钢结构小练习

1、承载能力极限状态 ：结构或构件达到最大承载能力或不适于继续承载的变形的状态称为承载能力极限状态。 2、正常使用极限状态：结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值的状态称为正常使用极限状态。 3、结构的可靠度：结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。 （二）、钢结构的疲劳 一、单选题

1、进行构件疲劳计算时，其荷载应采用（ A ）。

A）标准值 B）标准值，且轮压乘动力系数 C）设计值 D）设计值，且轮压乘动力系数

2、对直接承受动力重复荷载作用的钢结构构件及其连接，当应力变化的循环次数n?（ A ）次时，应进行疲劳计算。 A）105 B）2×106 C）106 D）2×105 3、根据GBJ17—88的规定，下列情况要进行疲劳验算（ D ）。

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A）反复荷载作用的次数达10 B）受反复拉应力作用 C）应力幅值超过50N/mm2 D）A、B、C同时存在 4、钢材的疲劳破坏属于（ C）破坏。A）弹性 B）塑性 C）脆性 D）延性

5、影响焊接钢构件疲劳寿命的主要因素是（ D ） A）应力的最大值 B）应力的最小值 C）应力比 D）应力幅 6、影响钢材疲劳性能的因素是（ C ）。 A）塑性、韧性和应力循环次数n B）应力幅??、应力循环次数n和应力比??minmax

C）构造状况、应力幅??和应力循环次数n D）构造状况、最大应力?max和应力循环次数n

7、哪个因素对焊接钢构件的疲劳寿命影响最小（ D ）。A）应力集中程度 B）应力幅值大小 C）焊接缺陷 D）钢材种类 8、钢构件的疲劳寿命随应力幅的（ A ）。 A）增大而降低 B）增大而增大 C）变化而不变 D）变化而无规律变化 9、疲劳计算中，我国规范将构件和连接分为八种类别，分类是根据（ A ）。

A）细部构造所引起应力集中程度 B）钢材的强度级别及细部构造所引起应力集中程度 C）钢材的强度级别及应力循环的次数 D）应力循环的次数及细部构造所引起应力集中程度 10、为了提高构件抗疲劳断裂的能力，设计构件时（ C ）。

A）应从构造上增强构件的弹性变形能力 B）应尽可能采用强度级别高的钢材 C）应从构造上避免过大的应力集中 D）应尽可能采用强度级别低的钢材 11、吊车梁的疲劳计算按（ B ）。 A）变幅疲劳考虑 B）常幅疲劳考虑 C）等效常幅疲劳计算 D）累积损伤原则计算 二、多选题

1、影响钢材疲劳强度的因素有（ ）。A，B，C

A）应力幅 B）应力集中程度 C）反复荷载的循环次数 D）钢材种类 E）荷载作用方式 F）塑性和韧性 2、下列情况不需进行疲劳验算（ ）。A，B

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A）反复荷载作用的次数小于10 B）仅受反复压应力作用 C）仅受反复剪应力作用 D）非焊接结构 E）受反复拉应力作用 3、疲劳计算的容许应力幅与（ ）无关。B，C，E

A）应力集中程度 B）构件应力大小 C）钢材强度 D）应力循环次数 E）应力比???4、疲劳计算应力幅，说法正确的是（ ）。A，D A）焊接部位为????maxmaxmin/?max

??minmin B）焊接部位为???? D）非焊接部位为????max?0.7?min

max C）非焊接部位为??????max?0.7?min E）所有部位均为??????min

5、钢结构的疲劳破坏属于（ ）。A，D，E

A）高周疲劳破坏 B）塑性破坏 C）弹性破坏 D）脆性破坏 E）动力荷载作用下的破坏 三、是非题

1、疲劳破坏的特点是塑性变形极小的突然断裂破坏。（ √ ）2、应力低于屈服点时，钢材就不会发生疲劳破坏。（ × ） 3、钢材的疲劳破坏是脆性破坏，规范按容许应力法对疲劳进行验算。（ √ ）4、构件疲劳计算时，其荷载应采用标准值。（ √ ） 5、对焊接结构，疲劳破坏只会发生在焊缝处。（ × ）6、构件疲劳计算时，因其荷载为动荷载，所以荷载需乘动力系数。（ × ） 7、反复荷载作用下仅出现拉应力处的钢材才会发生疲劳破坏。（ × ）8、在反复荷载作用下，出现压应力处钢材不会发生疲劳破坏。（ × ）9、非焊接结构疲劳验算部位的计算应力幅为????10、非焊接结构疲劳验算部位的计算应力幅为????maxmax??min。（ × ） ?0.7?min。（ √ ） 1、下列三种应力循环类型，写出它们的应力幅。100，50，0 2、当应力比ρ= –1时，称为 循环。对称 3、疲劳破坏的过程是：先在应力高峰附近出现 裂纹，然后逐渐形成 裂缝，最后突然断裂。微观，宏观 4、钢材疲劳断裂的断口一般可分为 区和 区两部分。光滑，粗糙 试验证明，钢材的疲劳强度主要与构造状况、应力幅和循环荷载重复次数有关，而与钢材的_____并无明显关系。

5 逆风微笑

钢结构小练习

五、名词解释

1、疲劳破坏：在连续重复荷载作用下，截面上的名义应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度时发生的突然断裂的脆性破坏。 2、常幅疲劳破坏：应力幅在整个使用寿命期间保持常量的疲劳破坏称为常幅疲劳破坏。

3、变幅疲劳破坏：应力幅在整个使用寿命期间随时间随机变化的疲劳破坏称为变幅疲劳破坏。 4、容许应力幅：指结构、构件或连接不会发生疲劳破坏的最大应力幅。 六、问答题

1、简述影响疲劳断裂的因素。

⑴应力种类。⑵应力循环特征、应力幅。⑶应力循环次数。⑷应力集中、构造缺陷、残余应力等。 2、简述疲劳破坏的特点。

疲劳破坏时截面上的名义应力低于材料的抗拉强度，甚至低于屈服强度，破坏为突然断裂的脆性破坏，塑性变形极小，没有明显破坏预兆，危险性较大。疲劳破坏一般经历裂纹的形成、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂三个阶段。破坏的断口一般可分为光滑区和粗糙区两部分

n3、试说明承载能力极限状态设计表达式?0(?GSG??k??i?1kQiSQik)?R中各参数的意义。

Qi?0：结构重要性系数；?G：永久荷载分项系数；SG：永久荷载标准值的效应；?n：第i个可变荷载分项系数；SQ：第

iki个可变荷载标准值的效应；R——结构构件的抗力设计值；?：可变荷载的组合值系数。 4、试说明承载能力极限状态设计表达式?0(?GSG??k??i?1QiSQik)?R中参数?0、?G、?GQi、?的意义及在一般情况下的取值。

Qi结构重要性系数，一般安全等级为二级，设计使用年限为50年，不应小于1.0；??0：

：永久荷载分项系数，一般取1.2；?：

第i个可变荷载分项系数，一般取1.4； ?：可变荷载的组合值系数，一般取0.9，只有一个可变荷载时，取1.0。

七、计算题

1、某焊接工形吊车梁，上、下翼缘板为-400×22，腹板为-1400×12，翼缘板与腹板连接采用角焊缝，焊脚尺寸为8mm，

6w2ff?160N/mm，吊车产生的最大弯矩标准值为1850kN-m，最大剪力标准值为970kN。吊车梁寿命n?2?10次，欠载系数为?f?0.8，试验算下翼缘与腹板连接角焊缝的疲劳强度。??????C????n?1?，连接为8类，C?0.41?1012，??3

1402.2?解：下翼缘对中和轴的面积矩 S1?40?2.2??????6256.8cm?22?24

4截面惯性矩 Ix?112?1.2?14032.2??140?40?2.2????2??2?2?1164117cm34

焊缝所受的应力幅 ???VS12heIx?1?970?103?6256.8?102?0.7?8?1164117?10?46.5N/mm2

?C?焊缝的容许应力幅 ????????n??0.41?1012??6??2?102????13?59N/mm2

?f???0.8?46.5?37.2N/mm?????

22、某焊接工形吊车梁，上、下翼缘板为-400×22，腹板为-1400×12，钢材为Q235-BF，f?215N/mm1?，翼缘板与腹板连接

6采用角焊缝，吊车产生的最大弯矩标准值为1980kN-m，最大剪力标准值为970kN。吊车梁寿命n?2?10次，欠载系数为

12?f?0.8，试验算下翼缘连接焊缝处的主体金属的疲劳强度。?????C?????n?，构件或连接为2类，C?861?10，??4

解：截面惯性矩

Ix?112?1.2?14032.2??140?40?2.2?????2?1164117cm2??2MyIx?1980?10624

2翼缘板与腹板连接处应力幅 ????C?焊缝的容许应力幅 ????????n?1??(1400/2)41164117?10?119.1N/mm

?861?1012??6??2?102????14?144N/mm2

?f???0.8?119.1?95.3N/mm?????

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逆风微笑