钢结构设计-整体结构中的压杆和压弯构件

⼟⽊⼯程专业课后习题答案中南⼤学⽹络教育课程考试复习题及参考答案钢结构设计原理⼀、填空题：1.钢结构计算的两种极限状态是和。

2.提⾼钢梁整体稳定性的有效途径是和。

3.⾼强度螺栓预拉⼒设计值与和有关。

4.钢材的破坏形式有和。

5.焊接组合⼯字梁，翼缘的局部稳定常采⽤的⽅法来保证，⽽腹板的局部稳定则常采⽤的⽅法来解决。

6.⾼强度螺栓预拉⼒设计值与和有关。

7.⾓焊缝的计算长度不得⼩于，也不得⼩于；侧⾯⾓焊缝承受静载时，其计算长度不宜⼤于。

8.轴⼼受压构件的稳定系数φ与、和有关。

9.钢结构的连接⽅法有、和。

10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。

11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中央⼀个集中荷载的弯矩图为。

12.轴⼼压杆可能的屈曲形式有、和。

13.钢结构设计的基本原则是、、和。

14.按焊缝和截⾯形式不同，直⾓焊缝可分为、、和等。

15.对于轴⼼受⼒构件，型钢截⾯可分为和；组合截⾯可分为和。

16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、和。

⼆、问答题：1.⾼强度螺栓的级和级代表什么含义2.焊缝可能存在哪些缺陷3.简述钢梁在最⼤刚度平⾯内受荷载作⽤⽽丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。

4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标分别由什么试验确定5.什么是钢材的疲劳6.选⽤钢材通常应考虑哪些因素7.在考虑实际轴⼼压杆的临界⼒时应考虑哪些初始缺陷的影响8.焊缝的质量级别有⼏级各有哪些具体检验要求9.普通螺栓连接和摩擦型⾼强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传⼒⽅式和破坏形式有何不同10.在计算格构式轴⼼受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采⽤换算长细⽐11.轴⼼压杆有哪些屈曲形式12.压弯构件的局部稳定计算与轴⼼受压构件有何不同13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型⾼强度螺栓连接的传⼒⽅式和破坏形式有何不同14.钢结构有哪些连接⽅法各有什么优缺点15.对接焊缝的构造有哪些要求16.焊接残余应⼒和焊接残余变形是如何产⽣的焊接残余应⼒和焊接残余变形对结构性能有何影响减少焊接残余应⼒和焊接残余变形的⽅法有哪些17.什么叫钢梁丧失整体稳定影响钢梁整体稳定的主要因素是什么提⾼钢梁整体稳定的有效措施是什么18.⾓焊缝的计算假定是什么⾓焊缝有哪些主要构造要求19.螺栓的排列有哪些构造要求20.什么叫钢梁丧失局部稳定怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定三、计算题：1.⼀简⽀梁跨长为5.5m，在梁上翼缘承受均布静⼒荷载作⽤，恒载标准值为m（不包括梁⾃重），活载标准值为25kN/m，假定梁的受压翼缘有可靠侧向⽀撑。

建筑钢结构设计复习建筑钢结构设计复习08级⼟⽊四班《建筑钢结构设计》复习提纲《钢结构》上册1、轴⼼受压柱的柱脚形式，各部件的名称，各部件所起的作⽤，传⼒路径，计算简图，基础对底板反⼒分布形式。

（P273－277，课件）2、压弯构件的柱脚形式，各部件的名称，各部件所起的作⽤，传⼒路径，计算简图，基础对底板反⼒分布形式。

（P277－282，课件）3、桁架中四类典型节点设计：掌握需要施加哪些焊缝(在图上标出)，哪些是⼯⼚焊缝，哪些是⼯地焊缝，各焊缝传递什么内⼒，如何计算这些焊缝？(P282-294，课件)《钢结构》下册第⼀章1、何谓单层门式刚架结构？有哪些特点？合理应⽤范围(P1－3)？其结构⽤钢量是多少(P2)？①单层门式刚架结构是指以轻型焊接H形钢(等截⾯或变08级⼟⽊四班截⾯)、热轧H形钢(等截⾯)或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式刚架或格构式门式刚架作为主要承重⾻架，⽤冷弯薄壁型钢(槽形、卷边槽形、Z形等)做檩条、墙梁；以压型⾦属板(压型钢板、压型铝板)做屋⾯、墙⾯；采⽤聚苯⼄烯泡沫塑料、硬质聚氨酯泡沫塑料、岩棉、矿棉、玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置⽀撑的⼀种轻型房屋结构体系。

②特点：(1)质量轻(2)⼯业化程度⾼，施⼯周期短(3)综合经济效益⾼(4)柱⽹布置⽐较灵活设计③主要⽤于轻型的⼚房、仓库、建材等交易市场、⼤型超市、体育馆、展览厅及活动房屋、加层建筑等。

④根据国内的⼯程实例统计，单层门式刚架房屋承重结构的⽤钢量⼀般为10～30kg／m2；在相同的跨度和荷载条件情况下⾃重约仅为钢筋混凝⼟结构的1／20～1／30。

2、绘图说明门式刚架常⽤的结构形式？(P3－4)门式刚架⼜称⼭形门式刚架。

其结构形式按跨度可分为单跨(图1-30a、b)、双跨(图1-3e、f、g、i)和多跨(图1—3c、d)，按屋⾯坡脊数可分为单脊单坡(图1—2a)、单脊双坡(图l-3b、c、d、g、h)、多脊多坡(图1-3e、f、i）。

1. 设计拉弯和压弯构件时应计算的内容？答：拉弯构件需要计算:强度和刚度（限制长细比）；压弯构件则需要计算:强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定）、局部稳定和刚度（限制长细比）。

2. 什么是梁的整体失稳现象?答：梁主要用于承受弯矩，为了充分发挥材料的强度，其截面通常设计成高而窄的形式。

当荷载较小时，仅在弯矩作用平面内弯曲，当荷载增大到某一数值后，梁在弯矩作用平面内弯曲的同时，将突然发生侧向弯曲和扭转，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的弯扭屈曲或整体失稳。

10.实腹式轴心受压构件进行截面选择时，应主要考虑的原则是什么？答：（1）面积的分布尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定承载力和刚度；（2）两个主轴方向尽量等稳定，以达到经济的效果；（3）便于与其他构件进行连接，尽可能构造简单，制造省工，取材方便。

16.什么是梁的内力重分布？如何进行塑性设计？答：超静定梁的截面出现塑性铰后，仍能继续承载，随着荷载的增大，塑性铰发生塑形转动，结构内力重新分布，是其他截面相继出现塑性铰，直至形成机构，这一过程称为梁的内力重分布。

塑形设计只用于不直接承受动力荷载的固端梁和连续梁，是利用内力塑性重分布，充分发挥材料的潜力，塑性铰弯矩按材料理想弹塑性确定，忽略刚才应变硬化的影响。

17.截面塑性发展系数的意义是什么？试举例说明其应用条件答：意义：用来表证截面所允许的塑性发展程度应用条件：（1）需计算疲劳的梁取1.0 (2)承受动力作用时取 1.0 (3)压弯构件受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比18.影响轴心受压杆件的稳定系数ψ的因素答：长细比、截面形式、加工条件、初弯曲、残余应力21.什么情况下不需要计算工字钢简支梁的整体稳定？答：有铺板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连接，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时H型钢或工字型截面简支梁受压翼缘的自由长度L1与其宽度b1之比不超过规定数值时。

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《钢结构》题库及答案一一、选择题1．在结构设计中，失效概率与可靠指标卢的关系为( )。

A．越大，β越大，结构可靠性越差B．越大，越小，结构可靠性越差C．越大，β越小，结构越可靠D．越大，β越大，结构越可靠2．钢材的设计强度是根据( )确定的。

A．比例极限 B．、弹性极限C．屈服点 D．抗拉强度3．钢材的伸长率是反映材料( )的性能指标。

A．承载能力 B．抵抗冲击荷载能力C．弹性变形能力 D．塑性变形能力二4．钢中硫和氧的含量超过限量时，会使钢材( )。

A．变软 B．热脆C．冷脆 D．变硬5．钢材在低温下，强度( )。

A．提高 B．降低C．不变 D．不能确定6·下列因素中( )与钢构件发生脆性破坏无直接关系。

A．钢材屈服点的大小 B．钢材的含碳量C·负温环境D．应力集中7·在弹性阶段，侧面角焊缝应力沿长度方向的分布为( )。

A·均匀分布 B．一端大、一端小C·两端大、中间小D．两端小、中间大8·承受轴心力作用的高强度螺栓摩擦型受剪切连接中，其净截面强度验算公式其中与轴心拉杆所受的力N相比( )。

C．N’=ND．不定9·计算轴心压杆时需要满足( )的要求。

A·强度、刚度(长细比)B·强度、整体稳定性、刚度(长细比)C·强度、整体稳定性、局部稳定性D·强度、整体稳定性、局部稳定性、刚度(长细比)10·确定轴Jp受压实腹柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近，其目的是( )。

4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗弯强度应按下列规定计算:`(M_x)/(γ_xW_(nx))+(M_y)/(γ_xW_(ny))≤f`（4.1.1）式中M x、M y——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截面：x轴为强轴，y轴为弱轴);Wｎｘ、Wｎｙ——对x轴和y轴的净截面模量;γx、γy——截面塑性发展系数;对工字形截面γy=1.20;对箱形截面，γX=Y y=1.05;对其他截面，可按表5.2.1采用;f——钢材的抗弯强度设计值。

当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13`sqrt(235//f_y)`而不超过15`sqrt(235//f_y)`时，γx=1.0。

f y应取为钢材牌号所指屈服点。

对需要计算疲劳的梁，宜取γx=γy=1.0。

4.1.2在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗剪强度应按下式计算:`τ=(VS)/(It_w)`(4.1.2)式中V——计算截面沿腹板平面作用的剪力;S——计算剪应力处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;fv——钢材的抗剪强度设计值。

4.1.3当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算:`σ_c=(varphiF)/(t_wl_z)≤f`(4.1.3-1)式中F——集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数;ψ——集中荷载增大系数;对重级.工作制吊车梁ψ=1. 35;对其他梁，ψ=1.0；l z——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算:l2=a+5h y+2h R ( 4.1.3-2 )a——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对钢轨上的轮压可取50mm;h y——自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离;h R——轨道的高度，对梁顶无轨道的梁h R=0;f——钢材的抗压强度设计值。

《钢结构》复试笔试、加试考试大纲一、大纲1. 钢结构的特点、应用及设计方法基本要求：熟悉钢结构的特点和应用范围，了解钢结构的设计方法，掌握极限状态的概念与分类。

重点与难点：钢结构的特点，概率极限状态设计方法。

2. 钢结构的材料基本要求：了解结构钢材的基本性能、测试方法和影响钢材性能的主要因素；了解钢材疲劳破坏的特征和过程及主要影响因素。

重点与难点：钢材的基本性能和测试方法，疲劳破坏的因素。

3. 构件的截面承载能力——强度基本要求：熟练掌握轴心受力构件、受弯构件、拉弯、压弯构件的强度计算，并能够根据强度条件进行轴心受力构件、受弯构件的截面选择；了解梁的内力重分布和塑性设计。

重点与难点：梁的强度计算及截面选择，拉弯、压弯构件的强度计算。

4. 单个构件的承载能力——稳定性基本要求：掌握稳定问题的一般特点；熟练轴心受压构件、受弯构件、压弯构件的整体稳定和局部稳定计算，并能够进行轴心受压构件、受弯构件、压弯构件的稳定设计；了解板的屈曲后强度及利用。

重点与难点：轴心受压构件的整体稳定性，受弯构件的弯扭失稳，压弯构件在弯矩作用平面内、平面外的整体稳定，板件的局部稳定。

5. 整体结构中的压杆和压弯构件基本要求：掌握桁架中压杆的计算长度；了解框架的稳定和一阶、二阶分析方法，能够分析框架柱的计算长度。

重点与难点：桁架中压杆的计算长度，框架柱的计算长度。

6. 钢结构的正常使用极限状态基本要求：了解正常使用极限状态的特点，掌握拉杆、压杆的刚度条件，梁和桁架的变形限制，以及框架的变形限制。

重点与难点：正常使用极限状态包含的类型，拉杆、压杆的长细比计算，梁的挠度计算。

7. 钢结构的连接和节点构造基本要求：了解连接的方法及特点，掌握角焊缝、对接焊缝、普通螺栓、高强度螺栓连接的构造及在各种荷载作用下的连接计算；熟悉焊缝质量等级及相关要求，能够进行钢构件的拼接、梁柱连接、柱脚以及桁架节点的设计与计算。

重点与难点：角焊缝的构造与计算，焊接残余应力的影响，普通螺栓及高强度螺栓连接的构造与计算，构件的拼接及节点设计。