以上论述的只是单个板件的有效宽度。实际构件中的板件有效宽度的确定比单板的复杂，有时需要反复试算或迭代才能算出。 3.未加劲板件的有效宽度
未加劲板件受压屈曲后的应力分布和有效宽度示于图15.5，图中板的支承边由弹性约束。未加劲板件屈曲后虽然没有横向薄膜应力产生，但在两加载边保持平直的条件下所承荷载还可以继续增大。增大的荷载主要由支承边近旁的部分承担，直到边缘处应力达到fy为止。
GB50018规范对未加劲板件采用和加劲板件类似的办法来确定其有效宽度，即在计算ρ值时取k＝0.425。这种算法适用于双轴对称截面。
图15.5 未加劲板件的有效宽度 4.边缘加劲板件的有效宽度
AISI规范和GB50018规范有效宽度的比较见图15.6。由图可见GB50018比AISI的低的较多，但是后者在板件有效宽度的计算中b不包括圆角部分，因而在性质上略由差别。此外，该规范直至1996年版一直未考虑板件屈曲的相关性。
图15.6 边缘加劲板的有效宽度
5.中间加劲板件的有效宽度
当中间加劲肋刚度充分时，板件的有效宽度可以由公式be?0.95tRE[1?0.209tkE]fybfy计算。式中b代入次板的宽度，系数k取为4，算得的be为次板的有效宽度。
1. 从断裂力学的观点，简述为什么裂纹尺寸、作用应力和材料的韧性是影响脆断的直接因素？ P38
2. 解释何为“断裂韧性”，它与“冲击韧性”有何异同？ P39 、
关于断裂韧性和冲击韧性的区别，整理如下：
1、测定方法不同：材料断裂韧性的测定需要在有切口的试件上引发疲劳裂纹，然后进行弯曲和拉伸试验，试验过程比较复杂；冲击韧性采用夏比V形缺口冲击试验测定。
2、应力集中程度不同：断裂韧性测定中需要先在材料中产生疲劳裂纹，因此测定断裂韧性时应力集中程度大于测定冲击韧性时试件的应力集中程度。
3、应变速度不同：冲击韧性测定试验中需要对试件施加冲击荷载，因此试验中冲击韧性试件应变速度大于断裂韧性试件。
4、物理意义不同：断裂韧性反映的是材料出现断裂后，在荷载下裂纹扩展的速率；冲击韧性反映材料在一次冲击断裂时所消耗的功（能量）。
5、力学意义不同：断裂韧性是材料抵抗裂纹失稳扩展的能力，由裂纹尖端的应力状况决定；冲击韧性是材料抗冲击荷载的能力，反映的是材料的动力性能。
3. 解释何为 “应力腐蚀开裂”？ P53
4. 疲劳设计的准则 ？GB50017采用什么准则，为什么？ P65
5. 解释 “线性累积损伤准则” 、“雨流计数法”。 P72
6. 焊接结构脆断的原因及防脆断的措施。
一． 焊接结构出现脆性断裂的原因：
1.焊缝经常出现缺陷,如裂纹,加渣等,这些都是断裂的起源.
2.由于高温作用在焊缝附近形成热影响区,钢材的金相组织和机械性能发生变化,材质变脆. 3.焊接后结构内部存在残余应力,残余应力未必是破坏主因,但与其他因素结合,可能导致开裂.
4.焊接结构往往又较大刚性,当出现3条相互垂直的焊缝时,材料的塑性变形很难发展. 5.焊接使结构变成连续整体,一旦焊缝开展,就可能发展到整体。
6.经常发生在气温较低的情况下，结构的钢材厚度较大，一般处在静力荷载作用下，而且应力常常并未达到设计应力，或虽达到设计应力但和材料的屈服点还有一段距离。 7.在负温下，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源。 二．断裂力学的观点
断裂力学解答了低应力脆断问题，断裂力学认为，解答脆断问题必须从结构内部存在微小裂纹的情况出发来进行分析。断裂是在荷载和侵蚀性环境的作用下，裂纹扩展到临界尺寸时发生的。裂纹随应力增大而扩展，起初是稳定的扩展，后来达到临界状态，出现失稳扩展而断裂。如果构件内部原来就存在较大裂纹，那么它在一定条件下就会断裂。 三．防止脆性断裂的措施
影响脆断的直接因素是裂纹尺寸、作用应力和材料的韧性。故可以从以下几个方面着手防止脆性断裂。 1、裂纹okok.org
当焊接结构的板厚较大时（大于25mm），如果含碳量高，连接内部有约束作用，焊肉外形不适当，或冷却过快，都有可能在焊后出现裂纹，从而产生断裂破坏。针对这个问题，把碳控制在0.22%左右，同时在焊接工艺上增加预热措施使焊缝冷却缓慢，解决了断裂问题。 焊缝冷却时收缩作用受到约束，有可能促使它出现裂纹。措施是：在两板之间垫上软钢丝留出缝隙，焊缝有收缩余地，裂纹就不会出现，如下图4.1。把角焊缝的表面作成凹形，有利于缓和应力集中。凹形表面的焊缝，焊后比凸形的容易开裂，原因是凹形缝的表面有较大的收缩拉应力，并且在45°截面上焊缝厚度最小。凸形缝表面拉力不大，而45°截面又有所增强，情况要好的多。在凹形焊缝开裂的条件下，改用凸形焊缝，就不再开裂。如图4.2所示。
图4.1 T型连接两板间留出缝隙 图4.2 凹形和凸形角焊缝 2、应力
考察断裂问题时，应力 是构件的实际应力，它不仅和荷载的大小有关，也和构造形状及施焊条件有关。几何形状和尺寸的突然变化造成应力集中，使局部应力增高，对脆性破坏最为危险。施焊过程造成构件内的残余拉应力，也是不利的。因此，避免焊缝过于集中和避免截面突然变化，都有助于防止脆性断裂。 3、材料选用
为了防止脆性断裂，结构的材料应该具有一定的韧性。材料断裂时吸收的能量和温度有密切关系。吸收的能量可以划分为三个区域，即变形是塑性的、弹塑性的和弹性的。要求材料的韧性不低于弹性，以避免出现完全脆性的断裂，也没有必要高于弹塑性，对钢材要求太高，必然会提高造价。钢材的厚度对它的韧性也有影响。厚钢板的韧性低于薄钢板。 4、构造细部
发生脆性断裂的原因是存在和焊缝相交的构造缝隙，或相当于构造缝隙的未透焊缝。构造焊缝相当于狭长的裂纹，造成高度的应力集中，焊缝则造成高额残余拉应力并使近旁金属因热塑变形而时效硬化，提高脆性。低温地区结构的构造细部应该保证焊缝能够焊透。因此，设计时必须注意焊缝的施工条件，以保证施焊方便，能够焊透。
综上所述，构造设计是十分细微的间题，要求设计者精心处理。首先，就受力情况来说要注意以下几点:
（1）传力要明确。在整个传力过程中，各个零件的受力情况都应加以考虑，不使某一个负担过重。连接构造的实际性能应尽量和计算分析时的简图一致，有多余的约束时，应不致对结构起不利作用。
（2）构件互相连接的节点应尽可能避免偏心，不能完全避免时应考虑偏心的影响，
（3）尽量减缓应力集中，对承受疲劳荷载的结构、处于低温的结构更应注意，不能忽视任何一个细小零件。 （4）要考虑结构或零件变形的影响，如变形引起的次应力和变形引起的应二)分布不均匀等。 （5）避免在结构内产生过大的残余应力，尤其是约束造成的残余应力，要避免焊缝过度密集。
（6）沿厚度方向可能出现层间撕裂，偏析集中区容易出现裂纹，这些都应成为设计时考虑的因素，应予以注意。
另外.构造设计应为施工提供必要的条件，包括尽量简化构造（以节省工时），能够施焊并且易于施焊（以保证质量），以及安装时容易就位和便于调整等。
7. 疲劳破损的种类？疲劳设计的准则？疲劳破坏的防止措施？
一．疲劳破坏的种类
疲劳破坏可分为两类，低周疲劳和高周疲劳，低周疲劳破坏具有应变大、破坏前循环次数少的特点，如：剧烈的地震使结构物反复摇摆，就会造成低周疲劳破坏。高周疲劳破坏结构应变小、破坏前循环次数多，如：在行动活荷载作用下，就会造成此种疲劳破坏。 二．疲劳设计的准则
疲劳破坏采用使用寿命法在结构达到安全使用寿命时不立即报废，承认在达到安全寿命前有可能出现疲劳裂缝，利用典型构造细节试验的结果做出分析计算。
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过去钢结构的疲劳计算一直按应力比准则来进行。对于一定的荷载循环次数（如：2X10），构件（或构造细节） 的疲劳强度ζ
max
和以应力比R为代 表的应力循环特 征密 切相 关对
ζ
max
引进安全系数，及可得到设计用的疲劳应力允许值
[ζ
max
]=f(R)
把应力限制在[ζmax]以内，就是应力比准则。应力比准则适用于非焊接结构。
对于焊接结构宜以应力幅为准则，焊接结构承受疲劳荷载时， 结构疲劳强度和应力幅△ζ密切相关，而不是应力比 R。应力幅准则的计算公式是
△ζ≦[△ζ]
[△ζ]是容许应力幅，它随构造细节而不同，也随破坏前循环次数变化。
GB50017规范规定：直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接，当应力变化的循环次数n等于或大于5×10次时，应进行疲劳计算。疲劳计算采用容许应力幅法，应力按弹性状态计算，容许应力幅按构件和连接类别以及应力循环次数确定。在应力循环中不出现拉应力的部位可不计算疲劳。 三．防止疲劳破坏的工艺措施
构件的构造细节对它的疲劳性能有重大影响。构造细节的区别体现在构件本身的拼接、附件的连接情况以及和其他构件的连接等。拼接和连接造成的应力集中越严重，构件的抗疲劳性能越差。采取工艺措施来提高疲劳性能的工艺措施目的是缓和应力集中程度、消除切口，或是在 表面形成压缩残余应力。常用方法有:
(1) 缓和应力集中的最普遍方法是磨去焊缝的表面部分，如对焊缝的余高。对角焊缝打磨脚
趾可以改善它的疲劳性能。
(2) 对于角焊缝的趾部用气体保护钨使重新熔化，可以消除切口的作用。这种钨极弧焊不会
在趾部产生焊渣侵入，只要重新熔化的深度足够，原有切口、裂缝以及侵入的焊渣都可以消除，从而使疲劳性能得到改善。这种方法在不同应力幅情况下疲劳寿命都能同样提高。
(3) 在焊缝和近旁金属的表面形成压缩残余应力，是改善疲劳性能的一个有效方法。用喷射
金属丸粒或捶击进行敲打，金属的表层在冲击性的敲打作用下，趋于向侧向扩张，但被下层的材料所阻止，从而产生残余压应力。这个残余压应力和敲击造成的冷工硬化都使疲劳强度提高，同时尖锐的切口也被缓解。
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1.综述“剪切滞后”的现象和原因？
剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象，小至一个构件，大至一栋超高层建筑，都会有剪力滞后现象。如图7.1，一长方形平板（长度远大于宽度），在两个短边受到一对平衡集中力，由圣维南原理可知，在板的中部3－3截面，应力是均匀分布的，而在靠近短边的端部1－1，2－2截面，就出现了剪力滞后现象。（在变形上，可以看出在集中力作用部位变形较大） 在这里，剪力滞后就是由于正应力是靠剪力的作用逐渐由集中力转化为均匀的。而由于剪力传递正应力有一个逐渐的过程，所以在端部，剪力的所能起的作用还很有限，而正应力分布还不均匀，这种现象就称为剪力滞后。板的宽度越大，即需要传播的范围也越宽，应力的分布也就越不均匀。当构件被拉断时，危险截面的应力还不能完全均匀，从而使构件承载能力降低。在实际应用中，箱梁、宽缘梁、薄壁拉杆的节点等都要考虑这一效应。高层建筑中的筒体结构，尤其是框筒结构体系，不容忽视在水平荷载作用下的剪切滞后效应。其实侧面角焊缝的最大计算长度也是因为剪力分布不均匀而规定了不得大于60hf。还有在螺栓群受力的时候也有受力不均匀分布的现象。当翼缘与腹板相交处的横截面