安徽理工大学钢结构第五章题库

1、第五章受弯构件设计一、选择题1 .对于跨度较大的工字钢梁，其最小高度一般是由下列哪项指标决定的（B ）A.建筑高度B.刚度要求C.强度要求D.经济条件（即用料最省原则）2 .设计焊接组合截面梁时，通常要事先估计梁的高度取值范围，一般来说梁的最大高度是由建筑高度所决定的，而梁的最小高度一般是由下列哪项决定的（D ）A.梁的整体稳定要求B .梁的局部稳定要求C.梁的强度要求D .梁的刚度要求3 .经济梁高he指的是（A ）A.用钢量最小时梁的截面高度B .挠度等于规范限值时梁的截面高度C.强度与稳定承载力相等时梁的截面高度D .腹板与翼缘用钢量相同时梁的截面高度4 . 一简支梁受均布荷载作用，其中

2、永久荷载标准值为15kN/m,仅一个可变荷载，其标准值为20kN/m,则强度计算时的设计荷载为（ A ）。A. q=1. 2X15+1. 4X20B. q=15+20C. q=1 . 2X 15+0. 85X 1. 4X 20 D , q=1. 2X15+0. 6X1. 4X20Mv5 .按规范GBJ17- 88中的公式<f计算直接承受动力荷载的工字形截面梁抗弯强x%度时，x取值为（A ）A. x 1.0 B . x 1.05 C . x 1.15 D . x 126 .梁的支承加劲肋应设置在（ C ）A.弯曲应力大的区段；B.剪应力大的区段；C.上翼缘或下翼缘有固定作用力的部位；D .

3、有吊车轮压的部位7 .简支梁符合下列哪种条件时，可不必验算梁的整体稳定性（A ）A.有钢筋混凝土板密铺在梁的受压翼缘上，并与其牢固连接，能阻止受压翼缘的侧向位移8 .有钢筋混凝土板密铺在梁的受拉翼缘上，并与其牢固连接，能阻止受拉翼缘的侧向位移时C.除了梁端设置侧向支承点外，且在跨中有一个侧向支承点时D.除了梁端设置侧向支承点外，且在跨间有两个以上侧向支承点时8 .为了提高梁的整体稳定性，（B ）是最经济有效的办法。A.增大截面B.增加侧向支撑点，减小11C.设置横向加劲肋D .改变荷载作用的位置9 .简支工字型截面钢梁，承受竖直向下均布荷载作用，因整体稳定要求，需在跨中设侧向支撑，其位置以（B

4、 ）为最佳方案。k,10 .均布荷载和集中荷载作用下的简支梁（其他条件均相同），关于其整体稳定屈曲系数下列叙述正确的是（D ）A.均布荷载作用在梁的上翼缘时 k值最高B.均布荷载作用在梁的下翼缘时 k值最高C.集中荷载作用在梁的上翼缘时 k值最高D.集中荷载作用在梁的下翼缘时 k值最高11 .某竖直向下均布荷载作用下的两端简支工字形钢梁，关于荷载作用位置对其整体稳定性的影响，叙述正确的是（ C ）A.当均布荷载作用于上翼缘位置时稳定承载力较高B.当均布荷载作用于中和轴位置时稳定承载力较高C.当均布荷载作用于下翼缘位置时稳定承载力较高D.荷载作用位置与稳定承载力无关12 .下图所示简支梁，除截面

5、和荷载作用位置不同外，其它条件均相同，则图中整体稳定性最好的是（D）13 .某简支梁，荷载向下作用于梁的受拉下翼缘，欲提高此梁整体稳定承载力的最有效途径是（C ）A.改变荷载作用位置B.增大受拉翼缘宽度C.减小梁受压翼缘的侧向计算长度D.减少受压翼缘宽度14 .焊接工字型截面梁腹板设置加劲肋的目的（ D ）A.提高梁的抗弯强度B .提高梁的抗剪强度C.提高梁的整体稳定性D .提高梁的局部稳定性15 .设计焊接工字形截面梁时，腹板布置横向加劲肋的主要目的是提高梁的（D ）A.抗弯刚度B .抗弯强度C .整体稳定性D .局部稳定性16 .梁的受压翼缘侧向支承点的间距和截面尺寸都不改变，跨内的最大弯

6、矩相等， 且不存在局部稳定问题，承受以下哪种荷载时梁的临界弯矩为最高（C ）A.三分点处各有一个集中荷载B.均布荷载C.跨中一个集中荷载D.纯弯矩17 .焊接工字形等截面简支梁，在何种情况下，整体稳定系数最高（A ）A.跨度中央一个集中荷载作用时B.跨间三分点处各有一个集中荷载作用时C.全跨均布荷载作用时D.梁两端有使其产生同向曲率、数值相等的端弯矩的荷载作用时18 .梁的受压翼缘侧向支撑点的间距和截面尺寸都不改变，且跨内的最大弯矩相等，则当(A )时整体稳定性最差。A.两端纯弯矩作用B .满跨均布荷载作用C.跨中集中荷载作用D .满跨均布荷载作用与跨中集中荷载作用19 .如图所示的各种情况，

7、除了荷载作用形式不同之外，其它各种条件均相同，试问哪种弯矩分布模式对工字梁的整体稳定更为不利(C )A. (a)B.(b)C .(c) D.(d)(b)*J丁cI(a)Tiiiniiinirrrr Mx (c)20 .某承受竖直向下均布荷载作用的两端简支梁，截面如图所示。为利用腹板屈曲后强度，有效截面的计算形式可能是下列哪种(图中阴影部分为有效截面)(B )A. (a)B.(b)C .(c) D .(d)(*)(b)(c)(d)21 .梁整体失稳的方式为( D )A.弯曲失稳 B .剪切失稳 C .扭转失稳 D .弯扭失稳22 .双轴对称焊接工字形单向压弯构件，若弯矩作用在强轴平面内而使构件绕

8、弱轴弯曲，则此构件可能出现的整体失稳形式是(C )A.平面内的弯曲屈曲B.扭转屈曲C.平面外的弯扭屈曲D.平面内的弯曲屈曲或平面外的弯扭屈曲23 .梁腹板屈曲后强度产生的原因是( C )A.腹板屈曲后产生钢材的弹塑性强化，能够继续承担更大的荷载B.腹板屈曲后产生复杂的应力状态，提高了钢材的屈服点C.腹板屈曲后产生薄膜拉力场，牵制了板变形的发展，存在继续承载的潜能24受弯构件考虑屈曲后强度时，下列说法正确的为（C ）A.在承受动力荷载时，一般利用其屈曲后强度B.现行规范不允许利用其屈曲后强度C.腹板抗剪承载力提高D.腹板抗剪承载力降低D.由于横向加劲肋的存在，提高了腹板局部稳定承载力25 .当梁

9、整体稳定系数b>06时，用b代替b,主要原因为（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26计算梁的整体稳定性时，当整体稳定性系数b 大于（ C ）时， 应以'B （弹塑性工作阶段整体稳定系数）代替b 。A 0 8 B 0 7 C 0 6 D 0 526 .在梁的整体稳定计算中，=1说明所设计梁（ D ）。bA.处于弹性工作阶段B .梁不会发生强度破坏C.梁的局部稳定必定满足要求D .不会丧失整体稳定27验算组合梁刚度时，荷载通常取（A ） 。A.标准值B ,设计值 C .组合值 D .最大值28分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定

10、时，腹板与翼缘相接处可简化为（D ）A.自由边 B ,简支边 C ,固定边 D .有转动约束的支承边29梁因局部失稳发生翘曲变形，是由于（D ）A.翼缘的弯曲应力超过钢材的设计强度B.腹板的剪应力超过钢材的剪切设计强度C.梁中各板件的应力值超过相应的临界应力D.梁中某板件的应力值超过相应的临界应力 30某承受纯剪切作用的梁，为保证腹板不会发生局部失稳，应该要求（A 卜 220 ：5235fy一哪531.某焊接工字钢梁的腹板高厚比ho / tw 180J235/ fy时，为保证腹板的局部稳定性（ C ）A.应设置横向加劲肋B.应设置纵向加劲肋C.应同时设置横向加劲肋和纵向加劲肋D.应同时设置纵向

11、加劲肋和短加劲肋32 .某工字形截面梁采用 Q235钢材，梁腹板的高厚比h0/tw=100时，腹板的状态为（D ）A.局部稳定能够得到保证B.纯弯作用下局部稳定不能保证C.纯剪作用下不会发生局部失稳D.纯剪作用下局部稳定不能保证33 .以下哪项加劲肋的设置方法不正确（ B ）A.同时采用横肋、纵肋加强的腹板，在二者相交处应断开纵肋，保持横肋连续B.横向加劲肋必须双侧成对配置C.有局部压应力作用的梁的横向加劲肋的最大间距为2h0D.横向加劲肋的截面按构造确定，不必进行强度计算34.梁受压翼缘的自由外伸宽度b1/t W 157一是为了保证翼缘板的（ DA.抗剪强度B .抗弯强度35.为保证工字形梁

12、受压翼缘的局部稳定,对 Q345钢为 b1/t （ A ）A.比15小C.仍等于15C .整体稳定 D .局部稳定要对其宽厚比进行限制：对Q235钢为b1/t < 15,B.比15大D.有时大于15,有时小于1536.支承加劲肋进行稳定计算时,计算面积应包括加劲肋两端一定范围内的腹板面积,该范围是（A ）15twfy37 .梁采用Q235钢，梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比即b1/twi3,是为了保证翼缘板的（B ）A.整体稳定B .局部稳定 C .抗弯强度 D .抗剪强度38 .计算梁的抗弯强度 Mx/（ ,川破）f （ x 1.0 ）,与此相应的翼缘外伸肢宽厚比不应超过（B ）。

13、A. 15235/ fy B . 13/235/fyC. （10 0.1 ） ,235/ fyD . （25 0.5） J235/fy39 .实腹梁的腹板中某点作用有面内正应力和剪应力 ，设计时应该满足（ C ）A.22fB.3 22fC.23 2fD.,3 23 2f40 .当组合梁用公式 J 2 3 21f验算折算应力时，式中外。应为（ A ）A.验算点的正应力和剪应力B.梁最大弯矩截面中的最大正应力、最大剪应力C.梁最大剪力截面中的最大正应力、最大剪应力D.梁中的最大正应力和最大剪应力l ,当要改变截面时，宜41 .对于受均布荷载的单层翼缘板的焊接组合截面简支梁，跨度为变一次，且只改变翼

14、缘板的宽度，其最经济的改变截面的位置为（B ）D ,距支座l/3处A.距支座l/8 处 B .距支座l/6 处 C .距支座l/4 处42 .图示的四边简支薄板，当 a=b时，纯剪作用下板的屈曲形式是（ D ）43.四边简支薄板纯剪切作用下板的屈曲形式是（ A ）A,C.1 ;当承受偏心压力44.如图所示，一工字形截面杆件当承受纯弯时，其截面最大应力为时，其截面最大应力也为i。若承受纯弯时腹板的局部稳定刚好满足，则承受偏心压力时腹板的局部稳定（A. 一定满足B定不满足C .也刚好满足偏东、填空题1.工字形截面梁按弹性设计时，应使翼缘的宽厚比b1/t1 &15J15/fy。 一一2352

15、.当实腹梁腹板高厚比满足 80 I fyho 170 tw235 时，为保证腹板的局部稳定应设置 检 f y向加劲肋3.承受向下均布荷载作用的简支梁,当荷载作用位置在梁的下一翼缘时，梁整体稳定性较高。4 .在不改变梁的截面规格、荷载作用形式和位置的前提下，提高梁整体稳定性的最有效措施是 增加侧向支承点5 .相同的梁分别承受均布荷载和集中荷载的作用，虽然两者在梁内产生的最大弯矩相同,但前者的整体稳定承载力比后者刚度 要求6 .梁的最大可能高度一般是由建筑师提出，而梁的最小高度通常是由梁的决定的。7 .钢结构偏心受压构件强度和稳定计算中的塑性发展系数x或y与 截面形式 有关。8 .梁的腹板局部屈曲

16、后仍可继续承受增加的荷载，这部分增加的承载力称为屈曲后强n,可以加以利用，以节省钢材。9 .考虑屈曲后强度的梁与不考虑屈曲后强度的梁相比，其腹板的抗剪承载力大 。10 .梁的整体稳定系数是在梁端为简支 支承条件下得到的。b11 .钢梁的强度计算，应包括弯曲正应力、剪应力、局部压应力和折算应力四方面内容。12 .为保证受弯构件的正常使用极限状态能够满足要求，是通过控制挠度 来实现的。三、问答题1 .为什么在 b大于0. 6时要用b代替b对梁的整体稳定性进行验算答：各种类型梁的b公式，都是假定梁处于弹性工作阶段，并按弹性稳定理论进行分析而得出的，但在实际工程中，大量的中、小跨度或有一定侧向支承的梁

17、，则是处于弹塑性工作状态，其临界应力显著降低，此时若仍沿用前述的弹性状态的b对梁的整体稳定性进行计算，其结果将不安全，故须对其加以修正。经研究分析，在残余应力等因素影响下，梁进入弹塑性阶段明显提前，约相当于在 b 0.6时，其后，临界应力显著降低。因此，当b>0.6 时，应采用一个较小的b代替b O2 .简述梁加劲肋种类及其作用。答：横向加劲肋：主要防止由剪应力和局部压应力可能引起的腹板失稳；纵向加劲肋：主要防止由弯曲压应力应力可能引起的腹板失稳；短向加劲肋：主要防止由局部压应力可能引起的腹板失稳。3 .为了保证梁腹板的局部稳定，如何设置加劲肋答：（1）当h%' 80J235时，

18、应按构造配置横向加劲肋； - tw. fy(2)当 80235 h°f.tw235 , 170 一时，应按计算配置横向加劲肋;(3) h0/ 170怪M 应配置横向加劲肋和纵向加劲肋;tw: fy(4)梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处设支承加劲肋。4.简述梁的失稳现象梁的整体稳定性受哪些因素的影响答：梁的截面一般窄而高，弯矩作用在其最大刚度平面内，当荷载较小时,梁的弯曲平衡状态是稳定的。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,将突然发生侧向的弯曲和扭转变形，并丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的整体失稳现象。影响因素：荷载种类；荷载作用位置；梁的截面形式；侧向

19、支撑;梁端约束条件。5.为了提高梁的整体稳定性，设计时可采用哪些措施答：增大梁的截面尺寸，其中增大受压翼缘的宽度最有效;增加侧向支承数量，减小侧向支承点间的距离，侧向支承应设置在梁受压翼缘处；当梁跨内无法增设侧向支承时，宜采用闭合箱形截面；增强梁端约束，采取措施使梁端不能发生扭转。四、计算题1.如图所示工字形截面简支梁，跨度为12m,跨度中间无侧向支承，跨度中点上翼缘作用一集中荷载P=360kN (设计值)，材料Q235-B钢，f=215N/mm2,试验算此梁的整体稳定性，不考虑自重。提示:2.0 时，b 0.73 0.18M1b1hlamI11200解：匕 403010.5,需验算整体稳定性

20、。整体稳定性系数:4320 Ahb7 Wx1yt1 24.4h截面几何特性:Ix10.8 1212 12321202 40 1.6 60.8341.6 4017067( cm )Wx2Ixh2 588370123.29551(cm3)2 401.6 1200.8 224(cm2) 4、588370(cm )17067iyI y2248.73(cm),111200137.58.7311tl二 0.39 2.0 bh0.73 0.180.8000.57 0.6此截面梁承受的弯矩设计值为:Mx1 Pl 1080(kN m) 4Mx1080 106bWX 0.57 9551 103198.4(N/mm

21、2) f 215N/mm2所以截面整体稳定性满足要求。2.如图所示工字形截面简支梁，跨度为12m,跨度中间无侧向支承，跨度中点上翼缘作用一集中荷载巳材料Q235-B钢，f=215N/mm2,试其求此梁能承受的集中荷载P （设计值）。设P由梁的整体稳定性控制，不考虑自重。提示:2.0 时,b 0.73 0.18bh解：整体稳定性系数:4320 Ah 1yt1 2b 2 Wx 4.4h截面几何特性:Ix1 0.8 1203 2 40 1.6 60.82Iy122 1122Ixh1.6 403 17067(cm4)2 588370123.29551cm3)2 401.6 1200.8 224(cm2

22、)588370(cm4)17067iyI y2248.73(cm),1i1200137.58.733二 0.39 2.0 bh0.73 0.180.8000.57 0.6此截面梁承受的最大弯矩设计值为:MxbWxf 1170.5kN m，一 1由M x Pl得44Mxl4 1170.512390.2kN3.如图所示工字形截面简支梁,跨度为12m,跨度中间无侧向支承，跨度中点上翼缘作用一集中荷载P=540kN （设计值），材料Q235-B钢，f=215N/mm2,试验算此梁的抗弯强度和整体稳定性，不考虑自重。提示:2.0 时，b 0.73 0.18IiLbhb Ii/(Ii I2), b 0.8

23、(2 b 1) , y154.65cm ( y1为受压翼缘至 ij 形心轴x 轴距离)，Ix 577555cm4 1114746cm4, 124369cm4, x 1.016 4808 120016 320单位：mm解：梁受压翼缘侧向自由长度 11与其宽度b1的比值11/b112000/480 25>16 ,超过规定数值，故应进行整体稳定性计算。截面几何特性:形心轴位置:48 1.6 0.8 120 0.8 61.6 32 1.6 122.4y148 1.6 1200.8 32 1.654.65cm丫2y1123.2 54.6568.55cm481.61200 0.8 321.62224

24、cmIx481.6(54.650.8)232_21.6 67.75123240.8 120120 0.8 6.95577555cm11.6 481211.612323,_ 一414746 4369 19115cmW1xI x/y110568cm3,W2xIx/y28425cm3iy.Iy/A19115/2249.24cmBy1200/9.24 129.9单轴对称工字形截面整体稳定系数I114746b 10.771 0.8I1 I21911531200 1.6以0.325 2.01blh 48 123.20.73 0.180.73 0.18 0.325 0.7890.8(2 b1)0.8 (2

25、0.7711) 0.4344320b2-yAhWx1yt14.4h235b工4320 224 123.20.789 2 129.910568129.9 1.6 21 ()4.4 123.22350.434 0.794> 0.6235b 1.07 082 0.715b此截面梁承受的弯矩设计值为:一 11Mx Pl 540 12 1620kN44整体稳定性验算:MmaxW1620 1060.715 10568 103214.4N /mm2<f 215N/mm2所以截面整体稳定性满足要求。抗弯强度性验算:Mm1620 10 3 182.3N/mm2<f 215N / mm2xW2x

26、 1.0 8425 103所以抗弯强度满足要求。4.如图所示工字形截面简支梁，跨度为12m,跨度中间无侧向支承，跨度中点上翼缘作用一集中荷载P （设计值），材料Q235-B钢，f=215N/mm2,试其求此梁能承受的集中荷载P,设P由梁的整体稳定性和抗弯强度控制，不考虑自重。提示:2.0 时，b0.73 0.18IiGb1hb I 1 /(I 1 I 2 ), b0.8(2 b 1)y154.65cm（ y1为受压翼缘到形心轴x轴距离），Ix 577555cm4 1114746cm4, I24369cm4, x 1.016 480rLL1200320单位：mm解：截面几何特性: 形心轴位置:4

27、8 1.6 0.8 120 0.8 61.6 32 1.6 122.4yi54.65cm48 1.6 120 0.8 32 1.6y2h y1123.2 54.65 68.55cmA 48 1.6 1200 0.8 32 1.6 224cm248 1.6 (54.65Iy I1 I22210.8)2 32 1.6 67.752 121 3131.6 4831.6 32312120.8 1203 120 0.8 6.95214746 4369 19115cm4577555cm4W1x Ix/y110568cm3,W2x Ix/y28425cm3iy Iy/A 19115/224 9.24cmyl

28、1/iy 1200/9.24 129.9单轴对称工字形截面整体稳定系771 0.81i3b1h1200 1.648 123.20.325 2.0b 0.73 0.180.73 0.18 0.325 0.7890.8(2 b 1) 0.8 (2 0.771 1) 0.4344320 AhbT Wxyt14.4h235 b E0.7894320 224 123.2129.9 1.6129.92105684.4 123.29235)2 0.434 0.794> 0.6235/0.282b 1.07 0.715此截面梁承受的弯矩设计值为:Mx bfW1x 1625kN

29、m按受拉翼缘抗弯强度梁所能承受的弯矩设计值:Mx xfW2x 1811kN m 1625kN m所以所能承受的集中荷载由梁的整体稳定性控制。4Mx541.75. 一焊接工字形等截面简支梁，跨度12m,在跨度中点有一个侧向支承点，如图所示。集中荷载Fi 110kN、F2 160kN ,自重1.6kN/m （均为设计值）。材料Q235钢。试验算此梁的整体稳定性。 b 1.15, f 215N /mm2解：梁受压翼缘侧向自由长度l1与其宽度b的比值l1/b 6000/270 22.2>16 ,超过规定数值，故应进行整体稳定性计算。截面几何特性：A 140 0.6 2 27 1 138cm2Ix

30、 0.6 1 1403/12 2 27 1 70.52405000cm41y 2 1 273/12 3280cm4Wx 405000/71 5700cm3iy Iy/A 3280/138 4.88cmy l1/iy 600/4.88 123.0按跨度重点有一个侧向支撑情况，但3个集中荷载不全位于跨中央附近，故应按均布荷载作用在上翼缘的b 1.15。双轴对称工字形截面b 0整体稳定系数1.154320b2-y2 yt14.4h235 b工43201232138 1425700V1( 123 1 )24.4 1422351.15> 0.62350.2821.07 0.825b最大弯矩设计值：

31、Mmax 1.6122 /8 806 110 3 838.8kN mMmax838.8 106bWX 0.825 5700 103178.4N/mm2<f 215N/mm2 (满足)6.简支梁受力及支承如图所示，荷载标准值P=180kN,分项系数，不计自重， Q235钢,f 215N /mm2, fv 125N / mm2 。1）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P=1BOKN30003000一心心口口解：（1）强度验算最大正应力强度验算:因为翼缘所以可以考虑部分塑性。最大剪应力强度验算:腹板与翼缘交界处折算应力验算:所以强度均满足。2） 整体稳定性保证 如

32、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：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。五、分析题1、某焊接组合截面钢梁，其尺寸、受力和支座条件如图示，已知钢材Q235B请验算此梁腹板的局部稳定是否能够满足要求；若不能满足，应如何配置加劲肋（ 不必计算，把合理的配置形式在图中示意性画出即可 ） 。-250x10g解：U）因为.m 1100/6=183J > 17。，瓯;,所以腹板的局部稳定不能揩足要求。（3分）（2）此梁需要同时配置横向和飒向加创助.加劲肋的布置形式如图所示q要求土帆、被加劲肋那应有，旦横肋不断；（13分）翱岫距受压翼绘（下翼绿）如/4 （L5分）横向加劲期间距口妥2S，且。由计算确定；f