习题及辅导答疑计划,

1、百度文库-让每个人平等地提升自我习题及辅导答疑习题及辅导答疑计划在教学计划的课时安排上，我们设置了六个学时的习题课，用于巩固所学的内容，习题课主要设置在计算量较大的章节中。另外，在课程 内容安排上，每次上课的最后十分钟，教师均提出一些思考题和测试题， 以检验学生对当堂所学的内容掌握的情况和学习效果。我们还专门安排辅导教师，在课余时间对学生进行辅导和答疑，不 低于6人次。钢结构复习题及参考答案第一章绪论一、测试题1. 在钢结构的构件设计中，认为钢材屈服点是构件可以达到的 。最大应力设计应力* 疲劳应力稳定临界应力2. 吊车梁的受拉下翼缘在下列不同板边的加工情况下，疲劳强度最高的。两侧边为轧制边两

2、侧边为火焰切割边一侧边为轧制边，另一侧边为火焰切割边* 一侧边为刨边，另一侧边为火焰切割边3. 在进行第二种极限状态计算时，计算用的荷载 需要将永久荷载的标准值乘以永久荷载分项系数/ 需要将可变荷载的标准值乘以可变荷载分项系数永久荷载和可变荷载都要乘以各自的荷载分项系数/區I永久荷载和可变荷载都用标准值，不必乘荷载分项系数*4. 钢结构第一极限状态的设计表达式为：.、八.u |，式中；厂是。C结构主要性系数广荷载分项系数r可变荷载组合系数C材料的抗力分项系数5. 进行疲劳验算时，计算部分的设计应力幅应按 。标准荷载计算r设计荷载计算考虑动力系数的标准荷载计算考虑动力系数的设计荷载计算6. 在连

3、续反复荷载作用下，当应力比心=空 = -1时，称为。 % /完全对称循环脉冲循环、 1 /不完全对称循环不对称循环7. 下列钢结构计算所取荷载设计值和标准值，哪一组为正确的？ /I .计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设 计值；n .计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标 准值；川.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值；iv.计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值。I、皿n、皿i、vn、v8. 验算组合梁刚度时，荷载通常取。r标准值厂设计值C组合 值最大值9. 进行钢吊车梁的疲劳计算时，其荷载应采用标准值还是设计值及需乘以

4、哪些 系数？标准值，仅轮压乘以动力系数标准值，不乘以任何系数设计值，乘以荷载分项系数 C设计值，乘以荷载分项系数及轮压动力系数10. 计算吊车梁疲劳时，下列作用在跨间内的哪种吊车荷载取值是正确的？两台吊车荷载标准值乘以动力系数一台吊车荷载设计值乘以动力系数一台吊车荷载标准值乘以荷载分项系数一台起重量最大的吊车荷载标准值正确答案：A A D C A A C A B D第二章钢结构的材料一、思考题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？

5、参考答案：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

6、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。二、测试题1.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是 的典型特征。脆性破坏塑性破坏强度破坏失稳破坏2. 建筑钢材的伸长率与_ / 标准拉伸试件标距间长度的伸长值有关。到达屈服应力时到达极限应力时试件断裂瞬间试件断裂后3. 钢材的设计强度是根据确定的。比例极限弹性极限屈服点极限强度4. 结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用 示。流幅冲击韧性可焊性伸长率5. 在钢结构房屋中，选择结构用钢

7、材时，下列因素中的 是主要考虑的因素。 C建造地点的气温厂荷载性质C钢材造价建筑的防火等级6. 热轧型钢冷却后产生的残余应力。/以拉应力为主以压应力为主包括拉、压应力拉、压应力都很小7. 型钢中的钢和工字钢相比， 。/两者所用的钢材不同前者的翼缘相对较宽前者的强度相对较高两者的翼缘都有较大的斜度8. 钢材内部除含有Fe、C外，还含有害元素 。N,O,S,PN,O,SiMn ,0,PMn,Ti9. 有二个材料分别为3号钢和16Mn钢的构件需焊接，采用手工电弧焊，焊条应选用。/E43E50 C E55T5010. 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。低温屈服强度低温抗

8、拉强度低温冲击韧性疲劳强度11. 钢材脆性破坏同构件 关。应力集中低温影响残余应力弹性模量12. 普通碳素钢标号C3表示。厂甲类平炉3号沸腾钢乙类氧气顶吹3号沸腾钢 特类平炉3号沸腾钢丙类平炉3号镇静钢13. 3号镇静钢设计强度可以提高5%是因为镇静钢比沸腾钢 好o脱氧炉种屈服强度浇注质量14. 钢材的理想（T-6曲线（包括考虑焊接应力和不考虑焊接应力）是o1 a/r B1 C 广 Dy15. 普通碳素钢强化阶段的变形是 。/ / n完全弹性变形厂完全塑性变形n弹性成分为主的弹塑性变形h ； I塑性成分为主的弹塑性变形16. 下列因素中， 钢构件发生脆性破坏无直接关系。1钢材屈服点的大小C钢材

9、含碳量1负温环境G应力集中17. 同类钢种的钢板，厚度越大， 。强度越低厂塑性越好只韧性越好内部构造缺陷越少18. 钢材的抗剪设计强度fv与f有关，一般而言fv=。Q 曲 c fPr /19. 钢材在复杂应力状态下的屈服条件是由等于单向拉伸时的屈服点决定的。C最大主拉应力（T 最大剪应力TC最大主压 /IjT应力（T折算应力（T20. a k是钢材的 指标。韧性性能强度性能塑性性能冷加工性能正确答案：BC C D DC BAAC D CAC DAAA DA第三章钢结构的连接一、思考题1、2、3、4、5、6、7.&9.10.参考答案：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

10、生较大的 焊接变形；热影响区扩大容易产生脆裂。焊脚尺寸太小，焊接时产生的热量 较小，焊缝冷却快，容易产生裂纹；同时也不易焊透。焊缝长度过短，焊件局部加热严重，会使材质变脆；同时起、落 弧造成的缺陷相距太近，严重影响焊缝的工作性能。焊缝长度过长，应力沿长度分布不均匀，两端应力可能达到极限值而先破坏, 中部则未能充分发挥其承载能力。2. 答：残余应力对结构静力强度一般没有影响，因为它是自相平衡力系，只 要材料能发生塑性变形，其静力强度是不变的。但当材料不能发展塑性时， 则可能发生脆性破坏，即各点的外加应力和其残余应力相加达到材料的抗拉 强度fy，该点即破坏，从而降低构件的承载力。残余应力将减少构件

11、的刚度，因残余应力与外加应力相加，将使某些部分提 前进入塑性而不再承担以后增加的荷载。残余应力使构件刚度减小，因而对稳定承载力有不利影响，特别是对工字形 截面的弱轴影响更大。双向或三向残余拉应力场，将增加材料的脆性倾向，也将降低疲劳强度。3. 答： 正面角焊缝受力较复杂，但沿焊缝长度方向应力分布比较均匀，且正面角焊缝承载力较高；侧面角焊缝受力相对简单，主要承受沿着焊缝长度方 向的剪应力，剪应力沿焊缝长度方向分布不均匀，两边大、中间小，侧缝的 承载力较低，但侧缝塑性较好，两端出现塑性变形后，应力重分布，所以当 焊缝长度在规定的范围内时，剪应力应仍按均布计算。当作用力方向改变时，将它分解成分别垂直

12、于焊缝长度方向和沿焊缝长 度方向的应力，分别按正面角焊缝和侧面角焊缝算出和，且要求4. 答： 对接焊缝为亠或，即由相连两板件接触面间填充焊条施焊形成，为保证质量，对接焊缝常需坡口；角焊缝如或:，即在焊件侧边施焊形成。从受力上讲，对接焊缝受力无偏心，但对接焊缝常需坡口，施工麻烦，且对焊件的长度精确度要求较高；而角焊缝 则相反，受力偏心，但焊接无需坡口，施工较方便。5. 答：减小焊接应力和焊接变形的方法有:采取合理的施焊次序；尽可能采用对称焊缝；施焊前给构件一个和焊接变形 相反的预变形；可能情况下焊前预热，焊后保温慢慢冷却；焊后采用人工或机械 方法消除焊接变形。6. 答：通过高强螺栓的预拉力，使连

13、接构件受压，从而在连接面上产生摩擦力 来抗剪。在传力摩擦面的抗滑移系数一定的情况下，预拉力越大，高强螺 栓的抗剪承载力就越大，每个摩擦型高强螺栓的抗剪承载力为：. .” 。高强度螺栓的抗拉承载力也随预拉力的增大而增大，即一。7. 答：摩擦型高强度螺栓连接的板件间无滑移， 靠板件接触面间的摩擦力来传 递剪力，而承压型高强螺栓容许被连接板件间产生滑移，其抗剪连接通过 螺栓杆抗剪和孔壁承压来传递剪力，所以承压型高强度螺栓比摩擦型高强 度螺栓抗剪承载力大，但变形也大。8. 答：高强螺栓的应用，不论是受剪力连接、受拉力连接还是拉剪连接中，其 受力性能主要是基于螺栓对板件产生的压力，即紧固的预拉力，即使是

14、承 压型的连接，也是部分利用这一性能，因此，控制预拉力是保证高强螺栓 连接质量的一个关键性因素。高强螺栓预拉力设计值是这样确定的：基于钢材的屈服强度，考虑材料的不均匀性，为防止预拉力的松弛而需要的超张拉以及拧紧螺栓扭矩产生的剪力等因0 Oy C Q素进行综合确定，即：。9. 答：高强螺栓分摩擦型高强螺栓和承压型高强螺栓，摩擦型高强螺栓是靠接 触面间的摩擦力来传递剪力的，而承压型高强螺栓的抗剪性能同普通螺栓，高强度螺栓抗拉承载力由预拉力决定，为预拉力的 80%。普通螺栓是通过 栓杆受剪和板件孔壁受压来传递剪力的，通过螺栓杆抗拉来承受拉力。单 个螺栓的抗剪承载力设计值对于普通螺栓为螺栓抗剪承载力和

15、承压承载力的较小值；对于高强螺栓为儿，其中nf、訂分别为摩擦面数和抗 滑移系数，P为预拉力。10. 答：螺栓群在扭矩作用下，其内力计算基于下列假定：/ 被连接板件为绝对刚性体；螺栓是弹性体；/ 各螺栓绕螺栓群的形心旋转，使螺栓沿垂直于旋转半径r的方向受剪，各螺栓所受的剪力大小与r成正比。二、测试题1. 图中的焊脚尺寸hf是根据 定的。好母二匸5%而 了曲网打映=2.2x6 =7.2th17如血上$府删空狞晦门xA2竹癣叫啊=15410 =4.7?/s/imk = 1.26 = 7.=6-(1耐=.5jld =L210 = 12WhfjsXi =62. 如图所示梁截面形式、尺寸（lx=22000

16、X 10mm及荷载。 钢材为Q235-B?F,焊条采用E43型手工焊，梁翼缘和腹板间用角焊缝连接，hf=_mm。103. 如图所示为单角钢（L80X 5）接长连接，采用侧面角焊缝 （Q235钢和E43 型焊条，_ Jw ），焊脚尺寸hf =5mm。求连接承载力设计值（静载）c 2X0.75360- 10)X160C 2x0.75x(360160 c 2X0.75(妙5-呵心022?心.如沪“。4. 设有一截面尺寸为100X8的板件，在端部用两条侧面角焊缝焊在10mm厚的 节点板上，两板件板面平行，焊脚尺寸为 6mm。为满足最小焊缝长度的构造要 求，试选用下列何项数值。40mm60mm80mm1

17、00mm5. 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构 件选用Q345时，焊条选用E55E50E43前三种均可6. 产生焊接残余应力的主要因素之一是 。钢材的塑性太低钢材的弹性模量太高焊接时热量分布不均焊缝的厚度太小7. 产生纵向焊接残余应力的主要原因是o、/ C冷却速度太快C焊件各纤维能自由变形 C钢材弹性模量太大，使构件刚度很大施焊时焊件上出现冷塑和热塑区8. 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，o角钢肢背的侧焊缝与角钢肢尖的侧焊缝受力相等角钢肢尖侧焊缝受力大于角钢肢背的侧焊缝角钢肢背的侧焊缝受力大于角钢肢尖的侧焊缝由

18、于角钢肢背和肢尖的侧焊缝受力不相等，因而连接受有弯矩的 作用9. 在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于 o/r rrc虫60h40h80h120h10. 图示的角焊缝在P的作用下，最危险点是 oa、b点b、d点c、d点a、c点11. 对于直接承受动力荷载的结构，计算正面直角焊缝时要考虑正面角焊缝强度的提高要考虑焊缝刚度影响H 与侧面角焊缝的计算式相同厂取旳-12212. 在制作长焊件时，为了考虑焊接残余变形的影响，其下料长度等于 。设计长度r设计长度+纵向收缩余量g设计长度+纵向收缩和横向收缩余量1设计长度+横向收缩余量13. 焊接结构的疲劳强度的大小与关系不大。仁钢材的种类厂应力循环次数

19、G连接的构造细节残余应力大小14. 焊接连接或焊接构件的疲劳性能与关。佥力匕门J ；3丽最小应于.% 最大应力），宣力0畐対少二口晦-CF血15. 未焊透的对接焊缝计算应按算。r对接焊缝厂角焊缝 C断续焊缝斜焊缝正确答案：A D D D B C D C B B C B A B B三、计算题1 验算图示直角角焊缝的强度。已知静荷载 F=120kN （设计值），角焊缝的焊角尺寸为hf =8mm，钢材为Q235 BF钢，手工焊，焊条为E43型，2 请验算图示牛腿与柱连接的对接焊缝的强度。静力荷载设计值F=220kN 钢材用Q235 AF，焊条E43手工焊，无引弧板，焊缝质量三级（假定剪力 全部由腹板

20、上的焊缝承受）。U103两钢板截面为 18x 400，两面用盖板连接，钢材 Q235，承受轴心力设计值N=1181kN，采用M22普通C级螺栓连接，do = 23.5mm，按图示连接试验算节点是否安全*IIIIg W 1 1 1QD1 1 1 r,.111 -111一-i4 梁的连接构造 如图所示。连接承受的弯矩 M =1000kNm，剪力V =100kN 钢材Q235，摩擦型高强度螺栓级，M2Q接触面喷砂处理，-?-。试验算梁节点高强度螺栓连接的强度。提示：梁腹板分担的弯矩按 - 1，-计算，剪力全部由腹板承受。连接计算题参考答案:1 解:将F移至焊缝形心,一说0心卜叫嗣得工一 J一卓焊缝左

21、边点受力最为不利，由N产生的和M产生的 迭加66.3 N加/03JX/03 /20.7(150-1022什八心L03加 40百度文库-让每个人平等地提升自我比=_ =观加70了钉; 20781403代入:66.399.51.22焊缝强度满足要求。2解:=141.2 N恤魂1 lf = llS!kN(2) 验算被连接钢板的净截面强度4.解：(1)连接一侧最不利情况下的受力M由翼缘和腹板按刚度分配梁截面对于水平对称轴的惯性矩r =十沖仏罚心财 =4.871012腹板对于水平对称轴的惯性矩仁=9603 = 1.0310-* 12腹板分担的弯矩：= -1000 =211.5kmI47翼缘分担的弯矩:M

22、f 1000-2il.5788.5kN-m翼缘分担的弯矩由螺栓群受轴向力来承担:N工芒空皿&間h 1.0腹板螺栓群除分担部分弯矩外，还承受全部剪力，而该剪力对腹板连接螺栓群又有偏心，将剪力移到螺栓群形心，受力为：V = 100k/、M=22a5kN-myWOO(2) 确定单个摩擦型高强度螺栓的承载力设计值翼缘螺栓：按图中尺寸沿受力方向的连接长度 .故需将螺栓的承载力设计值乘以下列折减系数，即：JA(6=1.1-11-=OQS150%150215Ny = /? (09 pP) = O.PxQl? xO JJ x/55 = 5kN腹板螺栓：因上、下排螺栓“ 1”的合力方向大致是水平的，沿受力方向的

23、连接长度 - ，r 翼缘螺栓群受到的力，故翼缘板拼接螺栓满 足强度要求。b.腹板拼接螺栓：腹板承受的内力 V=100kN M = m每个螺栓所承受的垂直剪力为：=7在弯矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力为:22039yi3xi,故略去V1.)M十(町尸 J%.护十-QL2kN 125 6kN所以腹板拼接螺栓群满足强度要求。第四章、第五章受弯构件思考题百度文库-让每个人平等地提升自我2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.解释：1.厂的物理意义2. 式中：八、=、各代表什么含义。2514.参考答案：1. 答：应使梁截面中钢材部分受拉，混凝土部分受压。钢与混凝土连接面受 剪力

24、作用。2. 答：梁在荷载作用下，虽然其截面的正应力还低于钢材的强度，但其变形 会突然离开原来的弯曲平面，同时发生侧向弯曲和扭转，这就称为梁的整体失稳。主要因素：梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度，抗翘曲刚度，梁侧向支撑 点之间的距离，梁的截面形式，横向荷载的形式、在截面上的作用位置等。3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.24答：加大梁的侧向抗弯刚度、抗扭刚度和抗翘曲刚度，设侧向支撑，加强 受压翼缘其中设侧向支撑最经济。答：荷载作用于截面平面内一点，而不会使截面发生扭转，这一点称为截 面的剪力中心。它与材料和受力无关，它是截面的一个几何特性。答：当1仃b1小到一定程度可以保证阻止受压翼缘的侧向

25、变形，从而保证不会发生整体失稳。11表示受压翼缘的自由长度，b1表示受压翼缘宽度。答：16M n钢的最小高度较大，因为j ，:-厂丫，所以f越大则h 越大。hmin答：因为梁翼缘和腹板连接处，内力沿焊缝全长分布。答：对翼缘是简支，对腹板是具有弹性约束的半刚性约束。因为，腹板比 较高，对翼缘的转动约束比较小，而翼缘比较厚窄，对腹板可以有一定的转 动约束。答：设置加劲肋可以细分腹板区格，从而减小每一区格的宽厚比，进而提 高局部稳定性。横向加劲肋宽度bs，厚度ts的确定原则是：有足够的刚度, 使其成为腹板的不动支承。答：梁的翼缘板和腹板的拼接位置最好错开，并避免与加劲肋以及与次梁 连接处重合，以防止

26、焊缝密集交叉。腹板的拼接焊缝与平行它的加劲肋间至 少应相距10 t 。w答：梁翼缘的局部稳定是根据板件的屈曲应力达到材料的屈服点的95%来计算板的宽厚比；而柱子中是以翼缘局部稳定与柱子整体稳定的临界应力 相等的等稳定条件求板的宽厚比。答：Ely :梁的侧向抗弯刚度。Ely越大，梁的整体稳定性越好。Gh :梁的抗扭刚度。 Glt越大，梁的整体稳定性越好。k :与荷载种类、荷载作用位置、支承条件、截面形式等有关。l :梁受压翼缘的自由长度（受压翼缘侧向支撑点之间的距离）。13. 答：1.为梁的整体稳定系数，匚 、fy/2.为梁整体稳定的等效弯矩系数，与荷载种类、作用位置、梁的截面尺寸有关；心为梁在

27、受压翼缘侧向支承点间对弱轴 yy的长细比；为截面不对称影响系数；为采用不同钢号的系数。3丫14. 答：，为截面的塑性发展系数。以截面边缘屈服为标准的弹性设计，过于保守；以截面成塑性铰为标准的塑性设计，梁的变形可能过大。因而规 定采用截面部分发展塑性，限制截面上塑性发展深度为。（1/81/4）h二、测试题1. 计算梁的寸，应用净截面的几何参数。G正应力豆剪应力G整体稳定厂局部稳定 丁见2. 钢结构梁计算公式、讥中匚。与材料强度有关是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比表示截面部分进入塑性与梁所受荷载有关3. 在充分发挥材料强度的前提下，3号钢梁的最小高度hmin16Mn钢钢梁的（其他条件均相同）。百度文库

28、-让每个人平等地提升自我K大于小于等于不确定4. 梁的最小高度是由控制的/ a建筑要求 Q刚度r整体稳定5. 单向受弯梁失去整体稳定时是/ G弯曲r扭转6. 为了提高梁的整体稳定性，_ 式的失稳。卜；弯扭是最经济有效的办法厂双向弯曲53增大截面C增加侧向支撑点，减少liC设置横向加劲肋r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 。r设置纵向加劲肋C设置横向加劲肋r减少腹板宽度k增加翼缘的厚度8. 如图示钢梁，因整体稳定要求，需在跨中设侧向支点，其位置以 为最佳方案。ABCD9. 焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋对防止 引起的局部失稳最有效,布置纵向加劲肋对防止引起的

29、局部失稳最有效。A、剪应力B、弯曲应力C、复合应力D、局部压应力,CD,BB,C10. 钢梁腹板局部稳定采用/ 准则。/ 腹板局部屈曲应力与构件整体屈曲应力相等腹板实际应力不超过腹板屈曲应力腹板实际应力不小于板的屈服应力腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力11. 当梁整体稳定系数I 时，用代替匚，主要是因为梁的局部稳定有影响梁已进入弹塑性阶段梁发生了弯扭变形梁的强度降低了12.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自由边简支边固定边有转动约束的支承边13.对提高工字形截面的整体稳定性作用最小。增加腹板厚度约束梁端扭转设置平面外支承加宽梁翼缘14. 双轴对称截面梁，其强度刚好满

30、足要求，而腹板在弯曲应力下有发生局部失稳的可能，下列方案比较，应采用 0在梁腹板处设置纵、横向加劲肋在梁腹板处设置横向加劲肋/在梁腹板处设置纵向加劲肋沿梁长度方向在腹板处设置横向水平支撑15. 一焊接工字形截面简支梁，材料为 Q235, fy =235N/mm2梁上为均布荷载作用，并在支座处已设置支承加劲肋，梁的腹板高度和厚度分别为900mm和12mm， 若考虑腹板稳定性，则0布置纵向和横向加劲肋无需布置加劲肋按构造要求布置加劲肋按计算布置横向加劲肋正确答案：A C B C C B B C A D B D A C B三、计算题1.简支焊接钢梁的尺寸及荷载（均为静力荷载设计值）如图所示，钢材为Q

31、235， 加劲肋设置如图，不考虑局部压应力，要求：验算区格I腹板的局部稳定性。3 2kN/m4OQkNAOOkN111 i11 11 1 -! |llj1II1LL2500；2500.2500.2&00.2500J12500-20X4202.简支梁受力及支承如图所示，荷载标准值p=i80kN分项系数，不计自重,Q235钢,2fy=235N/mm1）验算该梁的强度。2）如不需验算该梁的整体稳定，问需设几道侧向支承?3.字形组合截面钢梁，其尺寸和受力 如图所示。已知其腹板的高厚比F=1B0KN13000.，为保证腹板的局部稳定，请在支座 A、B处及其之间梁段内布置加劲肋。pIP4. 图示为一焊接工

32、字形简支梁，跨度| = 4m。钢材Q235F f=215N/mtm，2fy=235N/mm承受均布荷载设计值为p （包括自重）。假定该梁局部稳定和强度以及刚度能满足要求，试求该梁能承受的荷载p计算题答案:1 解:= 2500性辔厶沁图为所以I,”2疇屮打（豁支座反力区格I平均弯矩、平均剪力分别为（中间点处）相应的V 400X10如冲 1260 8如如+才如曲“MOW527.51630S.21X10所以局部稳定满足要求。观75皿_ = g弼/ Q2040.4 4&炽最大正应力强度验算:竺岂2耗寸=m4因为翼缘 - 所以可以考虑部分塑性。盏S麗爲爲f 巧爲1.1215 = 236.5Jb：十 3*

33、 = 2 06一右_ My .肓85400777829 x 106最大剪应力强度验算:阳 1261(1126.41(7輕腹板与翼缘交界处折算应力验算:V3：-化阿5.仆0 7/777刃9 5%所以强度均满足2)整体稳定性保证如不需验算梁的整体稳定性，则需受压翼缘自由长度与其宽度的比满足要求：116.200 3200所以在梁跨中设一道侧向支承点就能保证梁的整体稳定性。3.解：在如图P力作用下，梁的弯矩图在支座 A、B间皆为负弯矩，即工字形 梁的下翼缘受压，上翼缘受拉。由于腹板的高厚比厂，因而需要设置横向加劲肋和纵向加劲肋。其横向加劲肋的间距，由于题目未给出其它条件，故可按一般构造要求取 a=2h

34、。；其纵向加劲肋则应设在距受压的下翼缘(1/41/5 )ho处，如图所示：在横向和纵向加劲肋处，横向加劲肋连续，切断纵向加劲肋。4.解：根据题意，该梁局部稳定、强度、刚度都能满足要求，所以按整体稳 定计算能够承受的最大荷载P。/ = 2250122408 -7920mmi牛兰竺竺。曲264A79207 62.863.7二蚩$00叱“巧bh 250.264炖=0.690.13 40yl 2 = 078；2526.4-4320 Ah235 0.953心咖警严彎637s 7妙 01 +63.7124.4x2642十02 64设P的单位为kN/m4mm要求满足 “即- 1 . 1 尸 一720、该梁能

35、承受的最大均布荷载P=m第六章轴心受力构件1.2.3.4.5.6.7.1) 重力集中荷载P作用在柱顶2) 一重力集中荷载作用在柱顶，另一重力集中荷载作用在柱高的中点8.9.10. 图示箱形柱，柱内均填素混凝土，在轴心压力作用下,参考答案：1. 答：拉杆要控制刚度是为了保证构件在使用过程中不产生过大的横向振动而使杆件连接受到损害及改变杆件轴心受拉的性质。验算：构件长细比小于或等于容许长细比，即：.I.拉杆允许长细比一与拉杆所受荷载的性质有关。2. 答：轴心受压柱的临界力。对格构式缀条柱的虚轴，I2 , 存刃单位剪切角二较大，剪力产生的剪切变形不能忽略，它将降低整体稳定临 界力，因此设计中将构件计

36、算长度定为 。，尸i为放大系数,以考虑这一不利影响，用换算长细比来替代、（X为虚轴）。柱的整体等稳定条件为-.1：. （y为实轴）。3. 答：轴压构件当 丄较大时为弹性失稳，此时临界力只与长细比有关，所以可通过改变支承条件（如杆端将铰支改为固定，中间加支承点等）来减小计算长度，或改变截面形状，增大回转半径来提高整体稳定性；当轴压构件长细比较小时为弹塑性失稳，此时其临界力与材料强度也有关，因此提高钢号对提高整体稳定性也有一定作用。此外，截面形式与整体稳定性也有关，在三类截面a、b、c中，a类最好，c类最差4答：为使格构柱单肢不先于整体失稳，要限制单肢的长细比。通过保证单肢长细比.2 - 一 m,

37、.（ -工一为两个主轴方向长细比中的较大值）。5. 答：考虑杆长千分之一的初始挠度，忽略初始偏心，计入焊接残余应力的影响，根据压溃理论用有限元方法确定构件的临界应力。6答：当轴心受力工字型截面中的腹板发生局部失稳时，在不采取措施的情况下可以采用有效截面的概念进行计算。即计算时仅考虑腹板两边缘各20U甲7 答：后一种稳定承载力较高。从能量法角度分析，前者全部荷载作用在顶部 引起的变形较大，所以其临界应力较小，稳定承载力较低。8答：轴压构件一般由稳定控制。轴心压杆在 丸较小时的失稳为弹塑性失稳, 此时临界应力与材料强度有关，所以短粗构件采用高强度的钢材比较有利， 能提高杆件承载力。9答：影响轴心压

38、杆稳定极限承载力的初始缺陷有：（1）初始变形；（2）初 始偏心；（3）残余应力；（4）材质不均；等。/ 规范中主要考虑的有：（1）初始弯曲（2）残余应力。10答：前者会发生局部屈曲，腹板或翼缘向外曲鼓；/ 后者不会局部屈曲，因为在内部砼挤压下钢管环向受拉。二、测试题1. 一根截面面积为A,净截面面积为An的构件，在拉力N作用下的强度计算公 式为O2. 轴心受拉构件按强度极限状态是o净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 净截面的平均应力达到钢材的屈服强度 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度3. 实腹式轴心受拉构件计算的内容有o强度强度和整体稳定性强度、局部稳定和整

39、体 /稳定强度、刚度（长细比）4. 轴心受力构件的强度计算，一般采用轴力除以净截面面积，这种计算方法对 下列哪种连接方式是偏于保守的？r摩擦型高强度螺栓连接承压型高强度螺栓连接厂普通螺栓连接厂铆钉连接5. 工字型组合截面轴压杆局部稳定验算时，翼缘与腹板宽厚比限值是根据导出的。6.图示单轴对称的理想轴心压杆，弹性失稳形式可能为 X轴弯曲及扭转失稳巨丫轴弯曲及扭转失稳转失稳绕丫轴弯曲失稳7. 用Q235号钢和16锰钢分别建造一轴心受压柱，其长细比相同，在弹性范围内屈曲时，前者的临界力 者的临界力。大于小于等于或接近无法比较8. 轴心受压格构式构件在验算其绕虚轴的整体稳定时采用换算长细比，是因为。格

40、构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件G考虑强度降低的影响 考虑剪切变形的影响/ M I考虑单支失稳对构件承载力的影响9. 为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施，这一做法是为了 。/ 改变板件的宽厚比厂 增大截面面积改变截面上的应力分布状态增加截面的惯性矩10. 轴心压杆构件采用冷弯薄壁型钢或普通型钢，其稳定性计算 。完全相同战仅稳定系数取值不同二仅面积取值不同完全不同11. 工字型截面受压构件的腹板高度与厚度之比不能满足按全腹板进行计算的要求时，。可在计算时仅考虑腹板两边缘各 ?阻#的部分截面参加承受荷载必须加厚腹板必须设置纵向加劲肋必须设置横向加劲肋12.实腹式轴压杆绕x,y轴的长细比

41、分别为Ax、Ay，对应的稳定的系数分别为类判别f Xf yf X=f yf Xf y13.纵向均匀受压四边简支矩形薄板的稳定系数为a=3600mm, b=1500mm 时,需要根据稳定性分（世十上 a mb。当14.轴心压杆的f A关系曲线 如图所示两个区组成，I区为中小长细比部分,II区为大长细比部分。改变钢材的种类来提高钢材的强度, 可提高两区的整体稳定承载力不能提高两区的整体稳定承载力只能提高II区的整体稳定承载力只能提高I区的整体稳定承载力15.在下列因素中，寸压杆的弹性屈曲承载力影响不大。/压杆的残余应力分布广 构件的初始几何形状偏差材料的屈服点变化厂 荷载的偏心大小正确答案：C C

42、 D A B B C C A B A D A D C三、计算题1. 验算由2L75X 5 （面积为X 2cm2）组成的水平放置的轴心拉杆。轴心拉力的 设计值为270KN只承受静力作用，计算长度为3n。杆端有一排直径为20mm 的螺栓孔，图示。钢材为Q235钢。计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。入=250。ix= 2.32cm, iy= 3.29cm,单肢最小回转半径 ii = 1.50cm2. 一钢柱长6 m,两端铰接，承受轴心压力设计值 5000kN。柱子截面由40 a 和钢板组成，钢材均为Q235,每隔15 cm用螺栓连接，螺栓孔径为20 mm已知40 a的截面积A= cm2，1x1 =

43、 cm4， M =592 cm4，翼缘宽度为100,钢材 强度设计值f =215N/mm2，图示，螺栓连接已经验算。Q01FI 11 Q1 IO11 O1I411要求综合考虑柱子的强度、整体稳定和局部稳定，讨论该柱是否可用？3. 工字形截面轴心受压柱 如图所示，lox=l = 9m，loy=3m ,在跨中截面每个 翼缘和腹板上各有两个对称布置的 d = 24mm的孔，钢材用Q235AF f =215N/mm2，翼缘为焰切边。试求其最大承载能力局部稳定已保证，不必验算。J L(戦：mm)4. 如图所示普通热轧工字型钢轴心压杆，米用 Q235F f =215N/mm2。 问：(1)此压杆是否满足要

44、求？(2) 此压杆设计是否合理？为什么？(3) 当不改变截面及两端支承条件时，欲提高此杆承载力，比较合理的 措施是什么？| N=300kN(*im)EEOC%A-26.1cmJir=L89cmxlIX1计算题参考答案:1. 解:Q235钢,f =215N/mm2(1) 净截面强度计算:A = 741x2 =14S2(m)4 = 1482-2052 = 1282?N 270000CT =4 1282沖(忆/ 5孙忆屏 .-据上述计算该拉杆强度、刚度均满足要求。2. 解：(1)强度验算4 -7505x2 + 5t?x/x2-(/ 5+7.Qx?x - 2477cm5000 xjQ3247.7 Ki

45、03I -?x；7577 9x/t/ + 2x7t)xtfOOx2053 - 35x1 Ostni.I7, = 5921(f2 75 05xJO2x30G -(100 -珈)Fx2 +妙 y x 109mmAL n丄=750 2 + 106002 2 70E0fU =17 .02 mm“178.02(3)(P -0.92327亦 0232 7Qly40悬挑部分所以，翼缘板中间部分局部稳定不能满足。3. 解：截面几何特性:A= 220020 +50010 130004 = j4-x2i?x24+2x/0x4) =220200 = 2按强度条件确定的承载力:2.67X107= mo斗N广二 106

46、10x 215 = 2.28 2M = 2280kN按稳定条件确定的承载力:源=!= = 40.4仏 22.3=662 U = 15023因x轴为弱轴，且 I /,.,，因而对y轴的稳定承载力小于对x轴的稳定承载力，由I一 查表得j -所以M 町盘f0773 口32乂2订灯护2丽所以 此柱的最大承载力为2160kN=4. 解：如图h=loy=26OOmm, N=300kN截面无削弱，其承载力取决于整体稳定。百度文库-让每个人平等地提升自我(1) 1一1一 - 耳 6.38137.61503.4.5.#对y轴为b类截面，查表得： .300 1030 3552610整体稳定不符合要求。（2）此压杆设计不合理，对x、y轴长细比相差太大，致使对y轴极易失稳，而对x 轴承载力有富余，不经济。（3）提高对y轴的稳定承载力，设侧向支承，使 山=l/2=1300mm贝U查表得：尸1.39兀0 口沪07582610 对于x轴 兀=40.沐弘=处.占，且