兰州大学21春《钢结构》平时作业1答案.docx

### 钢结构知识点解析 #### 一、钢结构特点与应用 **1.1 大跨结构适用性** - **原因分析**：“钢结构更适合于建造大跨结构”这一论述主要基于钢材自身特性及其结构优势。选项C“钢结构自重轻而承载力高”准确反映了这一点。钢结构因其材料强度高、自重相对较轻，在满足相同承重要求的情况下能够实现更远的跨度。 - **技术原理**：钢结构中的钢材具备较高的强度重量比，这意味着它能够在较低的自重条件下提供较高的承载能力。此外，钢材还具有良好的焊接性和加工性，便于现场施工及大跨结构的实现。 **1.2 构件破坏模式** - **概念解释**：题目中提到“在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况”，这描述的是塑性破坏的特点。选项B“塑性破坏”正确。 - **理论依据**：塑性破坏通常发生在材料经历了较大的塑性变形之后，这一过程中会产生明显的变形迹象（如弯曲、扭曲等），从而为采取补救措施提供了可能的时间窗口。 #### 二、钢结构设计与计算 **2.1 实腹式轴心受拉构件的设计** - **设计内容**：实腹式轴心受拉构件的设计计算内容主要包括强度和刚度（长细比），因此选项D“强度、刚度（长细比）”最为恰当。 - **工程实践**：在实际设计中，除了考虑材料的强度外，还需确保构件不会因为过大的长细比而导致失稳。 **2.2 简支钢梁的临界弯矩** - **受力情况**：简支钢梁的临界弯矩取决于其受力方式。选项C“纯弯矩”会导致最低的临界弯矩值，这是因为纯弯矩作用下，梁的两端没有支反力来平衡外力，导致梁更容易发生失稳。 - **工程应用**：了解不同受力情况下的临界弯矩对于合理设计和使用简支钢梁至关重要。 **2.3 组合梁的刚度验算** - **荷载取值**：验算组合梁刚度时，通常采用荷载的标准值而非设计值或最大值。因此，选项A“标准值”是正确的。 - **设计考量**：采用荷载的标准值可以更加合理地评估梁的刚度性能，确保结构的安全性和经济性。 #### 三、钢结构构件的选择与优化 **3.1 格构式构件的应用** - **应用场景**：格构式构件适用于强度有余但刚度不足的情况，选项A“强度有余但刚度不足的情况”正确。 - **设计原则**：通过增加构件的截面面积来提高强度是相对容易的，但这样往往会导致刚度不足的问题。采用格构式设计可以有效改善这一问题。 **3.2 Q345钢板的设计强度** - **厚度影响**：对于同一种材质，厚度越小，设计强度通常越高。因此，选项A“12mm”是最具设计强度的厚度。 - **材料性能**：随着厚度的增加，材料内部缺陷的可能性也会增加，从而影响整体的强度性能。 #### 四、钢结构试验与性能 **4.1 摆锤实验的意义** - **性能指标**：摆锤实验主要用于测试材料的韧性，因此选项B“韧性”正确。 - **试验目的**：该试验通过测量材料在冲击载荷作用下的吸收能量能力，来评估其抵抗突然断裂的能力。 **4.2 三向应力状态下的强度指标** - **定义解释**：在三向应力状态下，用来判断材料进入塑性状态的综合强度指标被称为折算应力，选项D“折算应力”正确。 - **实际应用**：折算应力的概念在多轴应力状态下尤为重要，它可以帮助工程师更准确地评估材料在复杂应力状态下的安全性能。 #### 五、结论 通过对兰州大学21春《钢结构》平时作业1中的问题进行分析，我们可以深入了解钢结构的设计原理、材料性能以及相关的工程实践。这些知识点不仅对于学习钢结构的学生来说非常重要，也对从事相关工作的专业人士具有很高的参考价值。