水工钢结构简答题

简答题

1、 角焊缝有哪些主要的构造要求？为什么设置这些要求，请

简述其原因？

答案：角焊缝的主要尺寸是焊脚尺寸hf和焊缝计算长度lw,他们应该满足下列构造要求。

(1)考虑起弧和灭弧的弧坑影响，每条焊缝的计算长度lw,取其实际长度减去2hf; (2)最小焊脚尺寸hf≧1.5

tmax,其中tmax较厚焊件厚度；

若焊缝hf过小，而焊件过厚时，则焊缝冷却过快，焊缝金属易产生淬硬组织，降低塑性；

（3）最大焊脚尺寸hf≦1.2tmin，其中tmin薄焊件厚度；若焊缝hf过大，易使母材形成过烧现象，同时也会产生过大的焊接应力，使焊件翘曲变形；（4）最小焊缝计算长度lw,≧40mm及8hf是为了避免焊缝横向收缩时，引起板件拱曲太大；（5）最大侧焊缝计算长度lw,≦60hf，由外力在侧焊缝内引起的剪应力，在弹性阶段沿侧焊缝长度方向的分布是不均匀的，为避免端部先坏，应加以上限制；（6）在端焊缝的搭接连接中，搭接长度不小于5tmin及25mm；是为了减少收缩应力以及因传力偏心在板件中产生的次应力；（7）在次要构建或次要焊缝中，由于焊缝受力很小，采用连续焊缝其计算厚度小于最小容许厚度时，可改为采用间断焊缝，避免局部凸曲而对受力不利和潮气侵入引起锈蚀。

3、焊接组合梁的设计包括哪几项内容？

答案：①首先根据梁的跨度与荷载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，来选择经济合理的截面尺寸，有事可以在弯矩较小处减小梁的截面；②计算梁的翼缘和腹板的连接焊缝；③验算组合梁的局部稳定性和设计腹板的加劲肋④设计组合梁各部件的拼接以及设计梁的支座和梁格的连接⑤绘制施工详图。

4、 图中所示为一平面钢闸门门叶结构示意图，请分别指明图

中的序号所对应的构件名称？

答案：面板、顶梁、水平次梁、横向隔板、吊耳、主梁、纵向连接系、主轮、边梁；

5、 在选定结构所需的钢材种类时，应考虑结构结构的哪些特

点？

答案：结合么钱钢铁生产实际情况，努力做到即使结构安全可靠，又要尽力节约钢材，降低造价选用时注意以下几点：（1）结构所承载特性，（2）结构类型及重要性，（3）连接的方法（4）结构的工作温度和所处的环境。

6、 加劲肋在钢梁设计中的作用是什么？有哪些类型？在钢梁

设计中必要时，为什么增设加劲肋而不直接加大腹板厚度？

答：作用是提高局部稳定性；有横向加劲肋和纵向加劲肋；因为钢结构设计中要求采用薄板，如果加大腹板厚度是不经济的。

7、 翼钢结构连接和轴心受压构件的设计为例，阐述等稳定原

则在钢结构设计中的具体应用。

答：在焊接连接中，要求焊缝截面强度不能高于母材截面强度；在螺栓连接设计中，螺栓连接强度和拼接板强度和母材强度匹配等，这些体现出等稳定设计的概念；在受压构件设计中，要求两个方向的稳定性接近相等，这也是等稳定原则的体现。

8、当采用平面桁架作为屋卖弄承重体系时，为什么要设置屋架支撑？支撑的作用是什么？

答：平面桁架在平面外刚度很小，容易发生侧向倾斜。作用为：保证桁架体系的空间几何稳定性；提供弦杆的侧向支撑点；提高侧向刚度及稳定性；使结构具有空间整体作用；保证结构安装时的稳定与方便。

9、简述钢材的一次单项拉伸试验中，随着荷载的增加，钢的工

作大致可以分为哪几个阶段？在试验测得的应力应变曲线图可以显示哪几项机械性能指标？

答：钢的工作大致可以分为：弹性阶段、弹塑阶段、塑性阶段、自强和破坏阶段应力应变曲线图可以显示的机械性能指标：比例极限；屈服点；（屈服强度）；抗拉强度。 10、 普通螺栓与高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？

答：两者受力主要区别是：普通螺栓连接的螺母拧紧的预拉力很小，受力后全靠螺杆承压和抗剪来传递剪力。高强度螺栓是靠凝紧螺母，对螺杆施加强大而受控制的预拉力，使连接构件夹紧而是搂面的摩擦阻力来承受连接内力。 11、 整体稳定临界应力受哪几个因素的影响？如何提高和保

证钢梁的整体稳定性？

答：影响整体稳定临界应力的因素有：受压翼缘的自由长度，梁截面的侧向抗弯刚度以及抗扭刚度；提高和保证钢梁整体稳定性的措施；设置纵向联接或称纵向支撑以减小受压翼缘的自由长度，或适当加大受压翼缘的宽度。 12、 简述平面闸门结构布置主要有哪些内容？

答：结构布置的主要内容：主梁的布置，包括主梁的数目和位置，梁格的布置，梁格联接形式，边梁的布置。 13、 钢结构在水利工程的合理应用范围有哪些？

答：1、活动式结构；2、可拆卸或移动的结构；3、高耸结构；4、板结构；5、大跨度结构；6、海工钢结构 14、 为什么说梁高的选择是梁截面选择中的关键？最小梁高

和经济梁高根据什么条件和要求确定的？

答：梁高的选择是梁截面选择中的关键，因为截面各部分尺寸都将随梁高二改变。最小梁高是根据刚度条件而定的，使组合梁在充分利用钢材强度前提下或满足梁的刚度现行规格。再设计中一般选择梁高比经济高校10%--20%，单不得校友最小梁高。

15、简述轴心受压实腹式构件的截面选择步骤？

答：轴心受压实腹式构件截面选择步骤：假定长细比；根据

假定长细比和等稳定条件初步稳定A、b1和h；试选翼缘厚

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度和腹板厚度；验算整体稳定性，截面削弱时还需验算截面强度；局部稳定验算。

16、简述面板设计主要有哪些内容？

答：面板设计的主要内容：初选面板厚度，面板参加主次梁整体弯曲时的强度验算，面板与梁格的连接计算。 17、钢材的机械性能为什么按厚度的大小进行分组取用 答：钢材的屈服强度的高低与钢材品粒粗细有关，材质好、

答：屋架内力计算时考虑了以下三种结合：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+半跨檀条、屋面板和活荷载，这主要是根据使用过程和施工过程中可能出现的最不利组合进行计算

25、简单介绍以下钢材单向拉伸试验测得的应力应变曲线图，

分为哪几个阶段，并画图示意

厚度薄的钢材轧制次数多，晶粒细，内部组织均匀，屈服强度高，在国标中对同一牌按其厚度大小规定不同屈服强度。

18、组合梁腹板支座区段和跨中区段的局部稳定性有何异同？

在什么情况下应该设置横向加劲肋或纵向加劲肋？ 答：对于组合梁的腹板，在靠近支承端，常会由于剪应力作

用面丧失局部稳定，通常采用横向加劲肋将腹板区分成若干段。当薄板因受压货受弯而失稳，必要时可采用纵向加劲肋。当组合梁的跨度与高度都很大，梁的跨中部分腹板主要由于弯应力作用失稳，须采用纵向加劲肋。 19、轴心受压格构式构件对虚构的稳定性为什么要采用换算长

细比？

答：格构式构件对虚轴的稳定性比具有同样轴比的实腹式

构件小，因为格构式构件的单肢是每隔一定距离用缀才联系起来的，当构件绕虚轴失稳时剪力引起的变形比实腹式构件答得多，计算时不能忽略。格构式构件对虚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，而加大后的长细比就成为换算长细比。

20、闸门是如何进行分类的？分别指出在各种分类方式中闸门

的类型。

答：闸门的类型很多，主要划分有：1、按闸门的功能可分

为工作闸门、事故闸门、检修闸门、和施工闸门；2、按闸门孔口的位置分为露顶闸门和潜孔闸门；3、按闸门的结构形式可分为平面闸门、弧形闸门及人字闸门。

21、预应力钢结构的优越性是什么？

答：由于在结构中采用预应力，既可以调整结构的内力，

又可采用高强度钢索，从而可以充分发挥钢材应有的弧度，并能再加结构的刚度，可以较大幅度地节约钢材。 22、影响钢材机械性能的主要因素有哪些？

答：影响钢材机械性能的主要因素有：钢材的化学成分，

钢的冶炼、浇注和轧制，复杂应力和应力集中，实效硬化、冷作硬化和低温影响。

23、钢梁能否采用塑性设计应考虑哪些因素的影响？ 答：钢梁能否采用塑性设计应考虑下列因素的影响：变形

的影响1、变形的影响；2、剪应力的影响；3、局部稳定的影响；4、脆断或疲劳的影响；5、钢材本身有较好的塑性

24、屋架内力计算时考虑了哪几种荷载组合？为什么？

答：钢材单向拉伸试验测得应力应变曲线图可以分为：弹

性阶段、弹塑阶段、塑性阶段、自强和破坏阶段 28：门叶结构由哪些部件和构件组成？他们的作用是什么？

答案：门叶结构是由面板、梁格、横向和纵向连接系、行走支承以及止水等部件组成。

作用：面板：直接挡水将承受的水压力传给梁格；梁格：用来支承面板，以减少面板跨度而达到减少面板厚度的目的；空间链接系：保证整个梁格在闸门空间的相对位置，同时还起到增加门叶结构在横向竖平面内和纵向竖平面内刚度的作用；行走支撑：保证门叶结构上下移动的灵活性同时还将闸门上所承受的水压力传递到埋设在门槽内的轨道上；吊具：用来连接启闭机的牵引构件；止水：防止闸门漏水。

29:在尺寸相同的条件下，正面角焊缝与侧面角焊缝哪个静力强

度高？当正面角焊缝与侧面角焊缝同时存在时，在轴心力作用下应如何计算？

答案：正面角焊缝的静力强度高，在轴心力作用下正面角焊缝与侧面角焊缝同时存在时一般先按公式计算正面角焊缝所承担的内力，剩余的力再由侧面角焊缝承担。 30、钢结构跟其他材料的结构相比具有哪些特点？

答案：钢结构自重较轻；钢结构工作的可靠性较高；钢材的抗震性，抗冲击性较好；钢结构制造的工业化程度较高；钢结构可以准确快速的装配；容易做成密封结构；钢结构易腐蚀；钢结构耐火性差。

32：简述一下闸门所承受水压力的传递途径？（P196）

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