受弯构件的强度整体稳定和局部稳定计算.

钢结构受弯构件的计算1.受弯构件的力学模型受弯构件通常由横截面为直角梁的矩形或者工字形钢材组成。

其在受力时，会形成弯曲形状，上部为受压区，下部为受拉区。

为了进行计算，需要将受弯构件简化为力学模型，通常采用简支梁或者悬臂梁。

2.受弯构件的受力分析受弯构件在受力时，上部会形成压应力，下部会形成拉应力。

首先需要根据施加载荷的形式和大小，进行受力分析。

常见的施加载荷有集中力、均布力、温度应变和装配应变等。

3.弯矩计算弯矩是受弯构件设计中的重要参数，用于反映材料的抗弯性能。

弯矩的计算可以通过力学平衡方程和构件截面的几何特性来进行。

对于简单的受弯构件，可以根据荷载和材料性能直接计算得到弯矩值。

对于复杂的受弯构件，需要使用力学原理和数值计算方法。

4.应力计算受弯构件在承受弯矩时，会产生应力，应力的计算是结构设计中的关键环节。

主要有弯曲应力、剪应力和轴向应力。

弯曲应力是受弯构件中最主要的应力，可以通过受弯构件的弯曲截面惯性矩和截面模量来计算。

5.抗弯设计在进行抗弯设计时，需要根据弯矩和应力的计算结果，选择合适的钢材型号和截面尺寸。

一般来说，抗弯设计要满足两个条件：第一是满足弯矩设计要求，即受弯构件在设计工况下的弯矩不超过其抗弯强度；第二是满足截面抗弯设计要求，即受弯构件的截面要满足平衡力矩和压应力的要求。

6.构件验算和优化设计抗弯设计完成后，需要进行构件验算，即检查所设计的构件是否满足强度和稳定性要求。

如果验算结果不符合要求，则需要进行优化设计，重新选择钢材型号和截面尺寸，或者改变结构形式。

综上所述，钢结构受弯构件的计算涉及受力分析、弯矩计算、应力计算、抗弯设计和构件验算等多个方面。

通过合理的计算和设计，可以确保钢结构受弯构件的安全可靠性。

拉弯和压弯构件的强度与稳定计算1．拉弯和压弯构件的强度计算考虑部分截面发展塑性，《规范》规定的拉弯和压弯构件的强度计算式f W M A N nxx x n ≤+γ （6-1）承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，《规范》采用了与式（6-1）相衔接的线性公式f W M W M A Nnyy y nx x x n ≤++γγ （6-2）式中：n A ——净截面面积；nx W 、ny W ——对x 轴和y 轴的净截面模量；x γ、y γ——截面塑性发展系数。

当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比t b /＞y f /23513，但不超过yf /23515时，应取x γ＝1.0。

对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取x γ＝y γ＝1.0，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算。

2．实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算目前确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类，一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。

按边缘屈服准则推导的相关公式y Ex x x xx f N N W M AN =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+ϕϕ11（6-4）式中：x ϕ——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。

边缘纤维屈服准则认为当构件截面最大受压纤维刚刚屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，更适用于格构式构件。

实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。

因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载力。

弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件，《规范》采用数值计算方法，考虑构件存在l/1000的初弯曲和实测的残余应力分布，算出了近200条压弯构件极限承载力曲线。

然后《规范》借用了弹性压弯构件边缘纤维屈服时计算公式的形式，经过数值运算，得出比较符合实际又能满足工程精度要求的实用相关公式y Ex px xx f N N W M AN=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+8.01ϕ（6-5）式中：px W ——截面塑性模量。

二级结构师资格考试大纲总荷载、材料、施工及结构设计标准总1 掌握建筑结构及塔架、烟囱等特种结构的荷载分类和组合。

总2 了解钢、木、混凝土及砌体等结构所用材料的基本性能和主要材料的质量要求，掌握材料的选用和设计指标取值。

总3 了解建筑结构及有关特种结构的基本施工知识。

总4 了解建筑防火、防腐蚀的基本要求。

总5 了解建筑结构极限状态设计的基本原理。

总6 掌握常用结构的静力计算方法。

一、钢筋混凝土结构1·1 掌握钢筋混凝土结构的基本设计概念和计算原则；了解预应力混凝土结构的基本概念。

1·2 掌握基本受力构件的正截面、斜截面、扭曲截面、局部受压及受冲切承载力的计算方法；了解构件裂缝、变形和疲劳强度的验算。

1·3 掌握各种常用结构体系的适用范围、布置和设计原则、1·4 掌握基本构件截面尺寸的选定原则及构造规定。

1·5 掌握现浇和装配构件的连接构造及节点配筋形式。

1·6 掌握一般钢筋混凝土结构构件的抗震设计原则和构造要求。

1·7 掌握对预制构件的制作、检验、运输和安装等方面的要求。

二、砌体结构与木结构2·1 掌握无筋砌体构件的承载力计算。

2·2 掌握墙梁及挑梁的设计和计算方法。

2·3 掌握配筋砖砌体的设计和计算方法。

2·4 掌握砌体结构的抗震设计和近似计算方法。

2·5 掌握砌体结构的抗震构造措施。

2·6 了解国内常用木结构的构件、连接计算和构造要求。

2·8 了解木结构设计对施工的质量要求。

三、地基与基础3·1 对工程勘查能正确地提出设计要求；对工程勘查成果能进行合理应用。

3·2 熟悉地基土（岩）的物理性质和工程分类。

3·3 熟悉地基、基础的设计原则和要求。

3·4 掌握地基承载力的确定方法、地基的变形特征和计算。

3·5 掌握软弱地基的加固处理技术、设计概念及计算方法。

浅谈受弯钢构件腹板的局部稳定性计算摘要：钢构件是当前工程建设的重要形态，受屈曲应力作用，钢结构腹板的受力状况会发生较大变化，影响腹板整体的稳定性。

本文对受弯钢构件腹板卷边、截面、腹板、翼缘等部位的变化状况进行计算，并就弹性局部屈曲应力计算过程进行检验。

期望有利于腹板局部稳定性的提升，实现钢构件应用质量提升。

关键词：钢构件；受弯屈曲；腹板；稳定性随着建筑工程的不断发展，钢构件在工程建设中的应用愈发普遍，与传统材料相比，钢构件具有较强的刚度和支撑性能。

然在超荷载作用下，钢结构会发生受弯屈曲变形，并影响整体的稳定性。

工程实践中，这一特征在腹板中的表现较为明显，文章就受弯钢构件腹板局部稳定性展开分析。

一、钢结构稳定性概述钢结构具有具有较强的抗压和抗拉性能、稳定性，故而在工程建设中的应用较为普遍。

通常情况下，钢结构的稳定性和其材料规格、厚度、长宽比具有较大影响。

就型钢而言，其翼缘部位容易出现屈曲失稳状况，而普通钢材腹板位置的失稳现象较为严重；这对于建筑工程的稳定性和安全性造成较大影响。

通常情况下，钢构件腹板的稳定性和卷边宽厚比、截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比具有较大关系，在其影响下，构件的局部会发生弹性屈曲应力变形。

因此要确保构件局部变形的规范化，就必须对各种因素的变化情况进行分析。

目前，弹性局部屈曲应力计算是钢构件稳定性衡量的重要方式。

在计算过程中，工程建设人员应根据工程建设情况，进行钢构件的的局部受力模型构建，然后以此为基础，建立弹性局部屈曲引力简化计算式，并实现卷边宽厚比、截面宽高比、腹板高厚比、翼缘宽厚比等要素的计算。

实践中，常用的板式屈曲应力计算式为：式中，b和t分别表示翼缘的宽度和厚度；而E代表了钢材料的弹性模量；另外，v和k分别置材料泊松比和屈曲系数。

二、受弯钢构件腹板的局部稳定性计算分析1、卷边宽厚比卷边宽厚比是影响钢构件腹板局部稳定性的重要因素。

通常情况下，卷边的宽厚比不同，其对于材料局部屈曲系数的影响也就不同。

钢结构设计原理知到章节测试答案智慧树2023年最新西安理工大学第一章测试1.钢结构更适合于建造大跨结构，这是由于（）参考答案:钢结构自重轻而承载力高2.钢结构正常使用极限状态是指（）参考答案:结构变形已不能满足使用要求3.结构承载力设计表达式中，是结构重要性系数，对于安全等级为一级的建筑结构，其取值为( )参考答案:1.14.在对结构或构件进行正常使用极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。

参考答案:对5.承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态。

参考答案:对第二章测试1.动力荷载作用时，防止钢材发生脆性破坏的性能指标为（）参考答案:180°冷弯2.引起钢材疲劳破坏的荷载为（）参考答案:冲击荷载3.在低温工作的钢结构除了控制力学性能指标外，一定还要控制（）参考答案:低温冲击韧性4.钢材的冷弯试验结果出现( )现象是冶金质量问题参考答案:分层起皮5.在钢材的有益元素中，是脱氧剂的元素是（）参考答案:锰和硅6.同类钢种的钢板，板件厚度越薄，钢材的( )参考答案:强度越高7.构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是( )参考答案:脆性破坏8.钢材中硫含量超过限制时，钢材可能会出现( )参考答案:热脆9.与钢构件发生脆性破坏无直接关系的是( )参考答案:钢材屈服点10.钢材的韧性性能是通过( )试验测定的参考答案:冲击试验第三章测试1.普通螺栓受剪连接中，当螺栓杆直径相对较粗，而被连接板件的厚度相对较小，则连接破坏可能是（）参考答案:被连接板件挤压破坏2.每个高强度螺栓在构件间产生的最大摩擦力与下列哪一项无关（）。

参考答案:构件厚度3.弯矩作用下的摩擦型抗拉高强度螺栓计算时，“中和轴”位置为（）参考答案:螺栓群重心轴上4.高强度螺栓不正确的紧固方法是（）参考答案:用普通扳手紧固5.角钢和钢板间用侧焊缝搭接连接，当角钢肢背与肢尖焊缝的焊脚尺寸和焊缝的长度都等同时,（）参考答案:角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝6.普通螺栓抗剪工作时，连接构件的端距和栓距不应过小，是防止( )参考答案:构件端部冲剪破坏7.侧面角焊缝沿着焊缝长度方向的应力分布为（）参考答案:两边大，中间小8.直角角焊缝的有效厚度的取值为（）参考答案:0.7hf9.某侧面直角角焊缝hf=6mm，由计算得到该焊缝所需计算长度60mm，考虑起落弧缺陷，设计时该焊缝实际长度取为（）参考答案:72mm10.摩擦型高强度螺栓抗拉承载力设计值应取其设计预拉力的( )参考答案:0.8倍第四章测试1.钢结构梁计算公式，中（）参考答案:表示截面部分进入塑性2.单向受弯梁失去整体稳定时是（）形式的失稳。

钢结构设计原理一一、填空题（每空1分，共24分）1.钢材的破坏可区分为塑性破坏和脆性破坏两种方式。

2.钢承重结构的设计应考虑两种极限状态，即承载能力极限状态和正常使用极限状态。

3.我国的《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中规定在设计文件（图纸）中对焊接结构应注明所要求的焊缝形式和焊缝质量等级。

4.钢结构连接用的螺栓连接有普通螺栓连接和高强度螺栓连接两种。

5.在板梁中承受较大的固定集中荷载N处，常需要设置支承加劲肋，支撑加劲肋设计计算时主要包含三个方面的内容：.计算支承加劲肋在板梁腹板平面外的稳定性、计算支承加劲肋端部承压应力和计算支承加劲肋与腹板的角焊缝。

6. 按承载能力极限状态计算轴心受力构件时，需要对轴心受压构件计算截面强度、整体稳定性和组成构件局部稳定性三项，对轴心受拉构件计算强度一项。

，其物理意义是将其他压7. 压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算引入了等效弯矩系数m弯构件等效于承受纯弯曲的压弯构件。

8.我国的《钢结构设计规范》（GB50017-2003）中规定对实腹式压弯构件的平面内稳定计算采用实用的相关公式，对格构式压弯构件绕虚轴弯曲时的稳定验算采用边缘纤维屈服准则。

9.轴心受压柱脚，按其与基础的连接方式不同，可分为铰接和刚性连接两种，前者主要承受轴心压力，后者主要用于承受压力和弯矩。

10.屋架支撑系统包含四类，即横向支撑、纵向支撑、垂直支撑和系杆。

二、选择题（每题2分，共26分）1.对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力，我国《钢结构设计规范》（GB50017-2003）取用的准则是：净载面中B 。

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)最大应力达到钢材极限强度；D) 平均应力达到钢材极限强度。

2.焊接工字型板梁焊于腹板上的加劲肋的作用是 C 。

A）增强梁的强度；B）提高梁的刚度；C ） 提高腹板的局部稳定性；D ） 提高腹板抗疲劳的强度。

3.钢屋架杆件内力计算假定钢屋架节点是 A 。

钢结构综合练习题一、单选题1．钢材(de)三项主要力学性能指标为(A ).A. 抗拉强度、屈服点、伸长率B. 抗拉强度、屈服点、冷弯性能C. 抗拉强度、冷弯性能、伸长串 D．冷弯性能、屈服点、伸长率2．钢材(de)伸长率与(D)标准拉伸试件标距间长度(de)伸长值有关.A. 达到屈服应力时 B．达到极限应力时C. 试件塑性变形后 D．试件断裂后3．钢材(de)伸长率用来反映材料(de)(C ).A. 承载能力 B．弹性变形能力C. 塑性变形能力D.抗冲击荷载能力4．钢材(de)塑性指标,主要用(D )表示.A．流幅 B．冲击韧性C. 可焊性 D．伸长率5．在构件发生断裂破坏前,具有明显先兆(de)情况是(B )(de)典型特征.A. 脆性破坏 B．塑性破坏C. 强度破坏 D．失稳破坏6. 对钢材(de)分组是根据钢材(de)(D )确定(de).A．钢种 B．钢号C. 横截面积(de)大小 D．厚度与直径7．部分焊透(de)对接焊缝(de)计算应按(B )计算.A. 对接焊缝 B．角焊缝C. 断续焊缝D. 斜焊缝8．一个承受剪力作用(de)普通螺栓在抗剪连接中(de)承载力是(D ).A. 栓杆(de)抗剪承载力B. 被连接构件(板)(de)承压承载力C. A、B中(de)较大值 D． A、B中(de)较小值9．承压型高强度螺栓可用于(D ).A. 直接承受动力荷载B,承受反复荷载作用(de)结构(de)连接C. 冷弯薄壁钢结构(de)连接D．承受静力荷载或间接承受动力荷载结构(de)连接10．为提高轴心受压构件(de)整体稳定,在构件截面面积不变(de)情况下,构件截面(de)形式应使其面积分布(B).A．尽可能集中于截面(de)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(de)剪切中心11．轴心受压构件柱脚底板(de)面积主要取决于( C ).A. 底板(de)抗弯刚度 B．柱子(de)截面积C．基础材料(de)强度等级 D．底板(de)厚度12．当无集中荷载作用时,焊接工字形截面粱翼缘与腹板(de)焊缝主要承受(C ).A. 竖向剪力 B．竖向剪力及水平剪力联合作用C. 水平剪力 D ．压力13.在焊接组合粱(de)设计中,腹板厚度应(C ).A. 越薄越好B. 越厚越好C. 厚薄相当 D ．厚薄无所谓14.排列螺栓时,若螺栓孔直径为0d ,螺栓(de)最小端距应为（ B ）.A 0dB 20dC 30dD 80d15．计算格构式压弯构件(de)缀件时,剪力应取(C ).A. 构件实际剪力设计值B. 由公式V=23585yf Af 计算(de)剪力C. 构件实际剪力设计值或由公式V=23585yf Af计算(de)剪力两者中较大值D ．由y ＝dM ／dx 计算值16．塑性好(de)钢材,则(D ).A ．韧性也可能好B ．韧性一定好 C. 含碳量一定高 D ． —定具有屈服平台17．型钢中(de)H 型钢和工字钢相比,(B ).A ．两者所用(de)钢材不同B ．前者(de)翼缘相对较宽C. 前者(de)强度相对较高 D ．两备(de)翼缘都有较大(de)斜度18．在构件发生断裂破坏前,具有明显先兆(de)情况是(B)(de)典型特征、A ．脆性破坏B ．塑性破坏C ．强度破坏D ．失稳破坏19．在弹性阶段,侧面角焊缝应力沿长度方向(de)分布为(C).A．均分分布 B．一端大、一端小C. 两端大、中间小 D．两端小、中间大20．下列轴心受拉构件,可不验算正常使用极限状态(de)为(D).A．屋架下弦 B．托架受拉腹杆C．受拉支撑杆 D.预应力拉杆21．为了(C),确定轴心受压实腹式构件(de)截面形式时,应使两个主轴方向(de)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22．轴心受压构件发生弹性失稳时,截面上(de)平均应力(C ).A．低于钢材抗拉强度fu B．达到钢材屈服强度fyC．低于钢材比例极限fp D．低于钢材屈服强度fy23．梁(de)支承加劲肋应设置在(B ).A．弯曲应力大(de)区段B．上翼缘或下翼缘有固定集中力作用处C．剪应力较大(de)区段D．有吊车轮压(de)部位24．钢材(de)设计强度是根据(D )确定(de).A. 比例极限 B．弹性极限C. 屈服点D. 抗拉强度25．单轴对称截面(de)压弯构件,一般宜使弯矩( A ).A. 绕非对称轴作用 B．绕对称轴作用C. 绕任意轴作用 D．视情况绕对称轴或非对称轴作用26．弯矩作用在实轴平面内(de)双肢格构式压弯柱应进行( D )和缀材(de)计算.A．强度,刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外(de)稳定性,单肢稳定性B. 弯矩作用平面内(de)稳定性．单肢稳定性C．弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外(de)稳定性D. 强度,刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性27.钢结构设计规范规定,当结构(de)表面长期受辐射热达（ B ）℃以上或在短时间内可能受到火焰作用时,宜采取有效(de)防护措施(如加隔热层或水套等)28.在碳素结构钢中,（ A ）不宜用于焊接结构.·F ·F·F ·F29.有四种不同厚度(de)Q345钢,其中（ A ）厚(de)钢板强度设计值最高.mm mm mm mm30.格构式轴心受压构件(de)等边单角钢斜缀条可按轴心受压构件设计,但强度设计值要乘以折减系数以考虑（ B ）A.剪力(de)影响B.单面连接偏心(de)影响C.构件(de)焊接缺陷形(de)影响D.节点构件不对中(de)影响31.下图为承受固定集中力设计值F(包括梁自重)(de)等截面组合梁, 截面1 - 1处需验算折算应为,其验算部位为（ C ）32.焊接之字形梁(de)腹板局部稳定常采用配置加劲肋(de)方法来解决,若 h0/tw>160y f /235时, （ D ） .A.可能发生剪切失稳,应配置横向加劲肋B.可能发生弯曲失稳,应配置纵向加劲肋和横向加劲肋C.可能发生弯曲失稳,应配置横向加劲肋D.可能剪切失稳和弯曲失稳,应配置横向加劲肋和纵向加劲肋33.梁(de)支承加劲肋应设置在（ B ）A.弯曲应力大(de)区段B.上翼缘或下翼缘有固定集中力作用处C.剪应力较大(de)区段D.有吊车轮压(de)部位34.按钢结构设计规范规定,实腹式轴心受压构件整体稳定性(de)公式N/ A ≤f(de)物理意义是 （ D ） .A.构件截面上(de)平均应力不超过钢材抗压强度设计值B.构件截面上最大应力不超过钢材强度设计值c.构件截面上(de)平均应力不超过欧拉临界应力设计值D.构件轴心压力设计值不超过结件稳定极限承载力设计值35.在下图中(de)连接中,角钢肢尖上(de)角焊缝(de)焊脚尺寸hf应满足( B ) .A． = 10≤hf≤ = x 10B． = 12≤hf≤ = 10-(1~2)C． = 10≤hf≤ = x 12A． = 12≤hf≤ = 10-(1~2)36.两端铰接(de)轴心受压构件,截面如下图所示,在不改变钢种、构件截面类别和翼缘、腹板截面面积(de)情况下（ D ）采用可提高其承载力.A.调整构件在弱轴方向(de)计算长度,或加大腹板高度减少厚度B.改变构件端连接构造,或增设侧向支承点来减小弱轴方向(de)计算长度,或减小翼像宽度加大厚度C.调整构件弱轴方向(de)计算长度,或减小翼缘宽度加大厚度D.增大构件端部连接约束,或增加侧向支承点来减小在弱方向上(de)计算长度,或减少翼像厚度加大宽度37.单轴对称实腹式压弯构件,弯矩作用在对称平面并使较宽翼缘受压,其弯矩作用平面内(de)整体稳定采用f N N W M A N Ex x x x mx x ≤-+)/8.01(1γβϕ和f N N W M A N Ex x x tx ≤--)/25.11(2β计算,其中(de) x,W1x,W2x(de)取值为（ D ） .A ． x 相同；W1x 和W2x 为绕对称轴(de)较大和较小翼缘最外纤维毛截面模量B ． x 不同；W1x 和W2x 为绕非对称轴(de)较大、较小翼缘最外纤维净截面模量C ． x 不同；W1x 和W2x 为绕非对称轴(de)较大、较小翼缘最外纤维净截面模量D ． x 不同；W1x 和W2x 为绕非对称轴(de)较大、较小翼缘最外纤维净截面模量38.高强度螺栓摩擦型连接与高强度螺栓承压型连接主要区别是（ D ）A.预拉力不同B.连接处构件接触面(de)处理方法不同C.采用(de)材料等级不同D.设计计算方法不同39.钢材(de)设计强度是根据（ C ）确定(de).(A)比例极限 (B)弹性极限 (C)屈服点 (D)极限强度40.钢结构梁计算公式nxx x W M γσ=中 x （ C ）.(A)与材料强度有关(B)是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比(C)表示截面部分进入塑性(D)与梁所受荷载有关二、填空题1．钢材五项机械性能指标是抗拉强度、屈服点、伸长率、180度冷弯、冲击韧性 .2．钢材中氧(de)含量过多,将使钢材出现热脆现象.3．支承加劲肋应验算(de)内容是腹板平面外(de)稳定性、端面承压强度、支承加劲肋与腹板(de)连接焊缝 .4．双轴对称(de)工字型截面轴压构件失稳时(de)屈曲形式是弯曲屈曲. 5．采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用 E50 焊条.6．焊接残余应力不影响构件(de) 静力强度 .和 40mm .7．角焊缝(de)最小计算长度不得小于 8hf8．冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下塑性应变能力和质量 (de)综合指标.9．时效硬化会改变钢材(de)性能,将使钢材(de) 强度提高, 塑性、韧性降低.10、轴心受压构件整体屈曲失稳(de)形式有弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳 .11、钢材(de)两种破坏形式为塑性破坏和脆性破坏.12、横向加劲肋按其作用可分为间隔加劲肋、支承加劲肋两种.13、轴心受拉构件(de)承载力极限状态是以净截面平均应力小于钢材屈服点为极限状态(de).三、判断题(正确(de)画√,错误(de)画x)1. 钢材中硫含量过多会引起钢材(de)冷脆；磷含量过多会引起钢材(de)热脆.(x )2．承载能力极限状态为结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载(de)变形时(de)极限状态.(√ )3．轴心受压构件,应进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度(de)验算.(√ ) 4．轴心受拉构件计算(de)内容有强度、刚度和稳定性.(x )5.计算双肢格构式轴心受压构件绕虚轴x轴弯曲(de)整体稳定时,其轴心受压整体稳定系数φ应根据换算长细比查表确定.(√ )6．碳(de)含量对钢材性能(de)影响很大,—般情况下随着含碳量(de)增高,钢材(de)塑性和韧性逐渐增高.(x)7,承受动力荷载重复作用(de)钢结构构件及其连接,当应力变化(de)循环次数.n≥5X104次时,应进行疲劳验算.(√)＝,其中t为较厚焊件厚度.(x )8．角焊缝中(de)最大焊脚尺寸hfmax9．采用普通螺栓连接时,栓杆发生剪断破坏,是因为螺栓直径过细.(√ ) 10．双轴对称截面(de)理想轴心受压构件,可能发生弯曲屈曲和扭转屈曲.(√ )11.钢结构设计除疲劳计算外,采用以概率理论为基础(de)极限状态设计方法,用分项系数设计表达式进行计算(√ ).12.合理(de)结构设计应使可靠和经济获得最优平衡,使失效概率小到人们所能接受程度( √).13.冷加工硬化,使钢材强度提高,塑性和韧性下降,所以普通钢结构中常用冷加工硬化来提高钢材强度( x ).14.在焊接结构中,对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明,1级可以不在结构设计图纸中注明( x ).与压15.轴心受力构件(de)柱子曲线是指轴心受压杆失稳时(de)临界应力cr杆长细比之间(de)关系曲线.（√）16.格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界为比长细比相同(de)实腹式轴心受压构件低.原因是剪切变形大,剪力造成(de)附加绕曲影响不能忽略 ( √).17.在主平面内受弯(de)实腹构件,其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失,出现塑性铰时来建立(de)计算公式( x ).18.具有中等和较大侧向无支承长度(de)钢结构组合梁,截面选用是由抗弯强度控制设计,而不是整体稳定控制设计( x ).19.在焊接连接中,角焊缝(de)焊脚尺寸h f愈大,连接(de)承载力就愈高.(x ).20.计算格构式压弯构件(de)缀件时,应取构件(de)剪力和按式V =Af235/y f /85计算(de)剪力两者中(de)较大值进行计算( √ ).四、简答题1．抗剪普通螺栓连接有哪几种可能(de)破坏形式答：螺栓抗剪连接达到极限承载力时,可能(de)破坏形式有四种形式：①栓杆被剪断；②螺栓承压破坏；③板件净截面被拉断；④端板被栓杆冲剪破坏.2．简述钢结构连接方法(de)种类.答；钢结构(de)连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种. 3．格构式构件截面考虑塑性发展吗答：格构式构件截面不考虑塑性发展,按边缘屈服准则计算,因为截面中部空心.4. 普通螺栓连接受力情况可分为哪几类答：螺栓只承受剪力；螺栓只承受拉力；螺栓承受剪力和拉力(de)共同作用. 5.减小焊接应力和焊接变形(de)设计上措施有哪些 答：1）焊接位置安排要合理； 2）焊缝尺寸要适当；3）焊缝(de)数量要少,且不宜过分集中； 4）应尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉； 5）尽量避免在母材厚度方向(de)收缩应力. 6．影响钢材脆性(de)因素答：化学成分(P 、N 导致冷脆,S 、O 引起热脆)、冶金缺陷(偏析、非金属夹杂、裂纹、起层)、温度(热脆、低温冷脆)、冷作硬化、时效硬化、应力集中以及同号三向主应力状态等均会增加钢材(de)脆性.7．防止受弯构件腹板局部失稳(de)途径 答：(1)增加腹板(de)厚度t w 但此法不很经济;(2)设置加劲肋作为腹板(de)支承,将腹板分成尺寸较小(de)区段,以提高其临界应力,此法较为有效.加劲肋布置方式有:①仅加横向加劲肋;②同时设横向加劲肋和纵向加劲肋;③同时设横向加劲肋和受压区(de)纵向加劲肋及短加劲肋.8．请撰写轴心拉杆(de)强度计算公式,及说明各字母所代表含义答：(一)强度计算轴心拉杆(de)强度计算公式为:d f A N≤=σ式中 N ——轴心拉力;A n ——拉杆(de)净截面面积; f ——钢材抗拉强度设计值.9．影响轴心压杆整体稳定(de)因素答：轴压构件(de)稳定极限承载力受到以下多方面因素(de)影响:①构件不同方向(de)长细比;②截面(de)形状和尺寸;③材料(de)力学性能;④残余应力(de)分布和大小;⑤构件 (de)初弯曲和初扭曲;⑤荷载作用点(de)初偏心;⑦支座并非理想状态(de)弹性约束力; ③构件失稳(de)方向等等.因此,目前以具有初始缺陷(de)实际轴心压杆作为力学模型,用开口薄壁轴心压杆(de)弹性微分方程来研究轴压杆(de)稳定问题.10．拉弯和压弯构件(de)整体失稳破坏包括几个方面答：拉弯和压弯构件整体失稳破坏包括几个方面:(1)单向压弯构件弯矩作用平面内(de)失稳,这在弯矩作用平面内只产生弯曲变形,不存在分校现象,属于极值失稳;(2)单向压弯构件弯矩作用平面外失稳,即在弯矩作用平面外发生侧移和扭转,又称弯扭失稳,这种失稳具有分校失稳(de)特点;(3)双向压弯构件(de)失稳,即同时产生双向弯曲变形并伴随有扭转变形(de)失稳. 11．钢结构焊接形式答：按两焊件(de)相对位置,分为平接、搭接和顶接;对接焊缝按受力方向与焊缝长度方向(de)关系,分为直缝和斜缝; 角焊缝按受力方向与焊缝长度方向(de)关系,分为端缝和侧缝; 按焊缝连续性,分为连续焊缝和断续焊缝; 按施工位置,分为俯焊、立焊、横焊、仰焊.12．普通螺栓连接,螺栓(de)排列和构造要求; 2)螺孔中距限答：(1)受力要求: 1)端距限制——防止孔端钢板剪断,≥2d限制上限以防止板间翘曲.制——限制下限以防止孔间板破裂,即保证3d(2)构造要求:防止板翘曲后浸入潮气而腐蚀,限制螺孔中距最大值.(3)施工要求:为便于拧紧螺栓,宜留适当间距(不同(de)工具有不同要求).五、计算题1、验算图示角焊缝连接(de)强度.已知承受静荷载,钢材为Q235-AF,焊条为E43型,2160mm N f w f =,偏离焊缝形心(de)力kN F 500=,mm e 100=,mm h f 10=,图中尺寸单位：mm,无引弧板.五（1）题图解：将外力F 移向焊缝形心,得：2F N =2F V =2Fe M =23/47.66)20400(107.02210500mm N l h N w e Nf=-⨯⨯⨯⨯⨯==∑σ 23/47.66)20400(107.02210500mm N l h Vwe f =-⨯⨯⨯⨯⨯==∑τ223/95.104)20400(107.022*********mm N WM Mf=-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯==σ222222/160/44.15547.66)22.147.6695.104()(mm N f mm N w f f f f =≤=++=+τβσ2、验算图示普通螺栓连接时(de)强度.已知螺栓直径mm d 22=,C 级螺栓,螺栓和构件材料为Q235,外力设计值kN F 150=,2140mm N f b v =,2170mm N f b t =,2305mm N f b c =,203.3cm A e =.五（2）题图解：kN f A N b t e b t 51.51101701003.332=⨯⨯⨯==-kN f d n N bvvb v19.531014042214.314322=⨯⨯⨯⨯==-π kN f t d N b c b c 78.1201030518223=⨯⨯⨯==-∑受力最大(de)１号螺栓所受(de)剪力和拉力分别是：kN n F N v 75.188150===kN y m My N i t 18.40)24016080(224020015022221=++⨯⨯⨯==∑ 186.0)51.5118.40()19.5375.18()()(2222<=+=+btt b v v N N N NkN N kN N b c v 78.12075.18=<= 螺栓连接强度满足要求.3．计算图示连接(de)焊缝长度.已知N=900kN （静力荷载设计值）,手工焊,w 2KN N N 600900311=⨯==αKN N N 3009003122=⨯==α mm f h N l wff w 268160107.02106007.02311=⨯⨯⨯⨯=⨯= mm f h N l w f f w 134160107.02103007.02322=⨯⨯⨯⨯=⨯=mm h l l f w 288102268211=⨯+=+= 取mm l 2901=mm h l l f w 154102134222=⨯+=+= 取mm l 1552=4．试验算图示简支梁(de)整体稳定性.已知作用在梁跨中(de)荷载设计值F=300kN,忽略梁自重产生(de)内力,采用Q235钢52188.10226820622=⨯==h I W x x cm 369.5==A I i y y cm （2）内力计算 9004123004=⨯==Fl M x kNm（3）整稳计算 3.7069.54000===yy y i l λ6.035.3)8.1024.44.13.70(152188.1024.1583.70432020.12354.41432022212>=⨯⨯+⨯⨯⨯=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=y b y x y b b f h t W Ah ηλλβϕ'b ϕ=986.035.3282.007.1282.007.1=-=-bϕ 175105218986.01090036=⨯⨯⨯='x b x W M ϕ N/mm 2＜f =215N/mm 2满足 5.试验算如下图承受静力荷载(de)拉弯构件强质和刚度.已知荷载设计值N = 1600kN,F = 55kN,l = 5 m.构件截面为I45a,截面无削弱,材料为Q235-BF 钢.答案：max = max {,173 .0}= <[ ] = 150,=+nxx x W M An N γ N/mm 2< f =215 N/mm 26. 如下图所示热轧普通工字钢截面压弯构件,截面为I36a,截面无削弱.承受(de)荷载设计值为：轴心压力N =340 kN,构件C 端弯矩M x = 98 kN ·m.构件长度l =,两端铰接,两端及跨度中点各设有侧向支承点.材料Q235 - B ·F 钢.试验算该构件弯矩作用平面外稳定及刚度.答案：刚度 = max{ ox , y } = 111. 5 < [ ] = 150; 弯矩作用平面外稳定,=+xb x tx y W M A N 1ϕβηϕ N/mm 2<f =215 N/mm 2.。

一、受弯构件（一）在主平面内受弯的实腹式构件抗弯强度应符合下列规定1、翼缘板弯曲正应力满足下列要求：双向受弯的实腹式构件：f d ≥γ0(M y W y,eff +M z W z,eff )式中：γ0——结构重要性系数；M y 、M z ——计算截面的弯矩设计值；W y,eff 、W z,eff ——有效截面相对于y 轴和z 轴的截面模量，其中受拉翼缘应考虑剪力滞影响，受压翼缘应同时考虑剪力滞和局部稳定影响。

2、腹板剪应力应满足下列要求。

闭口截面腹板剪应力应按剪力流理论计算。

γ0τ≤f vd式中：γ0——结构重要性系数；τ——剪应力；f vd ——钢材的抗剪强度设计值。

3、平面内受弯实腹式构件腹板在正应力 σx 和剪应力 τ 共同作用时，应满足下列要求。

γ0√(σx f d )2+(τf vd)2≤1 式中：σx ——x 方向正应力；f d ——钢材的抗拉、抗压和抗弯强度设计值。

（二）受弯构件的整体稳定性应符合下列规定1、等截面实腹式受弯构件，应按下列规定验算整体稳定。

γ0(βm,yM y χLT,y M Rd,y +M z M Rd,z )≤1 γ0(M y M Rd,y +βm,z M z χLT,z M Rd,z)≤1 M Rd,y =W y,eff f dM Rd,z =W z,eff f dλLT,y =√W y,eff f y M cr,y ，λLT,z =√W z,eff f y M cr,z式中： M y 、M z ——构件最大弯矩；βm,y、βm,z——等效弯矩系数；χLT,y、χLT,z——M y和M z作用平面内的弯矩单独作用下，构件弯扭失稳模态的整体稳定折减系数；λ̅̅̅LT,y、λLT,z——弯扭相对长细比；W y,eff、W z,eff——有效截面相对于y轴和z轴的截面模量，其中受拉翼缘应考虑剪力滞影响，受压翼缘应同时考虑剪力滞和局部稳定影响。

M cr,y、M cr,z——M y和M z作用平面内的弯矩单独作用下，考虑约束影响的构件弯扭失稳模态的整体弯扭弹性屈曲弯矩，可采用有限元方法计算。

拉弯和压弯构件的强度与稳定计算1．拉弯和压弯构件的强度计算考虑部分截面发展塑性，《规范》规定的拉弯和压弯构件的强度计算式f W M A N nxx x n ≤+γ （6-1）承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，《规范》采用了与式（6-1）相衔接的线性公式f W M W M A Nnyy y nx x x n ≤++γγ （6-2）式中：n A ——净截面面积；nx W 、ny W ——对x 轴和y 轴的净截面模量；x γ、y γ——截面塑性发展系数。

当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比t b /＞y f /23513，但不超过yf /23515时，应取x γ＝1.0。

对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取x γ＝y γ＝1.0，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算。

2．实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算目前确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类，一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。

按边缘屈服准则推导的相关公式y Ex x x xx f N N W M AN =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+ϕϕ11（6-4）式中：x ϕ——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。

边缘纤维屈服准则认为当构件截面最大受压纤维刚刚屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，更适用于格构式构件。

实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。

因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载力。

弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件，《规范》采用数值计算方法，考虑构件存在l/1000的初弯曲和实测的残余应力分布，算出了近200条压弯构件极限承载力曲线。

然后《规范》借用了弹性压弯构件边缘纤维屈服时计算公式的形式，经过数值运算，得出比较符合实际又能满足工程精度要求的实用相关公式y Ex px xx f N N W M AN=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+8.01ϕ（6-5）式中：px W ——截面塑性模量。

《钢结构》网上辅导材料受弯构件的强度、整体稳定和局部稳定计算钢梁的设计应进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的计算。

一、强度和刚度计算1．强度计算强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力。

（1）抗弯强度荷载不断增加时正应力的发展过程分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下：图1 梁正应力的分布1）弹性工作阶段荷载较小时，截面上各点的弯曲应力均小于屈服点f，荷载继续增y加，直至边缘纤维应力达到f（图1b）。

y2）弹塑性工作阶段荷载继续增加，截面上、下各有一个高度为a的区域，其应力σ为屈服应力f。

截面的中间部分区域仍保持弹性（图1c），此时梁处于弹塑性工作阶段。

y3）塑性工作阶段当荷载再继续增加，梁截面的塑性区便不断向内发展，弹性核心不断变小。

当弹性核心完全消失（图1d）时，荷载不再增加，而变形却继续发展，形成“塑性铰”，梁的承载能力达到极限。

计算抗弯强度时，需要计算疲劳的梁，常采用弹性设计。

若按截面形成塑性铰进行设计，可能使梁产生的挠度过大。

因此规范规定有限制地利用塑性。

梁的抗弯强度按下列公式计算：单向弯曲时f W Mnxx x≤=γσ （1）双向弯曲时f W MW Mnyy ynxx x≤+=γγσ （2）式中 M x 、M y —绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形和H 形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴）；W nx 、W ny —梁对x 轴和y 轴的净截面模量； y x γγ,—截面塑性发展系数，对工字形截面，20.1,05.1==yxγγ；对箱形截面，05.1==yxγγ；f —钢材的抗弯强度设计值。

当梁受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t 之比大于y f /23513 ，但不超过yf /23515时，取0.1=xγ。

需要计算疲劳的梁，宜取0.1==yx γγ。

（2）抗剪强度主平面受弯的实腹梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状态。

v wf It VS ≤=τ（3）式中 V —计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值；S —中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩； I —毛截面惯性矩； t w —腹板厚度；f v —钢材的抗剪强度设计值。