钢结构实验轴心受压构件整体失稳实验

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(3.14)..()

E I

l 轴心受压构件整体失稳实验

1 实验目的

⑴．观察钢管轴心受压丧失稳定的现象过程。 ⑵．比较轴心受压极限承载力与长细比的关系。

⑶．实测临界压力P cr 实与理论计算临界压力P cr 理进行比较，并计算其误差值。

2 设备和仪器

⑴．100KN 或300KN 微机控制电子万能试验机。 ⑵．计算机。 ⑶．游标卡尺。 ⑷．钢管。

3 实验原理及试件

理想的轴心受压构件，当轴心压力小于某一数值时，杆件处于直杆平衡状态，这时假设有任意偶然外力作用并发生了弯曲，偶然外力停止作用后，可能性是：一杆件回复到直杆状态，即为稳定平衡；二是杆件不能恢复到直杆状态处于微弯曲的平衡状态，称为临界平衡状态。

当长细杆轴心受压达到某值时，杆件不能保持平衡，而是不断弯曲直至破坏，这种现象为轴心受压杆失去整体稳定性。

理想的轴心受压杆假设是： 1、杆件本身绝对直杆； 2、材料均质，各向同性；

3、无偏心荷载，且在荷载作用之前无初始应力。

临界状态荷载为：cr F = 钢结构的实际杆件不可避免地都存在一定的初始缺陷和残余应力，同时材料还可能不均匀，所以稳定承载力不能只按理想情况考虑。设计规范根据现有的理论考虑了杆件的初弯曲和残余应力，按极限承载力理论进行弹塑性分析。

如图所示是两端铰接、有残余应力和初弯曲的轴心受压构件及其荷载-挠度曲线图。在弹性受力阶段（oa 1段），荷载N 和最大挠度Ym 关系曲线与只有初弯曲、没有残余应力的弹性曲线完全相同，随着压力的N 增大构件截面中某一点达到钢材屈服强度f y 时，截面开始进入弹塑性状态。开始屈服时 a1点的平均应力

a1=Np/A,低于只有初弯曲而无残余应力的有效比例极限f

p =f

y

-

r

;当构件凹侧

边缘纤维有残余压应力时也低于只有弯曲而无残余应力的a点。此后弹塑性状态，挠度的增加随N的增加而愈来愈快，直到C

1

点，此时已不可能再增加N，为

了维持平衡，只能卸载，即曲线C

1D

1

下降段。N-Y曲线的极值点C

1

表示由稳定平

衡过渡到不稳定平衡，相应于C

1点的N

u

为临界荷载，即极限荷载，它是构件不

能维持内力平衡的极限承载力，属于第二类极值点失稳。平均应力称为临界应力，

u =cr=N

u

/A

理想的轴心受压构件的临界力在弹性阶段是长细比的单一函数。实际轴

压构件受残余应力、初弯曲、初偏心的影响，且影响程度还受截面开关尺寸和屈曲方向的不同而不同，每个柱子都有自己不同的曲线，下面是规范的柱子曲线运动。因每根柱子因各原因极限承载力相差很大，柱子曲线有较大的分布带。

双轴对称的或极对称的构件在失稳时只发生弯曲屈曲.

由实验可发现，当载荷略超出临界载荷时，挠度急剧增加，轴向变形也随之增大，这说明了压杆失稳的危险性。

我国规范采用的轴心受压整体稳定计算公式为:

N

式中是轴心受压构件的整体稳定系数取截面两主轴稳定系数中较小者，

应根据构件的长细比、钢材的屈服强度以及截面的分类根据规范来取。

4 实验步骤

⑴．量取试件的几何尺寸：长度、壁厚、外径；安装试件两端压头；

⑵．打开计算机，双击桌面上TestExpert.exe图标，登陆、联机、启动、进入实验操作系统，选择实验方法、查询、轴压构件整体失稳实验；

把试验压杆装上实验机

⑶．点击开始实验，即可缓慢加载试验，填入几何参数，确定后即开始实验，观察试验曲线，即负荷-变形曲线。当图形由直线转变为曲线时，说明压杆临界力出现，曲线继续弯曲压力直至最大值后下降1.5kN后点结束实验，点击保存数据。

⑷．进行试验分析，鼠标在保存图象窗口点右键，点菜单曲线遍历，记录有关数据。

重复以上操作，完成三根试件的实验。记录数据。

5 实验结果处理

⑴．根据测量的试样尺寸，计算压杆横载面的最小惯性矩I，计算各种支承

理论值，以理论值为准，计算临界压力载荷实验值的相对下的临界压力载荷P

cr

误差，计算结果写入表格11－1。

⑵．分析讨论，支承方式对临界载荷的影响，并分析误差原因。

f=800mpa E=210Gpa

Af

6 思考题

⑴．临界载荷是在什么情况下测得的？

⑵．压杆失稳后，变形与载荷是否还是线性关系？

⑶．讨论p

实验值误差产生的原因。

cr实

⑷.比较实验值与设计值有什么结论？实验值与理论值比较有什么结论？

4.2 轴心受压构件承载力计算

4.2 轴心受压构件承载力计算 按照箍筋配置方式不同，钢筋混凝土轴心受压柱可分为两种：一种是配置纵向钢筋和普通箍筋的柱(图4.2.1a)，称为普通箍 筋柱；一种是配置纵向钢筋和螺旋筋（图 4.2.1b）或焊接环筋(图4.2.1c)的柱，称为 螺旋箍筋柱或间接箍筋柱。 需要指出的是，在实际工程结构中，几 乎不存在真正的轴心受压构件。通常由于荷 载作用位置偏差、配筋不对称以及施工误差 等原因，总是或多或少存在初始偏心距。但 当这种偏心距很小时，如只承受节点荷载屋 架的受压弦杆和腹杆、以恒荷载为主的等跨 多层框架房屋的内柱等，为计算方便，可近 似按轴心受压构件计算。此外，偏心受压构 件垂直于弯矩作用平面的承载力验算也按轴心受压构件计算。 一、轴心受压构件的破坏特征 按照长细比的大小，轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱，当≤8时属于短柱，否则为长柱。其中为柱的计算长度，为矩形截面的短边 尺寸。 1．轴心受压短柱的破坏特征 配有普通箍筋的矩形截面短柱，在轴向压力N作用下整个截面的应变基本上是均匀分布的。N较小时，构件的压缩变形主要为弹性变形。随着荷载的增大，构件变形迅速增大。与此同时，混凝土塑性变形增加，弹性模量降低，应力增长逐渐变慢，而钢筋应力的增加则越来越快。对配置HPB235、HRB335、HRB400、RRB400级热轧钢筋的构件，钢筋将先达到其屈服强度，此后增加的荷载全部由混凝土来承受。在临近破坏时，柱子表面出现纵向裂缝，混凝土保护层开始剥落，最后，箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出，混凝土被压碎崩裂而破坏（图4.2.2）。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。当短柱破坏时，混凝土达到极限压应变=0.002，相应的纵向钢

轴心受力构件

第6章轴心受力构件 §6-1 轴心受力构件的应用和截面形式 轴心受力构件(axially loaded members)是指承受通过构件截面形心轴线的轴向力作用的构件，当这种轴向力为拉力时，称为轴心受拉构件(axially tension members)，简称轴心拉杆；当这种轴向力为压力时，称为轴心受压构件(axially compression members)，简称轴心压杆。轴心受力构件广泛地应用于屋架、托架、塔架、网架和网壳等各种类型的平面或空间格构式体系以及支撑系统中。支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向受压构件通常称为柱(columns)，包括轴心受压柱。柱通常由柱头、柱身和柱脚三部分组成（图6.1.1），柱头支承上部结构并将其荷载传给柱身，柱脚则把荷载由柱身传给基础。 图6.1.1柱的形式 轴心受力构件（包括轴心受压柱），按其截面组成形式，可分为实腹式构件和格构式构件两种（图6.1.1）。实腹式构件具有整体连通的截面，常见的有三种截面形式。第一种是热轧型钢截面，如圆钢、圆管、方管、角钢、工字钢、T型钢、宽翼缘H型钢和槽钢等，其中最常用的是工字形或H形截面；第二种是冷弯型钢截面，如卷边和不卷边的角钢或槽钢与方管；第三种是型钢或钢板连接而成的组合截面。在普通桁架中，受拉或受压杆件常采用两个等边或不等边角钢组成的T形截面或十字形截面，也可采用单角钢、圆管、方管、工字 柱身 柱脚 (a)实腹式柱(b)格构式缀板柱(c)格构式缀条柱 柱头

钢或T 型钢等截面（图6.1.2a ）。轻型桁架的杆件则采用小角钢、圆钢或冷弯薄壁型钢等截面(图6.1.2b)。受力较大的轴心受力构件（如轴心受压柱），通常采用实腹式或格构式双轴对称截面；实腹式构件一般是组合截面，有时也采用轧制H 型钢或圆管截面(图6.1.2c)。格构式构件一般由两个或多个分肢用缀件联系组成(图6.1.2d)，采用较多的是两分肢格构式构件。在格构式构件截面中，通过分肢腹板的主轴叫做实轴，通过分肢缀件的主轴叫做虚轴。分肢通常采用轧制槽钢或工字钢，承受荷载较大时可采用焊接工字形或槽形组合截面。缀件有缀条或缀板两种，一般设置在分肢翼缘两侧平面内，其作用是将各分肢连成整体，使其共同受力，并承受绕虚轴弯曲时产生的剪力。缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成，缀条常采用单角钢，与分肢翼缘组成桁架体系，使承受横向剪力时有较大的刚度。缀板常采用钢板，与分肢翼缘组成刚架体系。在构件产生绕虚轴弯曲而承受横向剪力时，刚度比缀条格构式构件略低，所以通常用于受拉构件或压力较小的受压构件。实腹式构件比格构式构件构造简单，制造方便，整体受力和抗剪性能好，但截面尺寸较大时钢材用量较多；而格构式构件容易实现两主轴方向的等稳定性，刚度较大，抗扭性能较好，用料较省。 图6.1.2轴心受力构件的截面形式 §6-2 轴心受力构件的强度和刚度 6.2.1 轴心受力构件的强度计算 从钢材的应力～应变关系可知，当轴心受力构件的截面平均应力达到钢材的抗拉强度 u f 时，构件达到强度极限承载力。但当构件的平均应力达到钢材的屈服强度y f 时，由于构件塑性变形的发展，将使构件的变形过大以致达到不适于继续承载的状态。因此，轴心受力构件是以截面的平均应力达到钢材的屈服强度作为强度计算准则的。 对无孔洞等削弱的轴心受力构件，以全截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态， 应按下式进行毛截面强度计算： i min min i c o o o c c (a)普通桁架杆件截面(b)轻型桁架杆件截面 (c)实腹式构件截面 1 虚轴 实轴 1 1 1 (d)格构式构件截面

钢结构测试卷3

第四章轴心受力构件 1．选择题 （1）实腹式轴心受拉构件计算的内容包括。 A. 强度 B. 强度和整体稳定性 C. 强度、局部稳定和整体稳定 D. 强度、刚度（长细比） （2）实腹式轴心受压构件应进行。 A. 强度计算 B. 强度、整体稳定性、局部稳定性和长细比计算 C. 强度、整体稳定和长细比计算 D. 强度和长细比计算 （3）对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，《钢结构设计规范》采用的准则为净截面。 A. 最大应力达到钢材屈服点 B. 平均应力达到钢材屈服点 C. 最大应力达到钢材抗拉强度 D. 平均应力达到钢材抗拉强度 （4）下列轴心受拉构件，可不验算正常使用极限状态的为。 A. 屋架下弦 B. 托架受拉腹杆 C. 受拉支撑杆 D. 预应力拉杆 （5）普通轴心钢构件的承载力经常取决于。 A. 扭转屈曲 B. 强度 C. 弯曲屈曲 D.弯扭屈曲 （6）在下列因素中，对轴心压构件的弹性屈曲承载力影响不大。 A. 压杆的残余应力分布 B. 构件的初始几何形状偏差 C. 材料的屈曲点变化 D.荷载的偏心大小 （7）为提高轴心压构件的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的形式应使其面积分布。 A. 尽可能集中于截面的形心处 B. 尽可能远离形心 C. 任意分布，无影响 D. 尽可能集中于截面的剪切中心 （8）轴心受压构件的整体稳定系数?与等因素有关。 A. 构件截面类别、两端连接构造、长细比 B. 构件截面类别、钢号、长细比 C. 构件截面类别、计算长度系数、长细比 D. 构件截面类别、两个方向的长度、长细比 （9）a类截面的轴心压杆稳定系数?值最高是由于。

A. 截面是轧制截面 B. 截面的刚度最大 C. 初弯矩的影响最小 D. 残余应力影响的最小 （10）轴心受压构件腹板局部稳定的保证条件是h 0/t w 不大于某一限值，此限值 。 A. 与钢材强度和柱的长细比无关 B. 与钢材强度有关，而与柱的长细比无关 C. 与钢材强度无关，而与柱的长细比有关 D. 与钢材强度和柱的长细比均有关 （11）提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是 。 A. 增加板件宽厚比 B. 增加板件厚度 C. 增加板件宽度 D.设置横向加劲肋 （12）为了 ，确定轴心受压实腹式柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。 A. 便于与其他构件连接 B. 构造简单、制造方便 C. 达到经济效果 D.便于运输、安装和减少节点类型 （13）双肢缀条式轴心受压构件绕实轴和绕虚轴等稳定的要求是 。 A.y y λλ=0 B. 1 2 27A A x y +=λλ C.1 2 027A A y y +=λλ D. y x λλ= （14）计算格构式压杆对虚轴x 轴的整体稳定时，其稳定系数应根据 查表确定。 A. x λ B. ox λ C. y λ D. oy λ （15）当缀条采用单角钢时，按轴心压杆验算其承载力，但必须将设计强度按《钢结构设计规范》中的规定乘以折减系数，原因是 。 A. 格构式柱所给的剪力值是近似的 B. 缀条很重要，应提高其安全性 C. 缀条破坏将引起绕虚轴的整体失稳 D. 单角钢缀条实际为偏心受压构件 （16）与节点板单面连接的等边角钢轴心受压构件，100=λ，计算稳定时，钢材强度设计值应采 用的折减系数是 。 A. 0.65 B. 0.70

45格构式轴心受压构件的整体稳定

§4.5 格构式轴心受压构件的整体稳定 构件由缀材和柱肢组成，穿过柱肢板的轴为实轴，穿过缀材平面的轴为虚轴。 对于常见的格构式截面形式，只能产生弯曲，其临界力为： 1 22 2 2cr π11 γπl EI l EI N +? = 对于绕y 轴（实轴）弯曲时，与实腹式相同，1γ很小，因此可以忽略剪切变形，其稳定临界力为： 2 y 2cry πλτ σE = 但绕x 轴（虚轴）弯曲时，则γ1不能再被忽略 2ox 22 2crx 2 x 2crx π)(π,)(πλλμσμE E l EI N =?=?= ox λ——换算长细比； 12 2π1γμl EI + =——格构式杆长度放大因数，也可称为计算长度因数。μ 的大小取决于剪切角的大小，不同的体系剪切刚度不同，γ1亦不同，通常有两种体系，即缀条式和缀板式体系。

桁架式体系（缀条式） 多层刚架体系（缀板式) 一. 缀条式柱（桁架式体系） cos α 11l d l ?= ?= γ

V ＝1时，分给两个缀条面为1/2，斜杆力为：2cos α 1 d = S α αcos sin 2d 1 d d d EA l EA l S d == ? ∴α αγ2d 1cos sin 21 EA = 代入μ的表达式式： α αλααμ2 d 2ox 22d 2ox x 2cos sin 2π1cos sin 2π1A A A l I +=+= 若取 20=α~ 50，则0.35cos sin 2≈αα 1 27 1A A +=μ A ——两个柱肢面积； 1A ——两根缀条的截面面积。 则两肢缀条柱的换算长细比简化为： 1 x ox 27 A A +=λλ 当111i l =λ≤},{0.7max y ox λλ时，单肢不失稳，不必验算单肢，否则应验算单肢稳定： 1111,2i l N N ==λ；2 /11 1A N ?=φσ≤f 二．缀板式柱

钢结构实验轴心受压构件整体失稳实验

22 (3.14)..() E I l 轴心受压构件整体失稳实验 1 实验目的 ⑴．观察钢管轴心受压丧失稳定的现象过程。 ⑵．比较轴心受压极限承载力与长细比的关系。 ⑶．实测临界压力P cr 实与理论计算临界压力P cr 理进行比较，并计算其误差值。 2 设备和仪器 ⑴．100KN 或300KN 微机控制电子万能试验机。 ⑵．计算机。 ⑶．游标卡尺。 ⑷．钢管。 3 实验原理及试件 理想的轴心受压构件，当轴心压力小于某一数值时，杆件处于直杆平衡状态，这时假设有任意偶然外力作用并发生了弯曲，偶然外力停止作用后，可能性是：一杆件回复到直杆状态，即为稳定平衡；二是杆件不能恢复到直杆状态处于微弯曲的平衡状态，称为临界平衡状态。 当长细杆轴心受压达到某值时，杆件不能保持平衡，而是不断弯曲直至破坏，这种现象为轴心受压杆失去整体稳定性。 理想的轴心受压杆假设是： 1、杆件本身绝对直杆； 2、材料均质，各向同性； 3、无偏心荷载，且在荷载作用之前无初始应力。 临界状态荷载为：cr F = 钢结构的实际杆件不可避免地都存在一定的初始缺陷和残余应力，同时材料还可能不均匀，所以稳定承载力不能只按理想情况考虑。设计规范根据现有的理论考虑了杆件的初弯曲和残余应力，按极限承载力理论进行弹塑性分析。 如图所示是两端铰接、有残余应力和初弯曲的轴心受压构件及其荷载-挠度曲线图。在弹性受力阶段（oa 1段），荷载N 和最大挠度Ym 关系曲线与只有初弯曲、没有残余应力的弹性曲线完全相同，随着压力的N 增大构件截面中某一点达到钢材屈服强度f y 时，截面开始进入弹塑性状态。开始屈服时 a1点的平均应力

a1=Np/A,低于只有初弯曲而无残余应力的有效比例极限f p =f y - r ;当构件凹侧 边缘纤维有残余压应力时也低于只有弯曲而无残余应力的a点。此后弹塑性状态，挠度的增加随N的增加而愈来愈快，直到C 1 点，此时已不可能再增加N，为 了维持平衡，只能卸载，即曲线C 1D 1 下降段。N-Y曲线的极值点C 1 表示由稳定平 衡过渡到不稳定平衡，相应于C 1点的N u 为临界荷载，即极限荷载，它是构件不 能维持内力平衡的极限承载力，属于第二类极值点失稳。平均应力称为临界应力， u =cr=N u /A 理想的轴心受压构件的临界力在弹性阶段是长细比的单一函数。实际轴 压构件受残余应力、初弯曲、初偏心的影响，且影响程度还受截面开关尺寸和屈曲方向的不同而不同，每个柱子都有自己不同的曲线，下面是规范的柱子曲线运动。因每根柱子因各原因极限承载力相差很大，柱子曲线有较大的分布带。 双轴对称的或极对称的构件在失稳时只发生弯曲屈曲. 由实验可发现，当载荷略超出临界载荷时，挠度急剧增加，轴向变形也随之增大，这说明了压杆失稳的危险性。 我国规范采用的轴心受压整体稳定计算公式为: N

轴心受压构件概念题

轴心受压构件概念题 一、判断题（请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”，否则打“×”。每小题1分。） 1．轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。（） 2．轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。（） 3．实际工程中没有真正的轴心受压构件。（） 4．轴心受压构件的长细比越大，稳定系数值越高。（） 5．轴心受压构件计算中，考虑受压时纵筋容易压曲，所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2 N。（） 400mm / 6．螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力，又能提高柱的稳定性。（）×√√××× 二、单选题（请把正确选项的字母代号填入题中括号内，每题2分。） 1.钢筋混凝土轴心受压构件，稳定系数是考虑了（）。 A．初始偏心距的影响； B．荷载长期作用的影响； C．两端约束情况的影响； D．附加弯矩的影响。 2.对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱，以支承条件为（） 时，其轴心受压承载力最大。 A．两端嵌固； B．一端嵌固，一端不动铰支； C．两端不动铰支； D．一端嵌固，一端自由； 3.钢筋混凝土轴心受压构件，两端约束情况越好，则稳定系数 （）。 A．越大；B．越小；C．不变；D.变化趋势不定。 4.一般来讲，其它条件相同的情况下，配有螺旋箍筋的钢筋混凝土柱 同配有普通箍筋的钢筋混凝土柱相比，前者的承载力比后者的承载力 （）。 A．低；B．高；C．相等；D.不确定。 5.对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋，其原因是（）。 A．这种柱的承载力较高； B．施工难度大； C．抗震性能不好；

D．这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低，螺旋箍筋作用不能发挥；6.轴心受压短柱，在钢筋屈服前，随着压力而增加，混凝土压应力的 增长速率（）。 A．比钢筋快；B．线性增长；C．比钢筋慢；D.与钢筋相等。 7.两个仅配筋率不同的轴压柱，若混凝土的徐变值相同，柱A配筋率 大于柱B，则引起的应力重分布程度是（）。 A．柱A=柱B；B．柱A>柱B；C．柱A<柱B；D.不确定。 8.与普通箍筋的柱相比，有间接钢筋的柱主要破坏特征是（）。 A．混凝土压碎，纵筋屈服； B．混凝土压碎，钢筋不屈服； C．保护层混凝土剥落； D．间接钢筋屈服，柱子才破坏。 是因为（）。 9.螺旋筋柱的核心区混凝土抗压强度高于f c A．螺旋筋参与受压； B．螺旋筋使核心区混凝土密实； C．螺旋筋约束了核心区混凝土的横向变形； D．螺旋筋使核心区混凝土中不出现内裂缝。 10.为了提高钢筋混凝土轴心受压构件的极限应变，应该（）。 A．采用高强混凝土； B．采用高强钢筋； C．采用螺旋配筋； D．加大构件截面尺寸。 11.规范规定：按螺旋箍筋柱计算的承载力不得超过普通柱的1.5倍， 这是为（）。 A．在正常使用阶段外层混凝土不致脱落 B．不发生脆性破坏； C．限制截面尺寸； D．保证构件的延性A。 12.一圆形截面螺旋箍筋柱，若按普通钢筋混凝土柱计算，其承载力为 300KN,若按螺旋箍筋柱计算，其承载力为500KN,则该柱的承载力应示为（）。 A．400KN；B．300KN；C．500KN；D．450KN。 13.配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中，箍筋的作用主要是 （）。 A．抵抗剪力； B．约束核心混凝土； C．形成钢筋骨架，约束纵筋，防止纵筋压曲外凸； D．以上三项作用均有。 D A A B D C B D C C A D C

钢结构试题及答案

1．体现钢材塑性性能的指标是（ ） A ．屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2．在结构设计中，失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( )。 A ．p f 越大，β越大，结构可靠性越差 B ．p f 越大，β越小，结构可靠性越差 C ．p f 越大，β越小，结构越可靠 D ．p f 越大，β越大，结构越可靠 3．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( )来保证的。 A ．稳定承载力 B ．挠跨比 C ．静力强度 D ．动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关（ ） A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑（ ） A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 B 考虑强度降低的影响 C 考虑单肢失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接（ ） A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7．为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（ ）。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8．梁的纵向加劲肋应布置在（ ）。 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9．同类钢种的钢板，厚度越大（ ） A. 强度越低 B. 塑性越好 C. 韧性越好 D. 内部构造缺陷越少 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（ ）指标。 A. 低温屈服强度 B. 低温抗拉强度 C. 低温冲击韧性 D . 疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件（ ）无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12．焊接残余应力不影响构件的（ ） A ．整体稳定 B ．静力强度 C ．刚度 D ．局部稳定 13．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（ ） A ．与摩擦面的处理方法有关 B ．与摩擦面的数量有关 C ．与螺栓直径有关 D ．与螺栓的性能等级无关 14．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤，则1t 、2t 分别为（ ）的 厚度。 A ．1t 为厚焊件，2t 为薄焊件 B ．1t 为薄焊件，2t 为厚焊件 C ．1t 、2t 皆为厚焊件 D ．1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转，杆的纵轴由直 线变为曲线，这时发生的是（ ）。 A ．扭转屈曲 B ．弯扭屈曲 C ．侧扭屈曲 D ．弯曲屈曲

轴心受压构件

一、选择题 的构件，在拉力N作用下的强度计算公1. 一根截面面积为A，净截面面积为A n 式为______。 2. 轴心受拉构件按强度极限状态是______。 净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 净截面的平均应力达到钢材的屈服强度 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度 3. 实腹式轴心受拉构件计算的内容有______。 强度强度和整体稳定性强度、局部稳定和整体稳定强度、刚度（长细比） 4. 轴心受力构件的强度计算，一般采用轴力除以净截面面积，这种计算方法对下列哪种连接方式是偏于保守的？ 摩擦型高强度螺栓连接承压型高强度螺栓连 接普通螺栓连接铆钉连接 5. 工字型组合截面轴压杆局部稳定验算时，翼缘与腹板宽厚比限值是根据 ______导出的。

6. 图示单轴对称的理想轴心压杆，弹性失稳形式可能为______。 X轴弯曲及扭转失稳Y轴弯曲及扭转失稳 扭转失稳绕Y轴弯曲失稳 7. 用Q235号钢和16锰钢分别建造一轴心受压柱，其长细比相同，在弹性范围内屈曲时，前者的临界力______后者的临界力。 大于小于等于或接近无法 比较 8. 轴心受压格构式构件在验算其绕虚轴的整体稳定时采用换算长细比，是因为______。 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 考虑强度降低的影响 考虑剪切变形的影响 考虑单支失稳对构件承载力的影响 9. 为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施，这一做法是为了______。 改变板件的宽厚比增大截面面积改变截面上的应力分布状态增加截面的惯性矩 10. 轴心压杆构件采用冷弯薄壁型钢或普通型钢，其稳定性计算______。

Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数

Q 235-A 钢轴心受压构件的稳定系数φ 表2 扣件式钢管脚手架的gk 1 中立杆： ()[]259.0377.0413.0101 +++lb h la h

边立杆： ()[]372.0188.0413.0101 +++lb h la h 角立杆： [()]485.0188.0413.0101 +++lb la h h 注：钢管Φ48?3.5---3.84kg/m (37.67N/m) 直角扣件---1.32 kg/个(12.95N/个) 对接扣件---1.84 kg/个(18.04N/个) 安全网、塑料编织布—0.002KN/m 2 钢管横杆、剪刀撑—0.04KN/m 席子—0.008 KN/m 2 竹笆—0.05 KN/m 2 h---步距 lb---立杆横距 la---立杆纵距 立杆与纵向水平杆平均长度0.5m 。 扣件式钢管脚手架作业层面材料自重gk 2 表3 注:扣件式钢脚手板 0.25KN/m 冲压钢脚手板 0.3 KN/m 2 木、竹串片脚手板 0.35 KN/m 2 扣件式钢管脚手架整体拉结和防护材料自重gk 3

表5 Q235钢钢材的强度设计值与弹性模量 表6 钢管截面特性 作业层施工荷载计算基数---qk 表7 表8 扣件式钢管脚手架立杆计算长度系数μ 表9 换算长细比μ

表10 r’m的取值或计算式 注：S GK= 1.5G K即一个计算单元长度(1.5la)内的恒载作用效应标准值S QK= 1.5Q K即一个计算单元长度(1.5la)内的活荷载作用效应标准值 一步一纵距的钢管、扣件重N GK1（KN） 表11 GK2

QA钢轴心受压构件的稳定系数

Q A钢轴心受压构件的 稳定系数 文件排版存档编号：[UYTR-OUPT28-KBNTL98-UYNN208]

Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数φ表1

表2 扣件式钢管脚手架的gk 1 中立杆：()[]259.0377.0413.0101 +++lb h la h 边立杆：()[]372.0188.0413.0101 +++lb h la h 角立杆：[()]485.0188.0413.0101 +++lb la h h 注：钢管Φ? m) 直角扣件 kg/个个) 对接扣件 kg/个个) 安全网、塑料编织布—m 2 钢管横杆、剪刀撑—m 席子— KN/m 2 竹笆— KN/m 2 h---步距 lb---立杆横距 la---立杆纵距 立杆与纵向水平杆平均长度。 扣件式钢管脚手架作业层面材料自重gk 2 表3

注:扣件式钢脚手板 m 2 冲压钢脚手板 KN/m 2 木、竹串片脚手板 KN/m 2 扣件式钢管脚手架整体拉结和防护材料自重gk 3 表4 表5 Q235钢钢材的强度设计值与弹性模量 表6 钢管截面特性 作业层施工荷载计算基数---qk 表7

表8 扣件式钢管脚手架立杆计算长度系数μ 表9 换算长细比μ 表10 r’m的取值或计算式 注：S = 即一个计算单元长度内的恒载作用效应标准值 GK = 即一个计算单元长度内的活荷载作用效应标准值 S QK （KN） 一步一纵距的钢管、扣件重N GK1 表11 (KN)脚手架1个立杆纵距的附设构件及物品的重力N GK2

表12 1个立杆纵距的施工荷载N QK 表13 格构式压杆f A ? (KN) 表14

钢结构轴力构件-附答案

钢结构练习四 轴心受力构件 一、选择题（××不做要求） 1．工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为()y f t b 2351.0101λ+≤，其中λ的含义为（ A ）。 A ）构件最大长细比，且不小于30、不大于100 B ）构件最小长细比 C ）最大长细比与最小长细比的平均值 D ）30或100 2．轴心压杆整体稳定公式f A N ≤?的意义为（ D ）。 A ）截面平均应力不超过材料的强度设计值 B ）截面最大应力不超过材料的强度设计值 C ）截面平均应力不超过构件的欧拉临界应力值 D ）构件轴心压力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值 3．用Q235钢和Q345钢分别制造一轴心受压柱，其截面和长细比相同，在弹性范围内屈曲时，前者的临界力（ C ）后者的临界力。 A ）大于 B ）小于 C ）等于或接近 D ）无法比较 4．为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施，这一做法是为了（ A ）。 A ）改变板件的宽厚比 B ）增大截面面积 C ）改变截面上的应力分布状态 D ）增加截面的惯性矩 5．为提高轴心压杆的整体稳定，在杆件截面面积不变的情况下，杆件截面的形式应使其面积分布（ B ）。 A ）尽可能集中于截面的形心处 B ）尽可能远离形心 C ）任意分布，无影响 D ）尽可能集中于截面的剪切中心 ××6．轴心压杆采用冷弯薄壁型钢或普通型钢，其稳定性计算（ B ）。 A ）完全相同 B ）仅稳定系数取值不同 C ）仅面积取值不同 D ）完全不同 7．实腹式轴压杆绕x ，y 轴的长细比分别为λx ，λy ，对应的稳定系数分别为φx , φy ，若λx =λy ，则（ D ）。 A ）φx >φy B ）φx =φy C ）φx <φy D ）需要根据稳定性分类判别 8．轴心受压杆的强度与稳定，应分别满足（ B ）。 A ）f A N n ≤=σ，f A N n ?≤=?σ B ）f A N n ≤=σ，f A N ?≤=?σ C ）f A N ≤= σ，f A N n ?≤=?σ

Q235-A钢轴心受压构件的稳定系数

Q235-A 钢轴心受压构件的稳定系数φ 表1 表2 扣件式钢管脚手架的gk 1 中立杆： ()[]259.0377.0413.0101 +++lb h la h

边立杆： ()[]372.0188.0413.0101 +++lb h la h 角立杆： [()]485.0188.0413.0101 +++lb la h h 注：钢管Φ48?3.5---3.84kg/m (37.67N/m) 直角扣件---1.32 kg/个(12.95N/个) 对接扣件---1.84 kg/个(18.04N/个) 安全网、塑料编织布—0.002KN/m 2 钢管横杆、剪刀撑—0.04KN/m 席子—0.008 KN/m 2 竹笆—0.05 KN/m 2 h---步距 lb---立杆横距 la---立杆纵距 立杆与纵向水平杆平均长度0.5m 。 扣件式钢管脚手架作业层面材料自重gk 2 表3 注:扣件式钢脚手板 0.25KN/m 冲压钢脚手板 0.3 KN/m 2 木、竹串片脚手板 0.35 KN/m 2 扣件式钢管脚手架整体拉结和防护材料自重gk 3 表4

表5 Q235钢钢材的强度设计值与弹性模量 表6 钢管截面特性 作业层施工荷载计算基数---qk 表7 表8 扣件式钢管脚手架立杆计算长度系数μ 表9 换算长细比μ

表10 r’m的取值或计算式 注：S GK= 1.5G K即一个计算单元长度(1.5la)内的恒载作用效应标准值S QK= 1.5Q K即一个计算单元长度(1.5la)内的活荷载作用效应标准值 一步一纵距的钢管、扣件重N GK1（KN） 表11 GK2 表12

附录1 轴心受压构件的稳定系数

附录1 轴心受压构件的稳定系数 普通钢构件轴心受压构件的截面类别（按GB50017-2003） 附表1-1 截 面 形 式 及 主 轴 截面类别 板厚t ＜40mm 轧制工字钢，翼缘宽b 与截面高h 之比h b /≤0.8，对垂直于腹板的轴（x 轴） a 类 轧制钢管，对任意轴 不属于a 类和b 类的截面，以及格构式构件的分肢计算垂直于腹板轴的稳定 b 类 翼缘为轧制或剪切边焊接工字形截面，对通过或平行于腹板的轴（ y 轴） c 类 焊接T 形截面，翼缘为轧制或剪切边，对通过或平行于腹板的轴（y 轴） 焊接十字形截面，板件边缘为轧制或剪切，对x 轴、y 轴 焊接矩形管截面，板件宽厚比≤20，对x 轴、y 轴 板厚t ≥40mm 不属于c 类和d 类的截面 b 类 轧制工字钢或H 形截面，t ＜80mm ，对通过或平行于腹板的轴（y 轴） c 类 轧制工字钢或H 形截面，t ≥80mm ，对垂直于腹板的轴（x 轴） 轧制工字钢或H 形截面，t ≥80mm ，对通过或平行于腹板的轴（y 轴） d 类 翼缘为轧制或剪切边焊接工字形截面，对垂直于腹板的轴（x 轴） c 类 翼缘为轧制或剪切边焊接工字形截面，对通过或平行于腹板的轴（y 轴） d 类 焊接箱形截面，板件宽厚比≤20，对x 轴、y 轴 c 类 a 类截面轴心受压构件的稳定系数?（按GB50017-2003） 附表1-2 235 y f λ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 230 240 250 1.000 0.995 0.981 0.963 0.941 0.916 0.883 0.839 0.783 0.714 0.638 0.563 0.494 0.434 0.383 0.339 0.302 0.270 0.243 0.220 0.199 0.182 0.166 0.153 0.141 0.130 1.000 0.994 0.979 0.961 0.939 0.913 0.879 0.834 0.776 0.706 0.630 0.555 0.488 0.429 0.378 0.335 0.298 0.267 0.241 0.218 0.198 0.180 0.165 0.152 0.140 1.000 0.993 0.977 0.959 0.937 0.910 0.875 0.829 0.770 0.699 0.622 0.448 0.481 0.423 0.373 0.331 0.295 0.264 0.238 0.215 0.196 0.179 0.164 0.150 0.139 1.000 0.992 0.976 0.957 0.934 0.907 0.871 0.824 0.763 0.691 0.615 0.541 0.475 0.418 0.369 0.327 0.292 0.262 0.236 0.213 0.194 0.177 0.162 0.149 0.138 0.999 0.991 0.974 0.955 0.932 0.904 0.867 0.818 0.757 0.684 0.607 0.534 0.469 0.412 0.3640.323 0.289 0.259 0.233 0.211 0.192 0.175 0.161 0.148 0.136 0.999 0.989 0.972 0.952 0.929 0.900 0.863 0.813 0.750 0.676 0.600 0.527 0.463 0.407 0.360 0.320 0.285 0.256 0.231 0.209 0.190 0.174 0.159 0.147 0.135 0.998 0.988 0.970 0.950 0.927 0.897 0.858 0.807 0.743 0.668 0.592 0.520 0.457 0.402 0.356 0.316 0.282 0.253 0.229 0.207 0.189 0.172 0.158 0.146 0.134 0.998 0.986 0.968 0.948 0.924 0.894 0.854 0.801 0.736 0.661 0.585 0.514 0.451 0.397 0.351 0.312 0.279 0.251 0.226 0.205 0.187 0.171 0.157 0.144 0.133 0.997 0.985 0.966 0.946 0.921 0.890 0.849 0.795 0.728 0.653 0.577 0.507 0.445 0.392 0.347 0.309 0.276 0.248 0.224 0.203 0.185 0.169 0.155 0.143 0.132 0.996 0.983 0.964 0.944 0.919 0.886 0.844 0.789 0.721 0.645 0.570 0.500 0.440 0.387 0.343 0.305 0.273 0.246 0.222 0.201 0.183 0.168 0.154 0.142 0.131

(整理)自考《钢结构》分章节历年真题4

4、轴心受力构件 4、1轴心受力构件的特点和截面形式 090712．对于轴心受压构件或偏心受压构件，如何保证其满足正常使用极限状态?（） A．要求构件的跨中挠度不得低于设计规范规定的容许挠度 B．要求构件的跨中挠度不得超过设计规范规定的容许挠度 C．要求构件的长细比不得低于设计规范规定的容许长细比 D．要求构件的长细比不得超过设计规范规定的容许长细比 110725.轴心受压构件的正常使用极限状态通过限制_______保证。 4、2轴心受拉构件 4、3实腹式轴心受压构件 100410.某截面无削弱的热轧型钢实腹式轴心受压柱，设计时应计算( ) A.整体稳定、局部稳定 B.强度、整体稳定、长细比 C.整体稳定、长细比 D.强度、局部稳定、长细比

100713.在轴心受力构件计算中，验算长细比是为了保证构件满足下列哪项要求?( ) A.强度 B.整体稳定 C.拉、压变形 D.刚度100725.轴心受压构件的整体失稳形式可分为弯曲屈曲、扭转屈曲和_______三种。 110410.某轴压柱绕两主轴属于不同截面分类，等稳定条件为（） A.λx=λy B.?x=?y C.Ix=Iy D.ix=iy 130409. 100413.初始弯曲和荷载的初始偏心对轴心受压构件整体稳定承载力的影响为( ) A.初弯曲和初偏心均会降低稳定承载力 B.初弯曲和初偏心均不会影响稳定承载力 C.初弯曲将会降低稳定承载力，而初偏心将不会影响稳定承载力 D.初弯曲将不会影响稳定承载力，而初偏心将会降低稳定承载力 090725．对于轴心受压构件而言，杆件的初弯曲越大，稳定承载力越______。

钢结构试题及答案复习课程

钢结构试题及答案

1．体现钢材塑性性能的指标是（ ） A ．屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2．在结构设计中，失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( )。 A ．p f 越大，β越大，结构可靠性越差 B ．p f 越大，β越小，结构可靠性越差 C ．p f 越大，β越小，结构越可靠 D ．p f 越大，β越大，结构越可靠 3．对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( )来保证的。 A ．稳定承载力 B ．挠跨比 C ．静力强度 D ．动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关（ ） A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑（ ） A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 B 考虑强度降低的影响 C 考虑单肢失稳对构件承载力的影响 D 考虑剪切变形的影响 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接（ ） A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7．为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（ ）。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8．梁的纵向加劲肋应布置在（ ）。 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9．同类钢种的钢板，厚度越大（ ） A. 强度越低 B. 塑性越好 C. 韧性越好 D. 内部构造缺陷越少 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外，还需（ ）指 标。 A. 低温屈服强度 B. 低温抗拉强度 C. 低温冲击韧性 D . 疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件（ ）无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12．焊接残余应力不影响构件的（ ） A ．整体稳定 B ．静力强度 C ．刚度 D ．局部稳定 13．摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时，承载力（ ） A ．与摩擦面的处理方法有关 B ．与摩擦面的数量有关 C ．与螺栓直径有关 D ．与螺栓的性能等级无关 14．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤，则1t 、2t 分别为 （ ）的厚度。 A ．1t 为厚焊件，2t 为薄焊件 B ．1t 为薄焊件，2t 为厚焊件 C ．1t 、2t 皆为厚焊件 D ．1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时，只发生弯曲变形，杆件的截面只绕一个主轴旋转， 杆的纵轴由直线变为曲线，这时发生的是（ ）。

钢结构受压构件知识总结

轴心受力构件的强度、刚度、稳定性及设计方法讨论

一、前言 对于土木工程设计来说，钢结构有着非常重要的作用，近十余年来，我国国内的钢结构的产量，品种，规格都大幅度提高。在传统工业厂房，高层，超高层以及大跨度结构中有着不可替代的优势，它有着强度高，塑性、韧性好，质量轻，施工快，密闭性好等优点。 铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝，高达4.75%，排第四。其现实意义是非凡的，现今随着对钢结构的相关理论和学科的完善，铁已然成为应用最广，用量最大的金属元素。 在不久的将来，对于我们目前正在就读的土木工程的学生来说，掌握钢结构的基本知识，在将来的就业工作中起着非常重要的作用。目前由于人们对建筑的不断追求，结构的复杂程度不断升高，同时对建筑结构设计的人员要求也越来越高，这就要求我们不断丰富对钢结构的认识和研究，以适应社会进步的要求。 二、简述 为丰富我们的理论学习广度和加强学习深度，我们对目前钢结构设计的认识和研究进行了部分系统的归纳，此文将着重对钢结构中的轴心受力构件的强度、刚度、稳定性及其设计方法进行讨论。 钢结构的内在特性是由原材料和其经受的一系列加工决定的。建筑工程中使用的都是塑性较好的材料，在拉力作用下会有明显的屈服阶段，然后进入强化阶段。传统的设计以屈服极限作为钢材的强度极限，但实际上钢材的塑性性能在一定程度上市可以利用的，如简支梁可以允许塑性在弯矩最大的截面发展等。同时钢结构具有较好的韧性，但受温受力状态等影响比较大。 我们要讨论的是轴心受力构件，按截面形式分为实腹式和格构式，两种截面形式各有不同。但对其设计验算方式方式一样。主要涉及到强度计算，刚度计算，稳定性计算，稳定性可分为整体稳定性和局部稳定性计算。同时我们还会讨论轴心受压柱的设计问题。 关键词：钢结构轴心受压构件特性强度刚度稳定设计 三、详细阐述 以下我们将轴心受压构件的计算方法进行系统阐述 （一）钢结构强度问题 轴心受力构件的强度承载力是以截面的平均应力达到钢材的屈服应力极限

格构柱计算资料

格构式轴心受压构件 6.7.1 格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定 格构式受压构件也称为格构式柱(latticed columns)，其分肢通常采用槽钢和工字钢，构件截面具有对称轴（图6.1.1）。当构件轴心受压丧失整体稳定时，不大可能发生扭转屈曲和弯扭屈曲，往往发 生绕截面主轴的弯曲屈曲。因此计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，只需计算绕截面实轴和虚轴抵抗弯曲屈曲的能力。 格构式轴心受压构件绕实轴的弯曲屈曲情况与实腹式轴心受压构件没有区别，因此其整体稳定计算也相同，可以采用式(6.4.2)按b类截面进行计算。 6.7.2 格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定 1.双肢格构式轴心受压构件 实腹式轴心受压构件在弯曲屈曲时，剪切变形影响很小，对构件临界力的降低不到1%，可以忽略不计。格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时，由于两个分肢不是实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件的腹板弱，构件在微弯平衡状态下，除弯曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。根据弹性稳定理论分析，当缀件采用缀条时，两端铰接等截面格构式构件绕虚轴弯曲屈曲的临界应力为：

构式轴心受压构件(图6.1.2d) 缀条的三肢组合构件(图6.1.2d) 6.7.3 格构式轴心受压构件分肢的稳定和强度计算 格构式轴心受压构件的分肢既是组成整体截面的一部分，在缀件节点之间又是一个单独的实腹式受压构件。所以，对格构式构件除需作为整体计算其强度、刚度和稳定外，还应计算各分肢的强度、刚度和稳定，且应保证各分肢失稳不先于格构式构件整体失稳。 一、分肢稳定和强度的计算方法 分肢内力的确定