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问答题依据《钢规》的3．3．4条，钢材的选用与温度有关，如何理解？

题目
问答题
依据《钢规》的3．3．4条，钢材的选用与温度有关，如何理解？
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第1题：

对于民用建筑承受静载的钢屋架，下列关于选用钢材钢号和对钢材要求的叙述中不正确的是( )。

A.可选用Q235钢
B.可选用Q345钢
C.钢材须具有抗拉强度、伸长率、屈服强度的合格保证
D.钢材须具有常温冲击韧性的合格保证

答案：D
解析：
《钢结构设计规范》(GB50017-2003)第3.3.3条规定，承重结构的钢材应具有抗拉强度、伸长率、屈服强度和硫、磷含量的合格保证；对焊接结构，尚应具有碳含量的合格保证，焊接承重结构以及重要的非焊接承重结构采用的钢材，还应具有冷弯试验的合格保证。第3.3.4条规定，对于需要验算疲劳的焊接结构的钢材，应具有常温冲击韧性的合格保证。第6.1.1条规定，直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件，才应进行疲劳计算。因此，对于承受静载的钢屋架，不需要进行疲劳计算。注：在选用承重结构钢材时，当结构处于有振动的工作条件下或处于低温环境时，对钢材的要求应严格。

第2题：

《钢规》5．4．6条规定了受压构件的腹板不满足高厚时的处理，如何理解？


正确答案:在《钢规》中，通常的情况是，局部稳定是必须要保证的，之后才能计算出构件的承载力，无论是柱还是梁均如此。但有两个例外，一是规范的5.4.6条，另一个是规范的4.4节，二者均属于屈曲后强度利用的范畴。
腹板宽（高）厚比不满足限值要求时，会发生局部屈曲，从而会引起整体承载力的降低，这时，可以利用"有效截面"的概念进行计算。H形、工字形和箱形截面的腹板，属于加劲单元（stiffenedelement），可以考虑偏于安全的取用计算高度边缘范围内两侧宽度各为的部分作为有效截面进行计算，只需满足下面的要求即可：式中，φ仍然按照全部截面算出，b、t分别为翼缘的宽度和厚度。翼缘由于是非加劲单元（unstiffenedelement），不允许局部失稳，也就是说，其自由外伸宽度与厚度之比必须满足限值要求。
由此也可看出，考虑有效截面后的承载力为全截面时的A"／A倍。
我国《钢规》中取用计算高度边缘范围内两侧宽度各为的部分是偏于安全的使用做法，相比较，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）的6.1.1条规定更为详细。有关有效截面的取值问题，读者可参阅拙作《中外钢结构规范腹板有效宽度确定方法对比》（钢结构，2008年第5期）。

第3题：

钢材的强度指标()

A.与材料及温度有关

B.仅与材料有关

C.仅与温度有关

D.与材料和温度均无关


答案：A

第4题：

如何理解《钢规》3．2．8条的内力分析的规定？


正确答案: 宜从以下几个方面把握：
（1）结构内力分析方法采用一阶弹性分析，这是目前钢结构、混凝土结构、砌体结构等的内力分析方法。
（2）当压力附加弯矩与初始弯矩之比大于0.1时，宜考虑二阶效应的影响，这是与《抗规》3.6.3条一致的规定。
（3）考虑二阶效应时采用将一阶弯矩放大的简化方法。
（4）每层柱顶附加假想水平力是对缺陷（如柱子的初倾斜、初偏心以及残余应力）的综合考虑。式中Q的取值，可参照规范条文说明（见规范的165页）理解。
（5）由公式（3.2.8-1）计算出的弯矩MⅡ为框架柱的杆端弯矩，从道理上讲，由于节点处弯矩需要达到平衡，梁端弯矩以及梁柱节点处弯矩也要调整。

第5题：

当选用民用建筑中承受静荷载钢屋架的钢材钢号时，下列哪个是不正确的（）

  • A、可以选用Q235钢
  • B、可以选用16Mn钢
  • C、钢材必须具有常温冲击韧性的合格保证
  • D、钢材必须具有抗拉强度、伸长率、屈服强度的合格保证

正确答案:C

第6题：

如何理解《钢规》3．4．2条规定的强度折减系数？


正确答案: 宜从以下几个方面把握：
（1）所谓"单面连接的单角钢"，是指单个的一根角钢与节点板相连时，尽管角钢有两个肢，但只能有一个肢与节点板连接（肢背、肢尖用焊缝连接，或者，用螺栓相连）。此时，角钢构件是按照轴心受力构件的模型进行计算，但实际受力却有偏心（会产生附加弯矩），受力状况较为不利，所以，要对强度折减（另一种观点是，这种单面连接由于"剪力滞"使得截面并不是全部有效，因而需要采用有效净截面积计算，即将净截面积乘以折减系数。美国AISC的钢结构规范就是如此处理的。由于截面积与强度是"相乘"的关系，所以，截面积不折减而对强度折减，效果是一样的）。
若是采用两个角钢与节点板相连，由于角钢隔一段距离会设置填板，因此，实际上是视为双角钢组成的T形截面受力，此时，不考虑强度折减。
图2-2-2中，B.图为双角钢与节点板相连，此时强度不折减；C.图为单面连接，须考虑折减。
（2）单面连接的单角钢用公式N／A≤f计算强度时，强度折减系数为0.85；用公式N／（φA.≤f计算稳定性时，强度折减系数要区分等边角钢或不等边角钢（短边相连还是长边相连）。
（3）该条分为4款，第2、3、4款是连接计算时的规定，也就是说，对于符合规定条件的情况，规范表3.1.1-3～表3.1.1-5中规定的强度设计值要乘以折减系数。
（4）有人发现，对于折减系数0.6+0.0015λ，λ越大折减系数越大，于是认为规范于理不通。这只是一个表面现象，是误解。笔者的观点如下：令γ=0.6+0.0015λ，则单角钢的受压承载力可以表示为γφAf，λ增大后，实际情况是γ稍微增大，对应的φ却降低更多。例如，对于b类截面γ=70的Q235钢，γ=0.705，φ=0.751，yφ=0.529；当λ增大至90时，y=0.735，φ=0.621，γφ=0.456。可见，总的结果γφAf仍然是降低的，这与λ越大受压承载力越小是一致。
（5）折减系数中用到的长细比λ，规范规定"对于中间无联系的单角钢压杆，应按最小回转半径计算，当λ＜20时，取λ=20"。并未对"中间有联系的单角钢压杆"作出规定。
笔者认为，若该联系是对平面内变形的约束，则平面内的杆件计算长度将因约束而变短，平面外将起控制作用，此时，应按照规范表5.3.1中的"在桁架平面外"取值，与计算长度对应的回转半径取与肢边平行；若联系是对平面外变形的约束，则按平面内取计算长度，回转半径仍取与肢边平行的回转半径。支持笔者此观点的文献有：①包头钢铁设计研究总院《钢结构设计与计算》（第2版）第368页的算例；②邱鹤年《钢结构设计禁忌与实例》第242页的算例。

第7题：

水冷壁常用的钢材一般选用10号钢或A3钢。


正确答案:错误

第8题：

严寒地区使用的钢材，应选用（ ）。

A.脆性临界温度低于环境最低温度的钢材
B.脆性临界温度高于环境最低温度的钢材
C.脆性临界温度与环境最低温度相同的钢材
D.强度高、塑性好、质量等级为A的钢材

答案：A
解析：
脆性临界温度低于环境最低温度的钢材适合严寒地区使用

第9题：

如何理解《钢规》5．4．4条对λ的规定？


正确答案: 规范的5.4.4条指出，λ"按照5.4.1条的规定采用"，即，规范的原意是，λ应取两个方向长细比的较大者。规范之所以这么规定，在条文说明中有交代：T形截面压弯构件当弯矩使翼缘受压时，比轴心受压有利，因而采用与轴心受压时同样的长细比限值，是偏于安全的。

第10题：

依据《钢规》的3．3．4条，钢材的选用与温度有关，如何理解？


正确答案: 宜从以下几点把握：
（1）依据《碳素结构钢》GB／2、700-2006，碳素结构钢的质量等级分为A、B、C、D四个质量等级，A级对冲击韧性指标没有要求，B、C、D级分别要求+20℃、0℃、-20℃时冲击韧性不小于27J。依据《低合金高强度结构钢》GB／T、1591-2008，低合金高强度结构钢则分为A、B、C、D、E共五个质量等级，对于Q345～Q420钢材，厚度12～150mm时，B、C、D、E级分别要求+20℃、0℃、-20℃、-40℃时冲击韧性不小于34J。由于冲击韧性是随着温度降低而降低的，所以，A、B、C、D、E的顺序表示质量等级越来越高。
（2）规范中"对Q390钢和Q420钢应具有-40℃冲击韧性的合格保证"，意思是说，此时应采用Q390E和Q420E。
（3）从规范的3.3.4条可以看出，对于同样的工作温度，采用强度高的钢材时，对质量等级要求高；焊接结构和非焊接结构相比，后者的要求宽松些。

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