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第5章 受弯构件14. 一简支梁，梁跨为7m,焊接组合工字形对称截面150mm 450mm 18mm 12mm ×××（图5-57），梁上作用有均布恒载（标准值，未含梁自重）17.1kN/m ，均布活荷载6.8kN/m ，距梁端2.5m 处，尚有集中恒荷载标准值60kN ，支承长度200mm ，荷载作用面距离钢梁顶面为120mm ，钢材抗拉强度设计值为2215N/mm ，抗剪强度设计值为2125N/mm ，荷载分项系数对恒载取1.2，对活载取1.4。
试验算钢梁截面是否满足强度要求（不考虑疲劳）。
解：截面积2A=1501824141210368mm ××+×=334150450138414323046144mm 1212××=−=x I3x W 1440000mm 2==xI h梁自重 32-67850kg/m 10368mm 10=81.4kg/m=0.814kN/m ××简支梁承受的均布恒载荷载标准值k (0.814+17.1)kN/m=17.9kN/m q =均布线荷载设计值y 1.217.9+1.4 6.8=31kN/m q =××集中荷载设计值y 1.26072kN p =×=（1）验算该简支梁的抗弯强度按y xx nx y ny+γW γW M M f ≤计算，取y 0M =。
集中恒荷载作用处有2x 317 4.512.572 2.531 2.5290.1kN m 272M ×=×+××−××=⋅ 跨中处2x 317 4.513.572 3.531 3.5721279.9kN m 272M ×=×+××−××−×=⋅受压翼缘的宽厚比：w 1b-t b 15012= 3.8t 2t 36−==取x 1.05γ=截面模量6y 22xx nx y ny 290.110+192.3N/mm 215N/mm 1.051440000γγ×==<=×M M f W W （满足） （2）验算抗剪强度 支座处剪力最大且317 4.572108.546.3154.8kN 27V ×=+×=+= 320715018(2079)20712840294mm 2S =××++××=322v w 154.810840294=33.5N/mm 125N/mm 32304614412VS f It τ××==<=×（满足） （3）局部承压强度集中力沿腹板平面作用于梁上翼缘，该荷载作用处未加加劲肋，应验算该处腹板计算高度上边缘的局部承压强度。
【题目】Q235钢简支梁如下图所示。
自重标准值0.9KN/m（荷载分项系数1.2），跨中承受悬挂集中力标准值100KN（荷载分项系数1.4），集中力作用于上翼缘。
1．梁在跨中无侧向支承，验算截面的整体稳定性；2．如改用16Mn钢，是否满足要求；3．仍用Q235,荷载悬挂于下翼缘，是否满足要求；4．仍用Q235,荷载作用位置不变，跨中增加一侧向支承点，整体稳定是否满足要求？5．验算梁翼缘和腹板的局部稳定性，并提出加强局部稳定的方法（不具体设置）。
1（2）验算工字型焊接组合梁的整体稳定性时，主要应掌握计算梁的整体稳定系数φb 的公式。
φb公式中的βb由参数ξ确定。
ξ=l1t1/b1h中的b1是梁受压翼缘的宽度。
如计算所得φb＞0.6时，说明梁失稳时已进入弹塑性状态，应用相应的φb‘代替φb，进行整体稳定验算。
（3）梁的整体稳定验算不满足要求时，提高梁的整体稳定承载力的措施是很多的。
经过本题各种方法计算结果的比较，应掌握在不改变截面和荷载作用位置时，最有效的提高梁的整体稳定承载力的措施是在跨中增加侧向支承点。
（4）验算梁翼缘的局部稳定时，计算翼缘板的宽厚比b1/t（b1为受压翼缘板自由悬伸宽度）；如b1/t值小于作为三边简支一边自由保证局部稳定的宽厚比限值，则翼缘的局部稳定能保证。
对于梁腹板，则计算h0/t w，根据h0/t w值的范围,设置加劲肋，以保证腹板的局部稳定。
1．验算原给定条件梁的整体稳定性（1）研究是否需要验算梁的整体稳定性查相关表可知，梁跨中无侧向支承时，荷载作用于上翼缘时，Q235钢梁不需验算整体稳定的最大l1/b值为13。
l 1/b=9000/200=45＞13,应验算整体稳定。
（2）梁跨中的最大弯矩M max =1/8ql 2＋1/4Fl=1/8×（0.9×1.2）×92＋1/4×100×1.4×9=325.94KN·m （3）截面几何特性A=2×200×12＋800×8=11200mm 2I x =1/12×（200×8243－192×8003）=1.133×109mm4 W x =I x /y=1.133×109/412=2.749×106mm 3I y =2×1/12×12×2003＋1/12×800×83=1603.4×104mm4 i y 84.371012.1104.160344=××==A I Y λy =l 1/i y =9000/37.84=238（4）计算βb （或βb ‘）、φbξ=l 1t 1/b 1h=9000×12/（200×824）=0.655＜2.0查相关表可知, 无侧向支承, 集中力作用于上翼缘情形： βb =0.73＋0.18ξ=0.73＋0.18×0.655=0.8479φb =2124.414320+h t W Ahy x y b λλβ 2773.08244.41284.237110749.2824102.1184.237432085.02632=××+×××××= （5）验算整体稳定σ=M x /（φb W x ）=325.94×106/（0.2773×2.749×106）=427.58N/mm 2＞215N/mm 2,不满足整体稳定要求。
《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( )。
第五章受弯构件1．什么是受弯构件？何谓梁？其分类如何？各有何截面形式和应用？答：承受横向荷载的构件称为受弯构件，实腹式的受弯构件通常称为梁。
按制作方法钢梁可分为型钢梁和组合梁两种。
型钢梁加工简单，成本较低，因而应优先采用。
型钢梁通常采用热轧工字钢、热轧H型钢和槽钢三种，其中以H型钢的截面分布最合理，翼缘内外边缘平行，与其他构件连接较方便。
用于梁的H型钢宜为窄翼缘型（HN型）。
图5-1 梁的截面形式在荷载或跨度较大时，由于型钢受到截面尺寸的限制，必须采用组合梁。
组合梁是由钢板或型钢用焊接或螺栓连接而成，最常用的是焊接工字形截面，或由T形钢中间加板的焊接截面。
当焊接组合梁翼缘的厚度很厚时，可采用两层翼缘板的截面。
荷载很大而高度受到限制或梁的抗扭要求较高时，可采用箱形截面。
组合梁截面组成灵活，材料分布合理，节省钢材。
2．钢梁的承载力极限状态和正常使用极限状分别包括哪些方面的内容？：钢梁的承载力极限状态包括强度、整体稳定和局部稳定三个方面。
正常使用极限状态主要指钢梁的刚度，设计时要求在荷载标准值作用下，梁的最大挠度不大于《规范》规定的容许挠度3．梁的强度包括哪些？梁的刚度验算有和要求？答：梁的强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力，设计时要求在荷载设计值作用下，均不超过《规范》规定的相应的强度设计值。
梁的刚度验算即为梁的挠度验算。
设计时要求在荷载标准值作用下，梁的最大挠度不大于《规范》规定的容许挠度4．作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为哪三个阶段？其应力有何特点？要计算疲劳的梁，按哪一阶段进行计算？答：作用在梁上的荷载不断增加时正应力的发展过程可分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下：图5-2 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y f ，荷载继续增加，直至边缘纤维应力达到y f （图5-2b ）。
2）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y f 。
钢结构考试题及答案【篇一：钢结构试题及答案】复习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的换算长细比?ox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一、单项选择题14．直角角焊缝的焊脚尺寸应满足hfmin?1.51及hfmax?1.2?t2，则t1、t2分别为（）的厚度。
a．t1为厚焊件，t2为薄焊件b．t1为薄焊件，t2为厚焊件c．t1、t2皆为厚焊件d．t1、t2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（）。
一、填空题:1、承受动力荷载作用的钢结构，应选用(综合性能好）的钢材。
2、钢材中磷的含量过多，将使钢材出现（热脆)现象。
3、钢材牌号Q235－BF，其中235表示( fy=235Mpa )，B表示（质量等级B级） ,F 表示（沸腾钢） .4、采用手工电弧焊焊接Q345钢材时应采用（E50）焊条5、轴心受压构件的承载能力极限状态有（强度 )和 (稳定）。
6、双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是（弯曲 ) 屈曲。
7、钢梁在集中荷载作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施是（支承加劲肋）。
8、焊接工字形梁腹板高厚比时，为保证腹板不发生局部失稳，应设置（横向加劲肋）和（纵向加劲肋）。
9、工字形截面组合梁的抗弯强度计算考虑部分截面发展塑性时，其受压件翼缘板的外伸宽度应满足。
10、按正常使用极限状态计算时，受弯构件要限制（挠度，受拉),受压构件要限制(长细比).二、单项选择题：1、体现钢材塑性性能的指标是（C )A屈服点 B强屈比C延伸率 D抗拉强度2、在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是( B）的典型特征A脆性破坏B塑性破坏 C强度破坏 D失稳破坏3、同类钢种的钢板，厚度越大(A）A、强度越低B、塑性越好C、韧性越好D、内疗构造缺陷越少4、钢材的冷弯试验是判别钢材（C )的指标。
A强度 B塑性 C塑性及冶金质量 D 韧性及可焊性5、钢材的强度指标是( C）.A延伸率 B韧性指标C屈服点 D冷弯性能6、钢结构具有良好的抗震性能是因为（C )。
A钢材的强度高 B钢结构的质量轻C钢材良好的吸能能力和延性 D钢结构的材质均匀7、钢材经历了应变硬化应变强化之后（ A ).A 强度提高 B塑性提高 C 冷弯性能提高 D 可焊性提高8、下列因素中，（A )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钢材含碳量C负温环境 D 应力集中9产生焊接残余应力的主要因素之一是（ C ）A。
钢材的塑性太低 B. 钢材的弹性模量太大C。
钢结构试卷及答案)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.钢结构中采纳的各种板材和型钢，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，按结构承载力量极限状态计算，荷载应按设计值计算。
5.双轴对称截面抱负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依据最大高度、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纳了截面塑性进展系数，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，在钢材中主要采纳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惫折算为等效常幅疲惫计算，等效应力幅σc采纳潜在效应的等效系数αf和设计应力谱中的最大应力幅（⊿σ）max的乘积来表示。
练习五 受弯构件一、选择题（××不做要求）1．计算梁的（ A ）时，应用净截面的几何参数。
A ）正应力B ）剪应力C ）整体稳定D ）局部稳定2．钢结构梁计算公式nxx x W M γσ=中，γx （ 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 ）表示截面部分进人塑性D ）与梁所受荷载有关××3．在充分发挥材料强度的前提下，Q235钢梁的最小高度h min （ C ）Q345钢梁的h min （其他条件均相同）。
A ）大于B ）小于C ）等于D ）不确定××4．梁的最小高度是由（ C ）控制的。
A ）强度B ）建筑要求C ）刚度D ）整体稳定5．单向受弯梁失去整体稳定时是（ C ）失稳。
A ）弯曲B ）扭转C ）弯扭D ）都有可能6．为了提高梁的整体稳定，（ B ）是最经济有效的办法。
A ）增大截面B ）增加支撑点，减小l 1C ）设置横向加劲肋D ）改变荷载作用的位置7．当梁上有固定较大集中荷载作用时，其作用点处应（ B ）。
A ）设置纵向加劲肋B ）设置横向加劲肋C ）减少腹板宽度D ）增加翼缘的厚度××8．焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止（ A ）引起的局部失稳最有效，布置纵向加劲肋对防止（ B ）引起的局部失稳最有效。
A ）剪应力B ）弯曲应力 D ）复合应力 D ）局部压应力××9．确定梁的经济高度的原则是（ B ）。
A ）制造时间最短B ）用钢量最省C ）最便于施工D ）免于变截面的麻烦××10．当梁整体稳定系数φb ＞0.6时，用φ’b 代替φb 主要是因为（ B ）。
A ）梁的局部稳定有影响B ）梁已进入弹塑性阶段C ）梁发生了弯扭变形D ）梁的强度降低了××11．分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时，腹板与翼缘相接处可简化为（ D ）。
《受弯构件（梁）》考试时间：120分钟 考试总分：100分遵守考场纪律，维护知识尊严，杜绝违纪行为，确保考试结果公正。
1、焊接工字形钢梁受压翼缘宽厚比限制为，式中b1为（）。
（ ） A.翼缘板外伸宽度（或翼缘板宽度的一半）； B.翼缘板全部宽度； C.翼缘板全部宽度的1/3； D.翼缘板的有效宽度2、焊接工字形组合截面梁，当腹板的局部稳定验算符合时，（）。
（ ） A.不必设置加劲肋； B.按构造设置横向加劲肋； C.需设置横向加劲肋，加劲肋的间距要进行计算； D.除需设置横向加劲肋，还应设置纵向加劲肋3、双轴对称工字形截面简支梁，受压翼缘侧向支承点的间距和截面尺寸都不改变，受 作用的梁的临界弯距为最低。
（ ）A.多数集中荷载；B.均布荷载；C.纯弯曲；D.跨中集中荷载4、工字形截面简支梁在上翼缘受集中荷载作用，钢材为Q235，为提高其整体稳定承载力，最合理的方法是（）。
（ ）姓名：________________ 班级：________________ 学号：________________--------------------密----------------------------------封 ----------------------------------------------线-------------------------A.改用Q345钢；B.加高腹板；C.在梁跨中下翼缘加侧向支撑；D.在梁跨中上翼缘加侧向支撑5、下列因素中，（）对梁在弹性阶段的整体稳定承载力影响不大。
（）A.梁的侧向抗弯刚度；B.梁所用材料的屈服点；C.荷载种类；D.荷载作用位置6、钢梁丧失整体稳定性属于（）屈曲。
（）7、按照截面形成塑性铰设计的梁，虽然可以节约钢材，但（）却比较大，有可能影响使用，因此设计规范只是有限制地使用（）。
（）8、组合工字形钢梁，除了要验算最大正应力和最大剪应力外，在同时受有较大正应力和剪应力的截面，还要在（）处验算折算应力。
钢结构第五章受弯构件水工钢结构课件第五章水工钢结构课件5.1 受弯构件的型式和应用 5.2 梁的强度和刚度 5.3 梁的整体稳定 5.4 梁的局部稳定和腹板加劲肋的设计 5.5 型钢梁的设计 5.6 组合梁的设计 5.7 梁拼接和连接 5.8 其它类型梁简介水工钢结构课件大纲要求:1.了解受弯构件的种类及应用； 2.了解受弯构件整体稳定和局部稳定的计算原理(难点),掌握梁的计算方法；3.掌握组合梁设计的方法及其主要的构造要求；4.掌握梁的拼接和连接主要方法和要求。
水工钢结构课件5.1受弯构件的形式和应用实腹式受弯构件――梁格构式受弯梁――桁架水工钢结构课件5.1受弯构件的形式和应用实腹式受弯构件――梁格构式受弯梁――桁架水工钢结构课件5.1梁格布置受弯构件的形式和应用水工钢结构课件梁的计算内容强度承载能力极限状态抗弯强度抗剪强度局部压应力折算应力整体稳定局部稳定正常使用极限状态刚度水工钢结构课件5.25.2.1抗弯强度梁的强度和刚度水工钢结构课件5.25.2.1抗弯强度截面形状系数实用抗弯计算公式: 在弯矩Mx作用下:梁的强度和刚度Mx f xWnxMy Mx f xWnx yWny在弯矩Mx My作用下：水工钢结构课件5.25.2.1抗弯强度截面塑性发展系数梁的强度和刚度水工钢结构课件5.25.2.1抗弯强度截面塑性发展系数梁的强度和刚度水工钢结构课件5.2梁的强度和刚度x x5.2.2 抗剪强度tmaxVmaxMmaxtmaxV S fv I tw水工钢结构课件5.25.2.3局部压应力梁的强度和刚度当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的固定集中荷载且荷载处又未设置支承加劲肋时，或有移动的集中荷载时，应验算腹板高度边缘的局部承压强度。
水工钢结构课件cFt w lzfF ――集中力,对动力荷载应考虑动力系数；――集中荷载增大系数，重级工作制吊车为1.35,其他为1.0;水工钢结构课件cFtw lzflz --集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度：跨中集中荷载：梁端支座反力：l z a 5hy 2hR l z a 2.5hy a1a--集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对吊车轮压可取为50mm; hy--自梁承载边缘到腹板计算高度边缘的距离；hr--轨道的高度，计算处无轨道时取0; a1 --梁端到支座板外边缘的距离，按实际取，但不得大于2.5hy。
