構造形式和構造要求

角焊縫分為正面角焊縫和側面角焊縫，角焊縫沿長度方向有連續(xù)和斷續(xù)兩種形式，角焊縫按截面形式可以分為直角角焊縫和斜角角焊縫。

構造要求：最小焊腳尺寸;最大焊腳尺寸;最小焊縫長度;側門角焊縫的最大計算長度;搭接連接的構造要求;角焊縫主要構造要求是焊腳尺寸hf和焊縫長度

七、焊縫起落狐缺陷考慮

在每條焊縫的兩端常因焊接時起弧、落弧的影響而出現(xiàn)弧坑、未熔透等缺陷，稱為焊口，形成類裂紋并引起應力集中。

1.有條件時應在兩端設置引弧板，焊后將其切除，并修磨平整。

2.做不到時，每條焊縫取實際長度減去2t(較薄焊件厚度)

八、普通螺栓受剪破壞形勢及避免方法

a當螺栓直徑較小，被連接的鋼板厚度較大時，螺栓桿可能被剪斷;b螺栓直徑較大，被連接的鋼板較薄時，鋼板可能被擠壞;c當構件開口較多使截面削弱較大時，構件可能被拉斷;d當螺栓孔距板端距離較小時，板端可能發(fā)生沖剪破壞;e當被連接的鋼板太厚，而螺栓桿較細時，可能發(fā)生螺栓桿彎曲破壞。

abc三種破壞形式可通過計算避免;d種破壞形式可通過構造要求避免;e種破壞可通過限制板疊厚度不超過五倍螺栓桿徑來避免。

九、螺栓排列間距為什么要規(guī)定最大和最小容許距離

①受力要求：螺栓的端距不應小于2d0(螺栓孔徑)。太小時，鋼板端部有沖剪破壞的可能。對于受拉構件，各排螺栓的栓距和線距都不能過小，以免使螺栓周圍應力集中相互影響;并且對鋼板的截面削弱過多，構件有沿折線或直線破壞的可能;兩孔之間的鋼板也有被螺栓撕裂的可能。對于受壓構件，沿作用力方向的栓距不能過大，否則在被連接的板件間容易發(fā)生壓屈鼓肚現(xiàn)象。

②構造要求：當螺栓的栓距及線距過大時，被連接板件的接觸就不夠緊密，潮氣就會侵入板件間的縫隙內，使鋼材銹蝕。

③施工要求：要保證一定的空間，便于轉動螺栓扳手。