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2018年一级结构工程师专业知识:有利结构设计的钢筋安装位置

 

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  2018年一级结构工程师专业知识:有利结构设计的钢筋安装位置

  ⑴柱与主梁

  一般情况下为了外墙与柱外皮平齐的美观效果,承托外墙的梁的外皮也必须与柱的外皮平齐。此时梁的外侧纵筋就会与柱的外侧纵筋打架。这时候,柱是梁的支座,是主要的受力构件,柱的纵筋就更重要一些,因此梁的纵筋就要避让柱的纵筋。具体做法是,梁的外侧纵筋提前向内做1:6的斜坡,待绕过柱纵筋后,再做1:6的斜坡归位。

  ⑵主梁与次梁

  主梁与次梁的上部纵筋也不可避免的会打架,此时当然是主梁更重要,次梁的纵筋要避让主梁的纵筋。具体做法是,次梁的上部纵筋提前向内做1:6的斜坡,待绕过主梁上部纵筋后,再做1:6的斜坡归位。

  ⑶梁和板

  梁和板的上部钢筋也会发生打架,同理,梁是重要构件,板的上部钢筋要避让梁的上部钢筋。具体做法是,板的上部纵筋提前向内做1:6的斜坡,待绕过梁上部纵筋后,再做1:6的斜坡归位。

  ⑷双向板

  双向板配筋时上下双层双向钢筋,哪个方向放在外侧,哪个方向放在内侧?谁放在外侧,谁的有效高度就大,就有利,当然是重要的钢筋放在外侧;谁是重要钢筋呢,显然受力大的钢筋是重要钢筋;于是得出结论,受力大的钢筋放在外侧,另一方向的钢筋放在内侧。

  技术交底时,一般要说:图纸上钢筋直径大,间距密的钢筋放在外侧,相反的就放在内侧。

  ⑸剪力墙

  顾名思义,剪力墙的主要作用是抗剪,而抗剪主要是由箍筋——也就是水平钢筋来发挥作用的,所以要把水平钢筋放在竖向钢筋的外侧

  ⑹混凝土挡土墙

  混凝土挡土墙的主要作用是挡土压抗弯,而主要发挥抗弯作用的是竖向钢筋,所以要把竖向钢筋放在外侧,水平钢筋放在内侧。

  ⑺地下室的外墙

  地下室的外墙,既是竖向贯穿全楼始终的剪力墙,同时又式担负着挡土,抗弯的挡土墙,它的情况要具体分析,关键是看地下室外墙的竖向位置:当位于地下一层时,抗震和挡土同样重要,但为了方便施工的连续和统一,可以同地上剪力墙一样处理,水平筋放外侧;但是地下室墙位于地下二层及以下位置时,由于地下二层及以下的墙深埋于土中,可不用考虑抗震,而竖向埋深越深,土压力越大,所以这种挡土墙的性质就越突出,故此竖向筋宜放置在外侧,水平筋宜放置在内侧。

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2018年二级结构工程师《钢结构》考点精讲:焊缝

 

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  2018年二级结构工程师《钢结构》考点精讲:焊缝

  1.焊缝的计算:

  ①Lw取值:当采用引弧板时,取焊缝实际长度;当未采用引弧板时。每根焊缝取实际长度减去2t。

  ②T在对接连接中为连接件的较小厚度,在T形连接中为腹板厚度。

  ③当正面焊不满足时,可以采用斜焊缝。当焊缝与作用力间的夹角Θ满足tanθ≤1.5时,焊缝强度不低于母材强度,可以不用验算。在弯矩和剪力共同作用下,工字型、箱型等截面构件,在腹板和翼缘相接处,焊缝同时受有较大的正应力σ1和较大的剪应力τ1。需要计算截面的折算应力。

  2.角焊缝的构造和计算:

  角焊缝有:垂直角焊缝(侧面焊缝和正面焊缝)和斜角焊缝。侧面角焊缝主要承受剪力,剪力分布两端大,中间小。其应力分布可以看做均匀分布。

  正面角焊缝的应力较复杂(剪力和轴力),各个截面中均存在不均匀的正应力和剪应力。根部有严重的应力集中。正焊缝的强度高于侧焊缝,但塑性要略低些。斜焊缝的受力性能和强度介于正面角焊缝和侧面角焊缝之间。

  3.角焊缝的构造:

  包括焊角尺寸hf和焊缝计算长度Lw。最小焊角尺寸详见P55页。当焊件的厚度相差较大时,用等焊角尺寸无法满足最大、最小焊缝厚度的要求时,可以采用不等焊角尺寸。

  ①最小计算长度:焊角的尺寸较大而长度较小时,焊件的局部加热严重,焊缝起弧灭弧造成的弧坑相距较近,加上其他可能产生的缺陷,焊缝的质量不可靠,所以,侧面角焊焊缝或正面角焊焊缝的计算长度不得小于8hf和400mm’。

  ②侧面角焊缝的最大计算长度:由于侧面焊缝的长度和焊角尺寸之比越大,应力分布的不均匀性也越大。焊缝两端的应力较大,可能会使得端部提前破坏。所以需要控制侧面焊缝的长度。侧面计算长度不应大于60hf。

  ③搭接连接构造:两侧角焊缝的长度不小于两条焊缝之间的距离。为了避免焊缝横向收缩时引起板件的拱曲过大,两侧焊缝之间的距离不应大于16t(当t>12mm)和190mm(当t<12mm)当宽度超过时,应该加上正面角焊缝、或加槽焊。

  ④在搭接连接中,搭接长度不小于焊件厚度的5倍,并不小于24mm,以减小收缩应力及搭接偏心影响产生的次应力。

  ⑤为了避免起落弧缺陷发生在应力集中较大的转角处,当角焊缝的端部在构件转角处时,可连续地作长度为2hf的绕角焊,但专家必须连续施焊,不得端弧。角焊缝当中,正面角焊缝的承载能力高于侧面角焊缝,但正面角焊缝的刚度角大,变形能力低,对于直接承受动力荷载的结构,不考虑正面角焊缝的强度提高βf=1。

  4.轴力、扭矩、弯矩单独作用的角焊缝计算:

  ①当角焊缝只受轴力,且轴力通过焊缝的形心时,可以认为焊缝的应力是均匀分布的。此时,正面角焊缝只有正应力,侧面角焊缝只有剪应力。

  ②弯矩作用下,角焊缝的有效截面应力呈三角形分布,属于正面角焊缝性质,只有正应力。

  ③扭矩作用下:两个假定...

2018年一级结构工程师《流体力学》知识点:欧拉法的基本概念

 

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  2018年一级结构工程师《流体力学》知识点:欧拉法的基本概念

  1.流线和迹线

  (1)迹线:某一质点在某一时段内的运动轨迹线。烟火的轨迹为迹线。

  (2)流线:表示某时刻流动方向的曲线,曲线上各质点的速度矢量与该曲线相切。

  流线的性质

  a.同一时刻的不同流线,不能相交。

  b.流线不能是折线,而是一条光滑的曲线。

  c.流线的疏密反映了速度的大小(流线密集的地方流速大,稀疏的地方流速小)。

  2.流管、流束、总流

  流管:在流场中取任一封闭曲线(不是流线),通过该封闭曲线的每一点作流线,这些流线所组成的管状空间。

  管内外的流体质点不能交流。

  流束:流管中的流体。

  微元流束:流管的横截面积为微元面积时的流束。

  总流:由无限多微元流束所组成的总的流束。

  3.过水(流)断面

  与某一流束中各条流线相垂直的截面,称为此流束的过水断面。

  即水道(管道、明渠等)中垂直于水流流动方向的横断面,如图1-1,2-2断面。

  4.流速

  (1)点速u:某一空间位置处的流体质点的速度。

  (2)均速v:同一过水断面上,各点流速u对断面A的算术平均值。

  微元流束的过水断面上,可以中心处的流速作为各点速度的平均值。

  5.流量 Q

  单位时间内通过某流束过水断面的流体体积。

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2018年二级结构工程师《钢结构》考点精讲:热处理的影响

 

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  2018年二级结构工程师《钢结构》考点精讲:热处理的影响

  钢的热处理就是将钢在固态范围内施以不同的加热、保温和冷却,籍以改变其性能的一种工艺。根据加热和冷却的方法的不同,热处理可分为以下几种:

  退火处理:退火种类很多,大体上可分为重结晶退火和低温退火两类。重结晶退火是将钢加热到相变临界点以上30~50℃,保温一段时间,然后缓慢冷却(随炉冷却、坑冷、灰冷)到500℃以下后,在空气中冷却。退火是一种时间漫长的热处理工艺,其目的是细化晶粒、降低硬度、提高塑性、消除组织缺陷和改善力学性能等。低温退火是将钢加热到相变临界点以下(500~650℃),保温一段时间后缓冷到300~200℃以下出炉,钢在这个过程中无组织变化,消除内应力的处理即属低温退火。

  正火处理:将钢加热到临界点(AC3)以上30~50℃,保温一段时间,进行完全奥氏体化,然后在空气中冷却。正火与退火的加热条件相同,只是冷却条件不同,正火在空气中冷却速度要快于回火,故正火钢有较高的强度和硬度,甚至有较大的塑性和韧性,正火的目的是细化晶粒、消除缺陷、改善性能,故对于碳素结构钢、低合金结构钢均可以正火处理状态交货。

  淬火处理:将钢材加热到相变临界点以上(一般为900℃以上),保温一段时间,然后在水或油等冷却介质中快速冷却,使奥氏体组织变为马氏体,得到高硬度、高强度,但需要随后的回火处理,以获得良好的综合力学性能。

  回火处理:将淬火钢重新加热到相变临界点以下的预定温度,保温预定时间,然后冷却。其目的是减少淬火生成的内应力、促使金相组织获得充分的转变,减少淬火钢的脆性。淬火钢回火后的力学性能,取决于回火温度和时间,可依据需要分别选择低温回火(150~200℃)、中温回火(300~500℃)和高温回火(500~650℃)~。钢材的淬火加高温回火的综合操作称为调质,调质处理可让钢材获得强度、塑性和韧性都较好的综合性能。

  对于高强度钢材,如现行国家标准《低合金高强度结构钢》中的Q420、Q460的C、D、E级钢,其交货状态中包括淬火加回火的状态,《焊接结构用耐候钢》标准中Q460NH也可有淬火加回火状态交货,其它强度级别一般只是热轧、控轧或正火处理状态交货。

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2018年二级结构工程师《砌体结构》考点精讲:材料

 

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  2018年二级结构工程师《砌体结构》考点精讲:材料

  (一)块材

  块材是砌体的主要组成部分,占有砌体总体积的78%以上。除土坯外,我国砌体结构的主要块材是由石、粘土、工业废料和混凝土制作的;又分为实体砖、空心砖、砌块和石材等。不论砖或石,块材以其标准试验方法所得到的抗压极限强度的Mpa数值作为其强度等级(标号)。砌体结构设计规范规定,对于烧结普通砖、硅酸盐砖和烧结空心砖等的强度等级分为(括号内为kg/cm2值)MU30(300),MU25(250),MU20(200),MUl5(150),MUIO(100),MU7.5(75);对于块强度等级分为MUl5(150),MU10(100),MU7.5(75),MU5(50),MU3.5(35);对于石材强度等级分为MUl00,MU80,MU60,MU50,MU40,MU30,MU20,MUl5,MUIO。

  (二)砂浆

  砂浆在砌体中所占体积(灰缝)虽大大小于块材,但它能将砌体中的块材联成整体,从而改善了块材在砌体中的受力状态,提高了防水、隔热的能力等。

  砂浆是以黄砂和适量胶结料(水泥、石灰、粘土)加水搅拌而成的。它分为以下几种:

  1.水泥砂浆:按一定的重量比或体积比把水泥和黄砂加水调制而成;

  2.石灰砂浆:按一定重量比把石灰膏与黄砂加水调制而成;

  3.石灰水泥砂浆又叫混合砂浆:按一定重量比把石灰膏、水泥和黄砂加水调制而成;

  4.粘土石灰砂浆:按一定份量把粘土、石灰、黄砂三者加水调制而成。

  在砌体结构中,多采用第1和第3两种,为了节省水泥,第2和第4两种用于少层房屋的勒脚线以上。

  砂浆的强度一般采用28天龄期的立方块(7.07cm×7.07cm×7.07cm)的抗压强度表示。在砌体中所采用的砂浆,规范规定了以下的强度等级:

  M15,M10,M7.5,M2.5,M1,M0.4。

  良好的砌体砂浆除满足设计强度要求外,还应具有以下的特征:

  1.流动性(或可塑性):在砌筑体的过程中,要求块材与砂浆之间有较好的密实度,砂浆的稠度不能太大而要具有一定的流动性;但稠度也不能太小,因为太稀也不行。为了测定合适的稠度,常用重力为3N的、顶角为30。的标准锥体,放人砂浆测定锥体的沉入量。用于砖砌体的砂浆要求沉入量为6~9cm;用于毛石砌体的砂浆要求沉人量为4~7cm等。

  2.保水性:砂浆能保持水分的能力叫保水性。保水性不好易发生离析。在砂浆增加石灰膏或粘土浆可以改善砂浆的保水性。砂浆的保水性以分层度表示,即静置30min,上下层沉人量之差宜在1~2cm。

  (三)砌体

  在砌体结构中可以分为无筋砌体、配筋砌体、组合砌体和加木或加钢筋混凝土砌体。各自有不同的构造特点。

  1.无筋砌体:除了块材和砂浆构成的砌体外,不加其他抗拉强度较高的材料...

2018年一级结构工程师专业知识:钢结构的连接

 

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  2018年一级结构工程师专业知识:钢结构的连接

  1、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因?

  焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿;焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形;热影响区扩大容易产生脆裂。焊脚尺寸太小,焊接时产生的热量较小,焊缝冷却快,容易产生裂纹;同时也不易焊透。

  焊缝长度过短,焊件局部加热严重,会使材质变脆;同时起、落弧造成的缺陷相距太近,严重影响焊缝的工作性能。

  焊缝长度过长,应力沿长度分布不均匀,两端应力可能达到极限值而先破坏,中部则未能充分发挥其承载能力。

  2、试述焊接残余应力对结构工作的影响?

  残余应力对结构静力强度一般没有影响,因为它是自相平衡力系,只要材料能发生塑性变形,其静力强度是不变的。但当材料不能发展塑性时,则可能发生脆性破坏,即各点的外加应力和其残余应力相加达到材料的抗拉强度 fy ,该点即破坏,从而降低构件的承载力。

  残余应力将减少构件的刚度,因残余应力与外加应力相加,将使某些部分提前进入塑性而不再承担以后增加的荷载。

  残余应力使构件刚度减小,因而对稳定承载力有不利影响,特别是对工字形截面的弱轴影响更大。

  双向或三向残余拉应力场,将增加材料的脆性倾向,也将降低疲劳强度。

  3.螺栓群在扭矩作用下,在弹性受力阶段受力最大的螺栓其内力值是在什么假定条件下求得的?

  螺栓群在扭矩作用下,其内力计算基于下列假定:

  ⑴被连接板件为绝对刚性体;

  ⑵螺栓是弹性体;

  ⑶各螺栓绕螺栓群的形心旋转,使螺栓沿垂直于旋转半径r的方向受剪,各螺栓所受的剪力大小与r成正比。

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2018年一级结构工程师专业知识:优质中厚板

 

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  2018年一级结构工程师专业知识:优质中厚板

  1、优质碳素结构钢热轧中厚钢板(GB711-88)

  优质碳素结构钢热轧中厚钢板简称碳素结构钢厚钢板,即其材质为优质碳素结构钢,经热轧制而成,也有以正火、退火或回火状态交货。主要用于制造机械结构零部件。钢板厚度从4.5-60mm,特厚板达150mm;宽度从0.8-3.2mm;长度从2-12m.我国生产碳素结构厚钢板有鞍钢、武钢、舞阳钢铁公司、重庆特殊钢厂、太钢、上钢三厂、抚顺钢厂和天津钢厂等单位。

  2、汽车制造用优碳热轧厚钢板(GB3275-82)

  汽车制造用优质碳素结构钢热轧厚钢板用优质碳素结构钢作材质,经热轧制而成。按照生产加工的方法与深度的不同,分为深拉延(S)、普通拉延(P)和冷弯成型(W)三类。主要用于制造汽车冷冲零件及冷弯零件。汽车制造用优碳热轧钢板生产规格与尺寸:厚度4.5-14mm,宽度与长度按GB709标准规定。生产优质碳素结构钢热轧厚钢板的厂家均可生产。

  3、碳素工具钢厚钢板(GB3278-32)

  碳素工具钢厚板以碳素工具钢作材质,经热轧制成,这类钢板冷、热加工性能好、硬度及耐塑性较高、生产成本低、用途广泛。主要缺点是热硬性差、淬透性差,一般以退火或高温回火状态交货。主要用于制造切削速度较低、形状简单和精度要求不高的刃具、量具和模具等。钢板厚度4.5-25mm,宽度与长度符合GB709规定。主要生产单位有重庆特殊钢厂、抚顺钢厂和重庆钢厂等。

  4、合金结构钢厚钢板(GB11251-89)

  合金结构钢厚钢板以合金结构钢作材质,经热轧而成。广泛用于耐温、耐蚀等机械结构零部件。钢板厚度为4.5-50mm,组距分为4.5-8和8mm以上两组。钢板宽度与长度符合GB709规定。生产厂家有鞍钢、重庆特殊钢厂、上钢三厂等。一般以正火、退火或回火状态交货。

  5、航空用厚钢板(YB540-65)

  航空用钢板是用合金结构钢作材质,经热轧或冷轧而成。航空用钢板是适用于航空工业的专用钢板。冲压性能与表面状态(分三组),钢板厚度为4.5-8mm,宽度为0.75-1.00mm,长度为1-2.00mm.由重庆特殊钢厂等单位生产。

  6、高速工具钢厚钢板(GB994-88)

  高速工具钢板是以高速工具钢作材质,经热轧或冷轧而成。主要用于制造刃具等。材质的牌号与化学成分(GB9943-88),钢板厚度4.5-12mm,宽度0.65-1.00m,长度1.00-2.00m.由抚顺钢厂、重庆特殊钢厂和长城钢厂等生产。

  7、不锈钢热轧厚钢板(GB4237-84)

  不锈钢热轧钢板是以不锈钢作材质,经热轧而成。按其组织特征不同可分为:奥氏体型、奥氏体—铁素体型、铁素体型、马氏体型和沉淀硬化型五种。不锈钢热轧厚钢板广泛用于航空、石油、化工、纺...

2018年一级结构工程师基础知识:轴心受力构件

 

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  2018年一级结构工程师基础知识:轴心受力构件

  1. 拉杆为何要控制刚度?如何验算?拉杆允许长细比与什么有关?

  答:拉杆要控制刚度是为了保证构件在使用过程中不产生过大的横向振动而使杆件连接受到损害及改变杆件轴心受拉的性质。

  验算:构件长细比小于或等于容许长细比 。

  拉杆允许长细比 与拉杆所受荷载的性质有关。

  2. 试述提高轴心受压构件整体稳定性的措施。

  答:轴压构件当 较大时为弹性失稳,此时临界力只与长细比有关,所以可通过改变支承条件(如杆端将铰支改为固定,中间加支承点等)来减小计算长度,或改变截面形状,增大回转半径来提高整体稳定性;当轴压构件长细比较小时为弹塑性失稳,此时其临界力与材料强度也有关,因此提高钢号对提高整体稳定性也有一定作用。此外,截面形式与整体稳定性也有关,在三类截面a、b、c中,a类最好,c类最差。

  3. 在缀条式轴心受压格构柱中,为什么要限制单肢的长细比?如何限制?

  答:为使格构柱单肢不先于整体失稳,要限制单肢的长细比。通过保证单肢长细比 ( 为两个主轴方向长细比中的较大值)。

  4. 钢结构轴心受压构件整体稳定承载力时按什么原理确定的?

  答:考虑杆长千分之一的初始挠度,忽略初始偏心,计入焊接残余应力的影响,根据压溃理论用有限元方法确定构件的临界应力。

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2018年一级结构工程师基础知识:焊接中的局部变形的原因及预防措施

 

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  2018年一级结构工程师基础知识:焊接中的局部变形的原因及预防措施

  (一)产生原因

  (1)加工件的刚性小或不均匀,焊后收缩,变性不一致。(2)加工件本身焊缝布置不均,导致收缩不均匀,焊缝多的部位收缩大、变形也大。(3)加工人员操作不当,未对称分层、分段、间断施焊,焊接电流、速度、方向不一致,造成加工件变形的不一致。(4)焊接时咬肉过大,引起焊接应力集中和过量变形。5)焊接放置不平,应力集中释放时引起变形。

  (二)预防措施

  (1)设计时尽量使工件各部分刚度和焊缝均匀布置,对称设置焊缝减少交叉和密集焊缝。

  (2)制定合理的焊接顺序,以减少变形。如先焊主焊缝后焊次要焊缝,先焊对称部位的焊缝后焊非对称焊缝, 先焊收缩量大的焊缝后焊收缩量小的焊缝,先焊对接焊缝后焊角焊缝。

  (3)对尺寸大焊缝多的工件,采用分段、分层、间断施焊,并控制电流、速度、方向一致。

  (4)手工焊接较长焊缝时, 应采用分段进行间断焊接法, 由工件的中间向两头退焊,焊接时人员应对称分散布置,避免由于热量集中引起变形。

  (5)大型工件如形状不对称,应将小部件组焊矫正完变形后,在进行装配焊接,以减少整体变形。

  (6)工件焊接时应经常翻动,使变形互相抵消。

  (7)对于焊后易产生角变形的零部件,应在焊前进行预变形处理,如钢板v 形坡口对接,在焊接前应将接口适当垫高,这样可使焊后变平。

  (8)通过外焊加固件增大工件的刚性来限制焊接变形,加固件的位置应设在收缩应力的反面。

  (三)处理方法

  对已变形的工件,如变形不大,可采用火烤矫正。如变形较大,采用边烤边用千斤顶顶的方法

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  2018年一级结构工程师基础知识:钢结构的连接

  1、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因?

  答: 焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿;焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形;热影响区扩大容易产生脆裂。焊脚尺寸太小,焊接时产生的热量较小,焊缝冷却快,容易产生裂纹;同时也不易焊透。

  焊缝长度过短,焊件局部加热严重,会使材质变脆;同时起、落弧造成的缺陷相距太近,严重影响焊缝的工作性能。

  焊缝长度过长,应力沿长度分布不均匀,两端应力可能达到极限值而先破坏,中部则未能充分发挥其承载能力。

  2、试述焊接残余应力对结构工作的影响?

  答: 残余应力对结构静力强度一般没有影响,因为它是自相平衡力系,只要材料能发生塑性变形,其静力强度是不变的。但当材料不能发展塑性时,则可能发生脆性破坏,即各点的外加应力和其残余应力相加达到材料的抗拉强度 fy ,该点即破坏,从而降低构件的承载力。

  残余应力将减少构件的刚度,因残余应力与外加应力相加,将使某些部分提前进入塑性而不再承担以后增加的荷载。

  残余应力使构件刚度减小,因而对稳定承载力有不利影响,特别是对工字形截面的弱轴影响更大。

  双向或三向残余拉应力场,将增加材料的脆性倾向,也将降低疲劳强度。

  3.螺栓群在扭矩作用下,在弹性受力阶段受力最大的螺栓其内力值是在什么假定条件下求得的?

  答:螺栓群在扭矩作用下,其内力计算基于下列假定:

  ⑴被连接板件为绝对刚性体;

  ⑵螺栓是弹性体;

  ⑶各螺栓绕螺栓群的形心旋转,使螺栓沿垂直于旋转半径r的方向受剪,各螺栓所受的剪力大小与r成正比。

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