钢结构偏心受力构件

钢结构本形考任务1-4 阶段性学习测验1-4参考答案题目101.下面关于钢结构特点的说法有误的一项是（）D.耐热性差、耐火性好题目202.相比较而言，最适合强震区的结构类型是（）B.钢结构题目303.下列均为大跨度结构体系的一组是（）D.网壳、悬索、索膜题目404.结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的能力，称为结构的（）A.可靠性题目505.下列均为承载能力极限状态范畴的一组是（）C.构件或连接的强度破坏、疲劳破坏、脆性断裂题目606.钢结构设计最基本的要求不包括()C.造型美观题目707.用来衡量承载能力的强度指标指的是()A.屈服强度题目808.钢材一次拉伸过程中可分为4个阶段，其中第2阶段是()B.强化阶段题目909.钢材拉伸过程中，随变形的加快，应力应变曲线出现锯齿形波动，直到出现应力保持不变而应变仍持续增大的现象，此阶段应为()D.弹塑性阶段题目1010.钢材的抗拉强度能够直接反映()A.结构承载能力题目1111.钢材的强屈比越高，则钢材的安全储备()C.越大题目1212.钢材在外力作用下产生永久变形时抵抗断裂的能力称为（）B.韧性题目1313.伸长率越大，则钢材的塑性越()A.越好题目1414.下列关于碳元素对钢材性质的影响说法有误的一项是（）没有明显的格式错误或问题，因此不需要删除或改写。

B.两端小、中间大C.均匀分布D.无法确定题目1313.钢结构中常用的连接件有螺栓、焊接件和（）A.铆接件B.XXXC.销轴D.胀紧螺栓题目1414.螺栓连接中，螺栓的抗剪承载力取决于（）A.螺栓的材料和长度B.螺栓孔的大小和螺栓直径的大小C.板件的厚度和强度D.预紧力和板件接触面间的摩擦系数的大小题目1515.在钢结构中，焊接件的连接方式主要有对接焊、角接焊和（）A.搭接焊B.对角焊C.熔焊D.埋弧焊题目1616.焊接件的连接方式中，对接焊的优点是（）A.焊缝强度高B.施工简便C.适用范围广D.以上都是题目1717.在进行焊接前，应对接缝进行（）A.清理B.打磨C.涂漆D.以上都是题目1818.焊接时，应保证焊缝的形状和（）A.尺寸B.颜色C.光泽度D.形态题目1919.常见的焊缝缺陷包括裂纹、气孔、夹渣等，其中夹渣是指（）A.焊缝中夹杂的渣滓B.焊接过程中未熔化的金属C.焊接时产生的气泡D.以上都不是题目2020.焊接时，应注意防止（）A.火花飞溅B.电流过大C.气孔产生D.以上都是13.直角角焊缝的强度计算公式中，符号表示角焊缝的强度设计值、垂直于焊缝长度方向的应力、正面角焊缝的强度设计值增大系数和平行于焊缝长度方向的剪应力。

题目1.01．梁在横向荷载作用下使截面受剪时，剪应力合力的作用点称为（）
A. 临界点
B. 剪切角
C. 剪切中心
D. 受力中心
【答案】：剪切中心
题目2.02．如梁或杆件两端承受大小相等而方向相反的一对扭矩；而且两端的支承条件又不限制端部截面的自由翘曲，则杆件产生均匀的扭转，称为（）
A. 自由扭转
B. 剪切扭转
C. 约束扭转
D. 拉屈扭转
【答案】：自由扭转
题目3.03．横向荷载作用下，梁的受压翼缘和腹板都可能因弯曲压应力和剪应力的作用而偏离其平面位置，出现波形鼓曲，这种现象称为（）
A. 梁整体失稳
B. 梁弯曲失稳
C. 梁局部失稳
D. 梁扭转失稳
【答案】：梁局部失稳
题目4.04．构件和板件失稳的根本原因是截面存在（）
A. 压应力
B. 拉应力
C. 弯矩应力
D. 剪应力
【答案】：压应力。

钢结构的材料1．为什么能把钢材简化为理想的弹塑性材料？2．塑性和韧性的定义，两者有何区别，冷弯性能和冷作硬化对结构设计的意义是什么？3．为什么承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分？1．答：从钢材拉伸时的应力－应变曲线可以看到，钢材有较明显的弹性、屈服阶段，但当应力达屈服点后，钢材应变可达2％～3％，这样大的变形，虽然没有破坏，但结构或构件已不适于再继续承受荷载，所以忽略弹塑性阶段，而将钢材简化为理想的弹塑性材料。

2．答：塑性是指当应力超过屈服点后，能产生显著的残余变形而不立即断裂的性质；韧性是指塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力。

韧性同塑性有关，但不完全相同，是强度和塑性的综合表现。

冷弯性能是指钢材在冷加工产生塑性变形时，对发生裂缝的抵抗能力，可检验钢材的冷加工工艺和检查钢材的内部缺陷。

钢材冷加工过程中引起的钢材硬化称为冷作硬化，冷作硬化可能使材料变脆。

3．答：钢结构冷加工时会引起钢材的局部冷作硬化，从而使材料强度提高，塑性、韧性下降，使钢材变脆。

因此，对承受动力荷载的重要结构要通过刨边、扩孔等方法清除其冷加工的边缘部分，从而防止脆性破坏。

钢结构的连接1、请说明角焊缝焊脚尺寸不应太大、太小的原因及焊缝长度不应太长、太短的原因?2、试述焊接残余应力对结构工作的影响?3、正面角焊缝和侧面角焊缝在受力上有什么不同？当作用力方向改变时，又将如何？4、对接焊和角焊缝有何区别？5、如何减小焊接应力和焊接变形？6．高强度螺栓的预拉力起什么作用？预拉力的大小与承载力之间有什么关系？7．摩擦型高强度螺栓与承压型高强度螺栓有什么区别？8．为什么要控制高强度螺栓的预拉力，其设计值是怎样确定的？9．普通螺栓和高强度螺栓在受力特性方面有什么区别？单个螺栓的抗剪承载力设计值是如何确定的？10．螺栓群在扭矩作用下，在弹性受力阶段受力最大的螺栓其内力值是在什么假定条件下求得的？1．答：焊脚尺寸太大施焊时较薄焊件容易烧穿；焊缝冷却收缩将产生较大的焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。

偏心受压构件正截面受压破坏形态偏心受压短柱的破坏形态试验表明，钢筋混凝土偏心受压短柱的破坏形态有受拉破坏和受压破坏两种情况。

1．受拉破坏形态受拉破坏又称大偏心受压破坏，它发生于轴向力N的相对偏心距较大，且受拉钢筋配置得不太多时。

受拉破坏形态的特点是受拉钢筋先达到屈服强度，导致压区混凝土压碎，是与适筋梁破坏形态相似的延性破坏类型。

构件破坏时，其正截面上的应力状态如上图(a)所示；构件破坏时的立面展开图见下图(b)。

2．受压破坏形态受压破坏形态又称小偏心受压破坏，截面破坏是从受压区开始的，发生于以下两种情况。

（1）当轴向力N的相对偏心距较小时，构件截面全部受压或大部分受压，如图(a)或下图(b)所示的情况。

(2)当轴向力的相对偏心距虽然较大，但却配置了特别多的受拉钢筋，致使受拉钢筋始终不屈服。

破坏时，受压区边缘混凝土达到极限压应变值，受压钢筋应力达到抗压屈服强度，而远侧钢筋受拉而不屈服，其截面上的应力状态如下图(a)所示。

破坏无明显预兆，压碎区段较长，混凝土强度越高，破坏越带突然性，见下图(c)。

总之，受压破坏形态或称小偏心受压破坏形态的特点是混凝土先被压碎，远侧钢筋可能受拉也可能受压，但都不屈服，属于脆性破坏类型。

在“受拉破坏形态”与“受压破坏形态”之间存在着一种界限破坏形态，称为“界限破坏”。

它不仅有横向主裂缝，而且比较明显.。

其主要特征是：在受拉钢筋应力达到屈服强度的同时、受压区混凝土被压碎。

界限破坏形态也属子受拉破坏形态。

长柱的正截面受压破坏试验表明，钢筋混凝土柱在承受偏心受压荷载后，会产生纵向弯曲。

但长细比小的柱，即所谓“短柱”，由于纵向弯曲小，在设计时一般可忽略不计。

对于长细比较大的柱则不同，它会产生比较大的纵向弯曲，设计时必须予以考虑。

下图是一根长柱的荷载一侧向变形（N －f）实验曲线。

偏心受压长柱在纵向弯曲影响下‘可能发生两种形式的破坏。

长细比很大时，构件的破坏不是由于材料引起的，而是由于构件纵向弯曲失去平衡引起的，称为“失稳破坏”。

《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( )。

偏心受压构件的受力钢筋布置
偏心受压构件的受力钢筋布置包括纵向受力钢筋和箍筋。

纵向受力钢筋的作用是承受构件的轴心压力或拉力，通常采用HRB400级或HRB500级热轧带肋钢筋。

箍筋的作用是固定纵向受力钢筋的位置，并承受剪力和扭矩等附加作用，一般采用HPB300级热轧光圆钢筋。

在布置受力钢筋时，需要满足一定的构造要求。

对于纵向受力钢筋，其最小直径不宜小于12mm，间距不应大于200mm，也不应小于80mm。

对于箍筋，其直径不应小于纵向受力钢筋最大直径的1/4，间距不应大于200mm，也不应小于100mm。

此外，在偏心受压构件中，需要注意以下问题：
构件的截面尺寸和形状应合理选择，以避免截面中心与重心偏离过大，导致过大的偏心距。

受力钢筋的布置应尽可能均匀对称，以减小附加弯矩和偏心力矩。

在承受拉力的部位应加强钢筋的布置，以增加构件的承载能力。

对于长细比较大的构件，需要考虑构件的整体稳定性和局部稳定性。

在施工过程中，应采取措施防止钢筋移位和变形。

综上所述，偏心受压构件的受力钢筋布置需要综合考虑截面尺寸、形状、钢筋直径和间距、以及施工过程中的问题等因素，以确保构件的承载能力和稳定性。

题目：3．偏心受力构件可采用多种截面形式，按截面几何特征分为（）选项A：开口截面和闭口截面选项B：实腹式截面和格构式截面选项C：单轴对称截面和双轴对称截面选项D：型钢截面和组合截面型钢答案：开口截面和闭口截面题目：4．偏心受力构件可采用多种截面形式，按截面分布连续性分为（）选项A：实腹式截面和格构式截面选项B：单轴对称截面和双轴对称截面选项C：型钢截面和组合截面型钢选项D：开口截面和闭口截面答案：实腹式截面和格构式截面题目：5．偏心受力构件如果截面沿两个主轴方向作用弯矩较接近，宜选用（）选项A：实腹式截面选项B：双轴对称截面选项C：单轴对称截面选项D：开口截面答案：双轴对称截面题目：6．计算拉弯、压弯构件强度时，根据不同情况，可以采用三种不同的强度计算准则，其中以构件最大受力截面形成塑性铰为强度极限的计算准则是（）选项A：弹性破坏准则选项B：部分发展塑性准则选项C：全截面屈服准则选项D：边缘纤维屈服准则答案：全截面屈服准则题目：7．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（）选项A：只在受压侧出现塑性选项B：可能在拉、压侧都出现塑性选项C：拉、压侧都不会出现塑性选项D：只在受拉侧出现塑性答案：可能在拉、压侧都出现塑性题目：1．工业厂房和多层房屋的框架柱属于（）选项A：压弯构件选项B：受弯构件选项C：拉弯构件选项D：受压构件答案：压弯构件题目：2．对于单向压弯构件，如果在非弯矩作用方向有足够的支撑阻止构件发生侧向位移和扭转，就会在弯矩作用的平面内发生弯曲失稳破坏，破坏时构件的变形形式为（）选项A：弯矩作用平面内的弯曲变形选项B：局部失稳选项C：平面外失稳选项D：弯矩作用平面外的弯曲变形答案：弯矩作用平面内的弯曲变形题目：8．框架柱在框架平面外（沿房屋长度方向）的计算长度取决于（）选项A：柱的屈服强度选项B：柱的截面尺寸选项C：柱的长细比选项D：支撑构件的布置答案：支撑构件的布置题目：9．在其他条件相同时，通常刚架的有侧移屈曲荷载相比无侧移屈曲荷载要（）选项A：相等选项B：大选项C：小选项D：不能确定答案：小题目：10．高层建筑钢结构的框架梁和框架柱的主要连接应采用（）选项A：铰接选项B：刚性连接选项C：半刚性连接选项D：柔性连接答案：刚性连接题目：1．偏心受力构件既承受轴力又承受弯矩，有可能因弯矩最大截面达到强度极限而不能再继续承载，也可能因受压而丧失稳定性。

受拉构件的截面承载力轴心受拉构件正截面受拉承载力计算与适筋梁相似，轴心受拉构件从加载开始到破坏为止，其受力过程也可分为三个受力阶段。

第I 阶段为从加载到混凝土受拉开裂前。

第Ⅱ阶段为混凝土开裂后至钢筋即将屈服。

第Ⅲ阶段为受拉钢筋开始屈服到全部受拉钢筋达到屈服；此时，混凝土裂缝开展很大，可认为构件达到了破坏状态，即达到极限荷载N 。

轴心受拉构件破坏时，混凝土早已被拉裂，全部拉力由钢筋来承受，直到钢筋受拉屈服。

故轴心受拉构件正截面受拉承载力计算公式如下：s y u A f N式中N u ――轴心受拉承载力设计值；y f ――钢筋的抗拉强度设计值；s A ――受拉钢筋的全部粼面面积。

大偏心受拉构件正截面的承载力计算偏心受拉构件正截面的承载力计算，按纵向拉力N 的位置不同，可分为大偏心受拉与小偏心受拉两种情况。

当轴向拉力作用在s A 合力点及/s A 合力点以外时，截面虽开裂，但还有受压区，否则拉力N 得不到平衡。

既然还有受压区，截面不会裂通，这个情况称为大偏心受拉。

构件破坏时，钢筋s A 及/s A 的应力都达到屈服强度，受压区混凝土强度达到c f 1α。

基本公式如下：bx f A f A f N c s y s y u 1//α--=)()2(/0//01s s y c u a h A f x h bx f e N -+-=α s a h e e +-=20 受压区的高度应当符合b x x <的条件，计算中考虑受压钢筋时，还要符合/2s a x ≥的条件。

设计时为了使钢筋总用量（A s +A s '）最少，同偏心受压构件一样，应取x =x b ，代人上式，可得对称配筋时，由于A s +A s ' 和f y +f y ' ，将其代入基本公式后，必然会求得x 为负值，即属于x <2a 's 的情况。

这时候，可按偏心受压的相应情况类似处理，即取x ＝2a 's ，并对A s '合力点取矩和取A s '=0分别计算A s 值，最后按所得较小值配筋。

国家开放大学电大本科《钢结构》2025-2026期末试题及答案（试卷号：1108）一、单项选择题（将每题正确答案的序号填入括号内，每小题2分，共计36分）1．塔架和桅杆的结构形式属于( )A．高耸钢结构 B．板壳结构C．轻型钢结构 D．大跨结构2．结构可靠性主要包括( )A．安全性、适用性和耐久性B．耐水性、耐燃性和耐火性C．抗渗性、抗震性和抗高温性D．稳定性、可焊性和可塑性3．钢的主要成份为( )A．铁和锰 B．铁和氧C．硫和氧 D．铁和碳4．下列关于碳元素对钢材性质的影响说法有误的一项是( )A．碳含量增加，抗腐蚀能力降低B．碳含量增加，钢的强度提高C．碳含量增加，塑性、韧性和疲劳强度下降D．碳含量增加，可焊性增强5．当温度在260℃—320℃时，在应力持续不变的情况下，钢材以很缓慢的速度继续变形，此种现象称为( )A．偏析 B．蓝脆C．时效 D．徐变6．钢材在连续反复荷载作用下，应力还低于极限抗拉强度，甚至低于屈服强度，发生的突然的脆性断裂称为( )A．疲劳破坏 B．脆性破坏C．塑性破坏 D．冲击破坏7．在钢的冶炼过程中，加入少量特定的合金元素，一般指铜(Cu)、磷(P)、铬(Cr)、镍(Ni)等，使之在金属基体表面上形成保护层，以提高钢材耐大气腐蚀性能，这类钢称为( )A．镇静钢 B．耐候钢C．优质碳素结构钢 D．高建钢8．钢结构的连接方法一般可分为( )A．焊接连接、铆钉连接、螺栓连接和销轴连接B．焊接连接、粘结连接、螺栓连接和销轴连接C．焊接连接、粘结连接、铆钉连接和销轴连接D．粘结连接、铆钉连接、螺栓连接和销轴连接9．焊缝的表示方法中，符号“V”表示的是( )A．V形角焊缝B．V形破口的对接焊缝C．V形搭接焊缝D．V形角部连接10．螺栓的排列方式说法有误的一项是( )A.螺栓的排列方式分并列和错列两种B．并列连接排列紧凑，布孔简单，传力大．C．错列排列的截面削弱小，连接不紧凑，传力小D．相比并列排列，错列排列截面削弱较大，是目前常用的排列形式11．螺栓群在轴力作用下的受剪连接，各个螺栓的内力沿螺栓群长度方向不均匀，分布特点为( ) A.均匀分布 B．-端大、一端小C．两端大、中间小 D．两端小、中间大12.一般情况下，轴心受力构件满足刚度要求采取的措施是限制构件的( )A．截面形状 B．截面大小C．长细比 D．长度13.格构式柱穿过分肢的轴称为实轴，一般记作( )A.x轴 B．y轴C．z轴 D．o轴14.刚接柱脚与饺接柱脚的区别在于( )A．是否需将柱身的底端放大B．能否传递弯矩C．能否将柱身所受的内力传给基础D．是否与基础相连15.如梁或杆件两端承受大小相等而方向相反的一对扭矩；而且两端的支承条件又不限制端部截面的自由翘曲，则杆件产生均匀的扭转，称为( )A.自由扭转 B．约束扭转C．拉屈扭转 D．剪切扭转16．工字形截面梁受压翼缘宽厚比限值为}≤15√雩芋，式中6为( )A.翼缘板外伸宽度 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17.偏心受力构件如果截面沿两个主轴方向作用弯矩较接近，宜选用( )A.开口截面 B．实腹式截面C．单轴对称截面 D．双轴对称截面18.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．可能在拉、压侧都出现塑性 B．只在受压侧出现塑性C．只在受拉侧出现塑性 D．拉、压侧都不会出现塑性二、判断题（正确的划“√”，错误的划“×”每小题2分．共计24分）19.钢材轻质高强的特性使钢结构在跨度、高度大时体现出良好的综合效益。

《结构设计原理》课程教学大纲一、课程的性质和任务《结构设计原理》是道桥与市政工程专业及其专业群根据专业培养目标和职业岗位要求而开设的一门专业基础课程，也是专业必修课程。

是研究各种结构构件设计的基本理论和方法，培养学生设计各种构件的能力，使学生具备工程结构的基本知识，掌握钢筋混凝土结构、预应力混凝土结构、圬工结构和钢结构的各种基本构件的受力特性及其变形规律，并能根据有关设计规范和资料进行构件的设计，为其桥梁课程学习、桥梁结构设计以及道桥与市政工程施工打下一个牢固的基础。

二、教学内容和教学要求学习情境1结构设计基础知识1．教学内容和教学要求知识点：（1）混凝土结构的基本概念及其特点。

（2）结构上的作用及其代表值。

（3）极限状态的基本概念及其荷载效应组合。

（4）钢材、混凝土及圬工材料的物理力学性能。

（5）钢筋和混凝土共同工作的机理。

了解：混凝土结构的基本概念及相关材料的物理力学性能。

理解：钢筋和混凝土共同工作的机理；极限状态法的基本概念。

掌握：极限状态法计算原则及其荷载效应组合。

2．重点和难点重点：结构上的作用及其代表值；材料的物理力学性能及其共同工作机理；极限状态法的基本概念及其计算原则。

难点：运用极限状态法的计算原则计算由荷载对结构产生的组合效应值。

使学生了解混凝土结构的基本概念及其特点，熟悉钢材、混凝土及圬工材料的物理力学性能。

理解理解极限状态法的基本概念，掌握承载能力极限状态和正常使用极限状态的计算原则。

能够确定作用在结构上的荷载，合理选择其代表值，并运用极限状态法的计算原则计算出由荷载产生对结构的组合效应值。

学习情境2钢筋混凝土结构1．教学内容和教学要求知识点：（1）钢筋混凝土受弯构件。

（2）钢筋混凝土受压构件。

（3）钢筋混凝土受拉构件。

（4）钢筋混凝土受扭构件。

（5）钢筋混凝土应力、裂缝及变形验算。

了解：受弯、压、拉及扭构件的截面形式与基本构造要求。

理解：受弯、压、拉及扭构件受力的全过程、破坏特征及其承载力计算原则；受弯、压、拉及扭构件的计算公式、适用条件及计算方法；受弯构件的应力、裂缝和变形计算的方法。

1。

中心支撑提供侧向刚度比较大，受力是以拉压为主，变形特征：构件拉伸与受压屈曲，对梁柱有附加轴力，构造连接比较简单。

2。

偏心支撑提供侧向刚度相对比较小，受力是以耗能梁段受剪力为主，同时支撑受拉压，变形特征：耗能梁段先受剪屈服，其次支撑屈曲，对梁柱产生附加轴力小，构造连接比较复杂，造价较高。

偏心支撑主要用来耗能，减小地震作用，由于高层建筑竖向构件比较大，刚度也大，偏心支撑提供侧向刚度相对比较小，位移易满足要求。

3。

小高层，刚度较小时，也可采用中心支撑，增加刚度。

4。

支撑的设计要求：采用铰接计算，刚性连接。

排架结构中的支撑一般计算与构造均采用铰接，主要是受力较小。