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2017年一級注冊結(jié)構(gòu)工程師《鋼結(jié)構(gòu)》復(fù)習(xí)考點(diǎn)
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1.鋼結(jié)構(gòu)中所用鋼材應(yīng)具有哪些性能?①鋼材應(yīng)具有較高的屈服強(qiáng)度ƒy和抗拉強(qiáng)度ƒu：ƒy是衡量結(jié)構(gòu)承載能力的指標(biāo)，ƒy高則可減輕結(jié)構(gòu)自重，節(jié)約鋼材和降低造價(jià)。ƒu是衡量鋼材經(jīng)過較大變形后的抗拉能力，它直接反映鋼材內(nèi)部組織的優(yōu)劣，同時(shí)ƒu高可以增加結(jié)構(gòu)的安全儲備。②較高的塑性和韌性：塑性和韌性好，結(jié)構(gòu)在靜載和動(dòng)載作用下有足夠的應(yīng)變能力，既可減輕結(jié)構(gòu)脆性破壞的傾向，又能通過較大的塑性變形調(diào)整局部應(yīng)力，同時(shí)又具有較好的抵抗重復(fù)荷載作用的能力。③良好的工藝性能(包括冷加工、熱加工和焊接性)：良好的工藝性能不但要易于加工成各種形式的結(jié)構(gòu)，而且不致因加工而對結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度、塑性、韌性等造成較大的不利影響。此外，根據(jù)結(jié)構(gòu)的具體工作條件，有時(shí)還要求鋼材具有適應(yīng)低溫、高溫和腐蝕性環(huán)境的能力。
2.塑性破壞：鋼材在超過屈服點(diǎn)即有明顯的塑性變形產(chǎn)生，超過抗拉強(qiáng)度時(shí)將在很大變形的情況下斷裂。后果：塑性變形的斷口平直，并因晶體在剪切之下相互滑移的結(jié)果而呈纖維狀，塑性破壞之前，結(jié)構(gòu)有明顯的塑性變形產(chǎn)生，且有較長的持續(xù)時(shí)間，可便于發(fā)現(xiàn)和補(bǔ)救。
3.脆性破壞：鋼材沒有的塑性變形產(chǎn)生或只有很小塑性變形而發(fā)生破壞。后果：脆性破壞之前，結(jié)構(gòu)沒有明顯的塑性變形產(chǎn)生，且發(fā)生很突然，后果很危險(xiǎn)。
4.強(qiáng)度：屈強(qiáng)比是衡量鋼材強(qiáng)度儲備的一個(gè)系數(shù)。屈強(qiáng)比越低安全儲備越大，但屈強(qiáng)比過小時(shí)，不經(jīng)濟(jì)。當(dāng)屈強(qiáng)比過大時(shí)，安全儲備較小，且構(gòu)件的塑性變形能力較小。
5.塑性：指鋼材在應(yīng)力超過屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯著殘余變形而不立即斷裂的性質(zhì)。
6.沖擊韌性：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(dòng)力荷載能力的指標(biāo)。①是鋼材塑性和強(qiáng)度的綜合表現(xiàn)，可以用來判斷鋼材在動(dòng)力荷載作用下是否會發(fā)生脆性破壞;②沖擊韌性好表示在動(dòng)力荷載作用下破壞時(shí)吸收能量多;③對于需要驗(yàn)算疲勞的結(jié)構(gòu)所用的鋼材應(yīng)具有不同試驗(yàn)溫度下的沖擊韌性的合格保證;④沖擊韌性受溫度的影響較大，鋼材具有低溫冷脆性。
7.冷彎性能：指鋼材在常溫下加工發(fā)生塑性變形時(shí)，對產(chǎn)生裂紋的抵抗能力。①冷彎性能用冷彎試驗(yàn)來檢測，檢測時(shí)如果時(shí)間彎曲180度，無裂紋、斷裂或分層，即試件冷彎合格。②制作結(jié)構(gòu)構(gòu)件和非結(jié)構(gòu)構(gòu)件的鋼材的冷加工需要鋼材有合格的冷彎性能。③鋼材的強(qiáng)度、沖擊韌性、塑性、冷彎性能統(tǒng)稱為鋼材的力學(xué)性能或機(jī)械性能。
8.影響鋼材性能的主要因素有：化學(xué)成分;冶金缺陷;鋼材硬化;溫度影響;應(yīng)力集中;反復(fù)荷載作用。
9.化學(xué)成分：硫可減低鋼材的塑性、韌性、可焊性、抗銹蝕性。高溫時(shí)使鋼材變脆，即熱脆。磷降低塑性、韌性、冷彎性能、可焊性。在低溫時(shí)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(dāng)提高鋼材的強(qiáng)度、能消除氧、硫而不降低鋼材的可焊性和抗銹蝕性能。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%。硅是一種脫氧劑，硅在碳素鋼中的含量應(yīng)不超過0.3%，在低碳鋼中的含量為0.2%—0.55%
10.時(shí)效硬化：指鋼材隨時(shí)間的增長，鋼材的強(qiáng)度(屈服點(diǎn)和抗拉強(qiáng)度)提高，塑性降低、特別是沖擊仍性明顯下降的現(xiàn)象。冷作硬化：指當(dāng)鋼材冷加工(剪、沖、拉、彎等)超過其彈性極限卸載后，出現(xiàn)參與應(yīng)變變形，再次加載時(shí)彈性極限(或屈服點(diǎn))提高的現(xiàn)象。
11.溫度的影響：常溫下強(qiáng)度基本上不隨溫度的變化而變化。①溫度高于常溫時(shí)，隨溫度增高，鋼材的強(qiáng)度、彈性模量降低、塑性增大。②250度時(shí)，鋼材的抗拉強(qiáng)度反而提高，沖擊仍性和脆性下降明顯，此現(xiàn)象叫藍(lán)脆現(xiàn)象。藍(lán)脆現(xiàn)象鋼材會出現(xiàn)裂紋。③當(dāng)溫度超過300度時(shí)，屈服點(diǎn)和極限強(qiáng)度顯著降低。④600度時(shí)，鋼材幾乎不承受拉力，可以看出鋼材的耐火性能差。⑤當(dāng)溫度低于常溫時(shí)，總的趨勢是溫度降低，鋼材的略有強(qiáng)度提高。塑性、抗沖擊韌性降低。溫度下降到某一值后，會發(fā)生冷脆現(xiàn)象。鋼材由韌性狀態(tài)轉(zhuǎn)向脆性狀態(tài)時(shí)的溫度叫做脆變溫度(或叫冷脆臨界溫度)
12.應(yīng)力集中的影響：應(yīng)力集中發(fā)生在孔洞、槽口、凹角、形狀變化、內(nèi)部缺陷處。應(yīng)力集中處存在同號平面或立體應(yīng)力場，使鋼材變脆。
13.鋼材的疲勞破壞：鋼材在連續(xù)反復(fù)荷載作用下而發(fā)生脆性破壞，破壞時(shí)的最大應(yīng)力稱為疲勞強(qiáng)度。鋼材的疲勞破經(jīng)歷三個(gè)階段：裂紋的形成、裂紋緩慢擴(kuò)展、迅速斷裂。影響鋼材疲勞的主要因素是應(yīng)力集中、應(yīng)力幅(對焊接結(jié)構(gòu))或應(yīng)力比(對非焊接結(jié)構(gòu))以及應(yīng)力循環(huán)次數(shù)。
14.鋼材的種類：碳素結(jié)構(gòu)鋼;低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼;優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼;建筑結(jié)構(gòu)用鋼板。(沸騰鋼F，鎮(zhèn)靜鋼Z，特殊鎮(zhèn)靜鋼TZ)
15.鋼材的選用原則：應(yīng)使結(jié)構(gòu)安全可靠和做到經(jīng)濟(jì)合理。
選擇時(shí)要考慮的因素：結(jié)構(gòu)的重要性;荷載情況;連接的方法;結(jié)構(gòu)所處的溫度和環(huán)境;鋼材厚度。
鋼材的規(guī)格：鋼結(jié)構(gòu)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。
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