钢结构实腹式压弯构件

应力强度压弯构件N （kN ）Mx(kNm)An(mm2)Wnx(mm3)γx σ(N/mm2)f(N/mm2)800400164003140000 1.05170.10小于215拉弯构件-72.54计算长度Lx （m ）回转半径ix(mm)λx ψx(根据λx 查钢结构规范附录三)821537.210.909βmx E(N/mm2)A(mm2)Nex(kN)σ(N/mm2)0.992060001640024082.96177.05稳定满足计算长度Ly （m ）iy(mm)λy ψy(根据λx 查钢结构规范附录三)ψb fy 410239.220.8421235βtx σ(N/mm2)0.65140.74满足稳定钢管直径mm 600壁厚mm 12a=d/D 0.96单位重量(kg/m)174.0应力强度压弯构件N （kN ）Mx(kNm)An(mm2)Wnx(mm3)γx σ(N/mm2)f(N/mm2)1850145.722167.133194727 1.15123.11小于215计算长度Lx （m ）回转半径ix(mm)λx ψx(根据λx 查钢结构规范附录三)19207.9391.380.61βmx E(N/mm2)A(mm2)Nex(kN)σ(N/mm2)120600022167.135397.8191.45稳定满足一端铰支一端固支受均布荷载q(kn/m) 5.74跨度l 19计算弯矩M（KN.m)145.701承载力2实腹式压弯构件在平面内的稳定性计算2实腹式压弯构件在平面内的稳定性计算一、工字钢结构3实腹式压弯构件在平面外的稳定性计算1承载力二、钢管支撑。

《钢结构设计原理》——期末考试参考答案一、单选题1.对于对接焊缝，当焊缝与作用力间的夹角满足( )时，该对接焊缝的可不进行验算。

A.1B.1.5C.2D.0.5正确答案：B2.对于钢结构的局部失稳，一般不采用( )方式。

A.增加翼缘与腹板厚度B.减小翼缘与腹板的宽度C.提高杆件的强度D.设置加劲肋正确答案：C3.钢材拉伸性能试验采用( )进行检测。

A.压力试验机B.弯折仪C.拉拔仪D.万能试验机正确答案：D4.受弯构件的腹板加劲肋设计原则是（）。

A.无论如何都要设置腹板加劲肋B.调整腹板的高厚比，尽量不要设置加劲肋C.各种加劲肋的功能是不一样的，要依据情况设置D.要优先设置纵向加劲肋正确答案：C5.为了防止轴心受压构件的局部失稳需( )。

A.规定板件有足够的强度B.规定板件的宽厚比C.规定板件有足够的刚度D.规定板件有足够的厚度正确答案：B6.钢梁腹板局部稳定采用( )准则。

A.腹板局部屈曲应力不小于构件整体屈曲应力B.腹板实际应力不超过腹板屈曲应力C.腹板实际应力不小于板的屈服应力D.腹板局部临界应力不小于钢榭屈服应力正确答案：D7.常用的钢结构连接方法中，广泛应用于可拆卸连接方法是( )。

A.焊接连接B.螺栓连接C.铆接连接D.销键连接正确答案：B8.钢梁腹板加劲肋的主要作用是( )。

A.增强截面的抗扭刚度B.保证腹板的局部稳定性C.提高截面的强度D.提高梁的整体稳定性正确答案：B9.轴的刚度分为( )和扭转刚度。

A.扭矩刚度B.弯曲刚度C.抗震刚度D.机动刚度正确答案：B10.轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于( )。

A.底板的抗弯刚度B.柱子的截面积C.基础材料的强度等级D.底板的厚度正确答案：C11.直角角焊缝连接的计算是根据( )情况不同分类的。

A.焊缝形式B.钢材型号C.受力情况D.结构形式正确答案：C12.钢材塑性破坏的特点是( )。

A.变形小B.破坏经历时间非常短C.无变形D.变形大正确答案：D13.高强螺栓与普通螺栓之间的主要区别是( )。

《钢结构》课程习题集【说明】:本课程《钢结构》（编号为06004)共有单选题，填空题1,判断改错题,计算题，简答题等多种试题类型，其中，本习题集中有［判断改错题]等试题类型未进入。

一、单选题1.钢结构最大的优点在于（）。

A.塑性和韧性好B。

接近匀质等向体C。

钢材具有可焊性 D.钢材强度高自重轻2。

钢结构的最大缺点是（ ).A。

造价高，不经济B。

防火性能差C.耐腐蚀性能差D.脆性断裂3。

在其他条件(如荷载、跨度等）相同的情况下，自重最轻的是（ )。

A。

木结构B。

钢筋混凝土结构C。

钢结构D。

砖石结构4.钢材的性能因温度而变化,在负温范围内钢材的塑性和韧性（）。

A。

不变 B.降低C。

升高D。

稍有提高，但变化不大5.钢结构表面长期承受某一温度下的辐射热时,需加隔热保护层.该温度是（)。

A。

150°C B。

250°CC.320°C D。

600°C6。

大跨度结构应优先选用钢材，其主要原因是( ）.A.钢结构具有良好的装配性B。

钢材的韧性好C.钢材接近各项均质体，力学计算结果与实际结果最符合D。

钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料7.钢中主要的有害元素是( ）.A.硫、磷、碳、锰B。

硫、磷、硅、锰C.硫、磷、氮、氧D。

硫、磷、硅、碳8.钢中硫和氧的含量超过限值时,会使钢材（）。

A。

变软B。

热脆C。

冷脆D。

变硬9.在常温和静载作用下，焊接残余应力对下列哪一项无影响（）。

A．强度B．刚度C．低温冷脆D．疲劳强度10。

在钢构件中产生应力集中的因素是（)。

A．构件环境温度的变化B．荷载的不均匀分布C．加载的时间长短D．构件截面的突变11.目前结构工程中钢材的塑性指标，最主要用( ）表示。

A.流幅B。

冲击韧性C。

可焊性 D.伸长率12。

进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按( ）计算.A.荷载标准值B。

荷载设计值C.考虑动力系数的标准荷载D.考虑动力系数的设计荷载13.对于承受静荷常温工作环境下的钢屋架，下列说法不正确的是（）。

弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行（）和缀材的计算。

A钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算内容为（）。

D当偏心荷载作用在实轴时，双肢格构式压弯柱的平面外稳定是通过（）来保证的。

B单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩（）。

A单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布（）。

A细长轴心压杆的钢种宜采用（）。

A符号L 125×80×lO表示（）。

B钢材的塑性指标，目前最主要用（）表示。

D承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是（）。

C处于常温工作的重级工作制吊车的焊接吊车梁，其钢材不需要保证（）。

D加荷速度会对钢材产生一定的影响，加荷速度快，钢材（）。

B正面焊缝和侧面焊缝的区别在于（）。

D施工中，不能采用（）方法减小构件的残余应力。

A进行轴压构件设计时，合理截面形式是根据（）原则确定的。

A当偏心荷载作用在实轴时，格构柱的平面外稳定是通过（）来保证的。

B在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（）的典型特征 B钢材的设计强度是根据（）确定的。

C下列因素中（）与钢构件发生脆性破坏无直接关系。

A钢材的三项主要力学性能为（）。

A钢材内部除含有Fe，C外，还含有害元素（）。

A应力集中越严重，钢材也就变得越脆，这是因为（）。

B极易产生脆性破坏的应力状态是（）。

B当温度从常温开始升高时，钢的（）。

D有四种厚度不等的Q345钢板，其中（）厚的钢板设计强度最高。

A对钢材的分组是根据钢材的（）确定的。

D焊缝连接计算方法分为两类，它们是（）。

d产生焊接残余应力的主要因素之一是（）。

c承受静力荷载的构件，当所用钢材具有良好的塑性时，焊接残余应力并不影响构件的（）。

A当对接焊缝无法采用引弧板施焊时，每条焊缝的长度计算时应减去（）。

B每个受拉剪作用的摩擦型高强度螺栓所受的拉力应低于其预拉力的（）。

钢结构拉弯和压弯构件——性能分析与设计姓名：张世谦班级：土木工程14-3班时间：2016年11月4日一、概述1、拉弯、压弯构件的类型同时承受轴向力和弯矩的构件称为压弯（或压弯）构件。

弯矩可能由轴向力的偏心作用、端弯矩作用或横向荷载作用三种因素形成。

2、拉弯、压弯构件的破坏形式拉弯构件需要计算其强度和刚度（限制长细比）压弯构件需要计算强度、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）。

二、强度1、考虑刚才的性能，拉弯和压弯构件是以截面出现塑性铰作为其强度极限。

2、轴向力不变而弯矩增加，截面应力发展过程：边缘纤维的最大应力达到屈服点；最大应力一侧塑性部分深入截面；两侧均有部分塑性深入截面；全截面进入塑性，此时达到承载能力的极限状态。

3、全截面屈服准则：中和轴在腹板范围内(N<=A W F Y )时：1M M N N 14a 12(2p 22=+∙++pxxa ）中和轴在翼缘范围内（N>A W f Y )时：1)12(2)14N N P =∙+++PXXM M a a （考虑截面塑性部分发展：1M M N N x xp =+nxγ令Np=A n f y ，M px =g x W nx f y 并引入抗力分项系数得拉弯和压弯构件得强度计算式：f W M nxx x n ≤+γA N承受双向弯矩的拉弯或压弯构件：f W M W M nyx y nx x x n ≤++γγA N式中 A n ——净截面面积：W nx 、W ny ——对X 轴y 轴的净截面抵抗矩：γx 、γy ——截面塑性发展系数。

三、压弯构件的稳定（一）、弯矩作用平面内的稳定：压弯构件的截面尺寸通常由稳定承载力确定计算压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法有两大类： 一类是边缘屈服准则的计算方法，另类是精度更高的数值计算方法。

1、边缘纤维屈服准则：yExxlx x f N N W xA N =-+)1(M ϕϕ x ϕ——在弯矩作用下平面内德轴心受压构件整体稳定系数较适用于格构式构件，对于粗实腹杆偏于安全，对细长实腹杆偏于不安全2、最大强度准则：容许截面塑性深入，以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载能力+考虑截面的塑性发展，借用边缘纤维屈服准则公式yExxlx x f N N W x A N =-+)1(M ϕϕ根据极限承载力曲线，得出近似相关公式：yExf N N =-+)8.01(W M A N pxxx ϕW px ——截面塑性模量仅适用于弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件3、规范规定的实腹式压弯构件整体稳定计算式采用等效弯矩βmx M x （M X 为最大弯矩，βmx ≤1）考虑其他荷载作用情况,采用W px =g x W lx 考虑部分塑性深入截面以及引入考虑分析系数g R 得规范所采用实腹式压弯构件弯矩平面内的稳定计算式f N N W M Exlxx x mx ≤-+)8.01(A N'X γβϕN ——轴向压力MX ——所计算构件段范围内的最大弯矩x ϕ——轴心受压构件的稳定系数W lx ——最大受压纤维的毛截面模量N ’Ex ——参数，为欧拉临界力除以抗力分项系数（不分钢种，取γ=1.1），N ’Ex=π2EA/(R γ 1.12x λ）mx β——等效弯矩系数（二）、弯矩作用平面外的稳定1、构件在弯矩作用平面外没有足够的支撑以阻止其产生侧向位移和扭转时，构件可能发生弯扭屈曲而破坏，称为压弯构件弯矩作用平面外的整体失稳； 弯扭失稳临界条件)()1)(N N 12E =-∙--crxx Z Ey Ey y M M N N N N （ 根据Ey N /N Z 不同比值可得相关曲线：2、压弯构件整体稳定系数fb 近似计算公式：工字型截面（含H 型钢） 双轴对称时：2354400007.12yyb f ∙-=λϕ单轴对称时：23514000)1.02(07.12y yb lxbf Ah W ∙∙+-=λαϕ式中：)/(211b I I I +=α1I 和2I 分别为受压翼缘和受拉翼缘对y 轴的惯性矩3、压弯构件整体稳定系数fb 近似计算公式：T 形截面弯矩使翼缘受压时： 双角钢T 形：235/0017.01by y f λϕ-=两板组合T形(含T型钢）：235/0022.01b yyfλϕ-=弯矩使翼缘受拉时：235/0005.00.1b yyfλϕ-=（三）、双向弯曲实腹式压弯构件的整体稳定弯矩作用在两个主轴平面内称为双向弯曲压弯构件同轴心受压构件相同的方法，通过限制翼缘和腹板的宽厚比来保证压弯构件中板件的局部稳定四、压弯构件（框架柱）的设计（一）、框架柱的计算高度端部约束条件比较简单的单根压弯构件，利用计算长度系数m直接得到计算长度：mll=框架住计算长度根据上下端构件间约束情况计算（二）、实腹式压弯构件的设计1、截面形式实腹式压弯构件，要接受力大小、使用要求和构造要求选择合适的截面形式弯矩较小时，截面形式与一般轴心受压构件相同弯矩较大时，宜采用在弯矩作用平面内截面高度较大的双轴对称截面或单轴对称截面1、截面选择及验算步骤：强度验算、整体稳定验算、局部稳定验算、刚度验算2、构造要求压弯构件的翼缘宽厚比必须满足局部稳定的要求，否则翼缘屈曲必然导致构件整体失稳压弯构件的腹板高厚比不满足局部稳定要求时，可考虑较薄的腹板或者设置纵向加劲肋等（三）、格构式压弯构件的设计截面高度要求较大的压弯构件常采用格构式形式，且由于存在较大剪力，通常采用缀条式弯矩不大或正负弯矩绝对值相差不大时可用对称截面正负弯矩绝对值相差较大时常采用不对称截面，受压较大一侧采用较大的肢件1、弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件格构式压弯构件弯矩作用平面内整体稳定：yExxlx x mx x f N N W M ≤-+)'1(A N ϕβϕ分肢的稳定计算：弯矩绕虚轴作用的格构式构件，弯矩作用平面外的整体稳定性由分肢稳定计算保证将整个构件视为一平行桁架，两个分肢为桁架体系的弦杆，分肢所受轴心力计算：aM a y x +=21N N12N N N -=缀条式分肢按轴心压杆计算，分肢计算长度： 缀材平面内取缀条体系的节间长度 缀条平面外整体构件两侧向支撑点间的距离2、弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件弯矩绕实轴作用格构式压弯构件受力性能同实腹式压弯构件完全相同，构件绕实轴产生弯曲失稳计算弯矩作用平面外的整体稳定时，长细比应取换算长细比，整体稳定系数取fb=1.03、双向受弯的格构式压弯构件整体稳定计算公式：f W M N N W M ly y ty Exx lx x mx ≤+-+βϕβϕ)'1(A N x分肢的稳定计算： a M x 21a y N N +=y M y I y I y ∙++=111111y1//I M12N N N -=12y M y y M M -=4、格构式的横隔及分肢的局部稳定格构柱无论截面大小，均应设置横隔设置方法同轴心受压格构柱格构柱分肢局部稳定同腹式柱五、框架中梁与柱的连接在框架结构中，梁与柱的连接节点一般用刚接，少数情况用铰接。

实腹式压弯构件的整体稳定在轴心压力和弯矩的共同作用下，当压弯构件受力超过它的稳定承载力时，构件就有可能发生屈曲，丧失稳定。

构件有可能在弯矩作用平面内弯曲失稳，也有可能在弯矩作用平面外弯扭失稳。

因此，在设计时，要分别考虑弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的稳定性。

一、实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性（一）工作性能如果压弯构件抵抗弯扭变形的能力很强，或者在构件的侧向有足够的支承以阻止其发生弯扭变形，那么，构件在轴心压力和弯矩的共同作用下，可能在弯矩作用平面内发生整体弯曲失稳。

发生这种弯曲失稳的压弯构件，其承载能力可以用图6-11来说明。

图6-11（a ）表示一单向压弯构件，两端铰支，端弯矩M 作用在构件截面的对称轴平面YOZ 内，M 和N 按比例增加。

如其侧向有足够的支承防止其发生弯矩作用平面外的位移，则构件受力后只在弯矩作用平面内发生弯曲变形。

图6-11（b ）ν-N 曲线，υ为构件中点沿y 轴方向的位移。

开始时构件处于弹性工作阶段，ν-N 接近线性变化。

当荷载逐渐加大，曲线在A 点开始偏离直线。

若材料为无限弹性，则此曲线为OAB ，在N 接近于欧拉荷载N cr 时，υ趋向无限大。

事实上因钢材为弹塑性材料，其ν-N 曲线不可能为OAB ，而将遵循OACD 变化。

在曲线上升阶段AC ，挠度v 是随压力的增加而增加的，此时构件内、外力矩平衡，构件处于稳定平衡状态。

当达到曲线的最高点C 时，构件的抵抗能力开始小于外力作用，出现了曲线的下降段CD ，此时的构件截面中，塑性区不断扩展，截面内力矩已不能与外力矩保持稳定的平衡，因而这阶段是不稳定的，并在荷载减小的情况下位移υ不断增加。

图中的C 点是由稳定平衡过渡到不稳定平衡的临界点，也是曲线ACD 的极值点。

相应于C 点的轴力N ux 称为极限荷载、破坏荷载或最大荷载。

荷载达到N ux 后，构件即失去弯矩作用平面内的稳定（以下简称弯矩作用平面内失稳）。

压弯构件失稳时先在受压最大的一侧发展塑性，有时在另一侧的受拉区也会发展塑性，塑性发展的程度取决于截面的形状和尺寸、构件的长度和初始缺陷，其中残余应力的存在会使构件的截面提前屈服，从而降低其稳定承载力。

1。

在确定实际轴心压杆的稳定承载力,应考虑构件的初始缺陷。

初始缺陷是指初弯曲、荷载偏心、残余应力.2.钢结构中采用的各种板材和型钢,都是经过多次辊扎形成的，薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点高。

3.受单向弯矩作用的压弯构件整体失稳可能存在两种形式为弯曲屈曲、侧扭屈曲。

4。

钢梁进行刚度检算时，按结构的正常使用极限状态计算，荷载应按标准值计算;进行强度、稳定检算时，按结构承载能力极限状态计算，荷载应按设计值计算。

5。

双轴对称截面理想轴心压杆失稳主要有两种形式弯曲屈曲和扭转屈曲；单轴对称截面的实腹式轴心压绕其非对称轴失稳是弯曲屈曲，而绕其对称轴失稳是弯扭屈曲. 6。

对焊接板梁强度计算，除进行抗弯强度、抗剪强度计算外，还应检算局部稳定和整体稳定。

7。

焊接组合梁截面高度h根据最大高度、最小高度、经济高度三方面因素确定。

8.螺栓连接中，沿受力方向规定螺栓端距大于2d，是为了防止构件受剪破坏；要求螺栓夹紧长度不超过螺栓杆的5倍，为了防止板材弯曲变形。

9.受静力荷载作用的受弯杆件强度计算中采用了截面塑性发展系数,目的是考虑部分截面塑性。

10。

某钢种牌号为Q235—A，其中A的含义是质量较差，某型钢符号为∠110＊10,其表示的含义为边长*厚度.11。

格构式轴心压杆中，对绕虚轴（x轴）整体稳定检算时应考虑剪切变形影响，以12。

钢梁在承受固定位置集中荷载或支座反力处设置支撑加筋肋，支撑加筋肋的端部承压及其与腹板的连接计算等需要单独计算.13。

建筑用钢材应具有良好的机械性能和加工性能，目前我国和世界上大多数国家,在钢材中主要采用碳素结构钢和低合金结构钢中少数几种钢材。

14.钢材的抗剪强度屈服点是抗拉强的的0.58倍。

15.使钢材在高温下变脆的化学元素是O、S，使钢材在低温下变脆的化学元素是N、P。

16为化简计算，规范对重级工作制吊车梁和重级、中级制吊车衍架的变幅疲劳折算和设计应力谱中为等效常幅疲劳计算，等效应力幅σc采用潜在效应的等效系数αf的最大应力幅（⊿σ)max的乘积来表示。