影响稳定承载力的因素
【考研 钢结构复试题库】钢结构简答题1
简答题1．简述钢结构对钢材的基本要求。
答：(1)较高的抗拉强度和屈服点；(2)较高的塑性和韧性；(3)良好的工艺性能，包括冷加工、热加工和可焊性能；(4) 根据结构的具体工作条件，有时还要求钢材具有适应低温、高温和腐蚀性环境的能力。
2．什么情况下会产生应力集中，应力集中对钢材材性能有何影响？答：实际的钢结构构件有时存在着孔洞、槽口、凹角、截面突然改变以及钢材内部缺陷等。
此时，构件中的应力分布将不再保持均匀，产生应力集中。
在负温或动力荷载作用下，应力集中的不利影响将十分突出，往往是引起脆性破坏的根源。
3．化学成分碳、硫、磷对钢材的性能有哪些影响？答：碳含量增加，强度提高，塑性、韧性和疲劳强度下降，同时恶化可焊性和抗腐蚀性。
硫使钢热脆，磷使钢冷脆。
但磷也可提高钢材的强度和抗锈性。
4．简述钢结构连接方法的种类。
1答：钢结构的连接方法可分为焊接连接、螺栓连接和铆钉连接三种。
5．简述普通螺栓连接与高强度螺栓摩擦型连接在弯矩作用下计算时的不同点。
答：在弯矩作用下，普通螺栓连接计算时假定中和轴位于弯矩所指的最下列螺栓处，高强度螺栓摩擦型连接计算时中和轴位于螺栓形心轴处。
6．抗剪普通螺栓有哪几种可能的破坏形式？如何防止？答：螺栓抗剪连接达到极限承载力时，可能的破坏形式有四种形式：①栓杆被剪断；②螺栓承压破坏；③板件净截面被拉断；④端板被栓杆冲剪破坏。
第③种破坏形式采用构件强度验算保证；第④种破坏形式由螺栓端距≥2d0保证。
第①、②种破坏形式通过螺栓计算保证。
7．格构式构件截面考虑塑性发展吗？为什么？答：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，因为截面中部空心。
8．哪些因素影响轴心受压构件的稳定承载力？2。
(参考资料)【西南交大】钢结构设计原理试卷2016-2017(含答案)
西南交通大学2016－2017学年第(一)学期考试试卷B 卷课程代码0171060课程名称钢结构设计原理考试时间120分钟题号一二三四五总成绩得分阅卷老师一、单项选择题（本大题共20小题，每小题1分，共20分。
在每小题的四个备选答案中，选出一个正确的答案，并将其号码填在题干的括号内。
）1.钢结构计算中，实际内力和力学计算结果最符合的原因是（D ）A .钢材强度高B .钢材塑性好C .钢材韧性好D .钢材材质均匀2.结构的重要性系数是由结构的(D)分别取不同的值。
A .耐久性等级的一、二、三级B .抗震等级C .建筑面积的大小D .安全等级的一、二、三级3.钢结构设计中作为材料静力强度设计指标的是(D)A .比例极限B .上屈服点C .抗拉强度D .下屈服点4.反映钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力的指标为（D ）A .屈服强度B .伸长率C .冷弯性能D .韧性5.设计中应尽量避免截面突变目的是为了减少（B ）A .偏析B .应力集中C .裂纹和起层D .非金属杂质6.焊条代号E 4311中的43表示(B )A .熔敷金属屈服强度为43k g f /m m 2B .熔敷金属抗拉强度为43k g f /mm 2C .熔敷金属抗剪强度为43k g f /m m 2D .熔敷金属屈服强度为43N /mm 27.焊件钢材为Q 345钢时,应选用的焊条型号为(B )A .E 43B .E 50C .E 55D .都可以8.承压型高强度螺栓比摩擦型高强度(B)A .承载力低，变形小B .承载力高，变形大C .承载力高，变形小D .承载力低，变形大9.侧面角焊缝的受力状态主要是(C )A .受拉B .受弯C .受剪D .受压10.弯矩作用下的摩擦型抗拉高强度螺栓计算时，“中性轴”位置为（C ）A .最下排螺栓处B .最上排螺栓处C .螺栓群重心轴上D .受压边缘一排螺栓处11.现行钢结构设计规范对实腹式轴心受压构件临界力的计算是按（A ）A .最大强度理论B .最小强度理论C .边缘屈服理论D .等稳定理论12.其他条件相同的轴心受压构件，哪类截面对应的确定承载力最高（A ）A .aB .bC .cD .d 班级学号姓名密封装订线密封装订线密封装订线13.缀板柱中，缀板与柱肢的连接焊缝应按下列内力计算（A）A.剪力和弯矩B.剪力、弯矩和轴力C.剪力和轴力D.弯矩和轴力14.实腹式轴心受压杆，其腹板上加纵向加劲肋目的是（D）A.提高强度承载力B.提高刚度C.提高整体稳定性D.提高腹板局部稳定性15.柱脚底板的面积取决于基础材料的（B）。
建筑物地基不稳的根本原因分析
建筑物地基不稳的根本原因分析1.土壤类型：不同类型的土壤具有不同的稳定性和承载能力。
例如，松软的沉积物和填土可能会产生沉陷和压缩，而岩石和黏土等坚固的土壤则具有更好的稳定性。
如果建筑物建在松软的土壤上，就有可能导致地基不稳。
2.地下水位：地下水位的变化可能会导致土壤的稳定性发生改变。
当地下水位下降时，土壤中的含水量会减少，导致土壤收缩和地基沉降。
相反，当地下水位上升时，土壤可能会变得松软和不稳定，导致地基沉降或土壤液化。
3.地震活动：地震活动会对土壤和地基产生剧烈的震动和摩擦力，在一些情况下可能导致地基倾斜、沉降或破坏。
特别是在地震频繁的地区，建筑物的地基设计和建造必须考虑到地震的风险。
4.工程设计和施工质量：不合理的工程设计和施工质量也是导致地基不稳的原因之一、例如，地基设计不合理、地基不足以支撑建筑物的负荷、基础不够坚固等都可能导致地基不稳定。
5.自然因素：自然灾害如洪水、地质滑坡等也可能对土壤和地基造成影响。
洪水可能冲刷土壤和基础，导致地基不稳定；地质滑坡可能使土壤整体移位，进而影响地基的稳定性。
对于建筑物地基不稳的根本原因，我们需要从地质勘察和土壤测试开始，以了解地下土壤的性质和条件。
然后，在设计和施工阶段，必须根据这些信息制定合理的地基设计和施工方案。
同时，还需要对地基进行定期检查和维护，以确保其稳定性和安全性。
总结起来，建筑物地基不稳的根本原因包括土壤类型、地下水位、地震活动、工程设计和施工质量以及自然因素。
为了解决这些问题，我们需要进行地质勘察和土壤测试，并在设计和施工阶段采取相应的措施，以确保地基的稳定性和安全性。
同时，定期检查和维护也是保障地基稳定性的重要措施。
钢筋混凝土梁的承载力分析
钢筋混凝土梁的承载力分析钢筋混凝土梁是建筑结构中常见的构件，承载力分析对于工程设计和结构安全至关重要。
本文将对钢筋混凝土梁的承载力进行分析，并探讨影响承载力的主要因素。
一、钢筋混凝土梁的基本构造钢筋混凝土梁一般由混凝土和钢筋组成。
混凝土负责承载压力，而钢筋则用来承载拉力。
在构造中，钢筋通常布置在混凝土的底部，以增强梁的抗拉能力。
梁的形状可以是矩形、T形、L形等，根据设计要求确定。
二、钢筋混凝土梁的承载力计算钢筋混凝土梁的承载力计算是根据结构力学和材料力学原理进行的。
主要考虑以下几个因素：1. 弯矩的影响：钢筋混凝土梁在承受外力作用时会产生弯矩，该弯矩对梁的截面产生压力和拉力，从而影响承载力。
根据弯矩的大小和位置，可以计算出梁截面的最大受压区和最大受拉区。
2. 混凝土和钢筋的材料特性：混凝土和钢筋的强度是决定承载力的重要因素。
混凝土的强度可以通过抗压强度来衡量，钢筋的强度则通过抗拉强度来衡量。
在计算承载力时，需要根据材料的特性确定其强度参数。
3. 截面形状和尺寸：梁的截面形状和尺寸对其承载力有直接影响。
常见的梁截面形状有矩形、T形、L形等，设计中需根据实际要求选择合适的截面形状和尺寸。
截面尺寸的选择与受力分析密切相关。
4. 预应力和配筋设计：在一些要求较高的工程中，钢筋混凝土梁常采用预应力设计和配筋设计来增强其承载力。
预应力设计通过在混凝土中引入预应力钢筋来抵消荷载产生的应力，从而减小梁的变形和裂缝。
配筋设计则根据荷载和构件几何尺寸来确定钢筋的布置。
三、影响钢筋混凝土梁承载力的因素除了上述提及的弯矩、材料特性、截面形状和尺寸等因素外，还有其他影响钢筋混凝土梁承载力的因素，如环境荷载、温度变化、锚固和支座条件等。
1. 环境荷载：钢筋混凝土梁所承受的环境荷载包括恒载（如自重、设备重量）、可变活载（如人员、设备动载）和附加活载（如雪、风载等）。
这些环境荷载对梁的承载能力产生影响，需在设计中考虑。
2. 温度变化：温度变化会导致钢筋混凝土梁产生热胀冷缩和变形，从而影响其承载能力。
两种曲线钢梁稳定承载力的比较和影响其承载力的因素
比对应的工字形 曲梁多 ３ ％。９ ７ ２ ％和 ２ ％。下面是箱形 曲梁 比对应 工字 ３ห้องสมุดไป่ตู้形 曲梁稳定 承载力 高出的比例 （ 见表 ｌ 表 ３ 。 ～ ） 。
表 ｌ ２ ０ ０ ｘ ． ７ ｍ） ０ ｘ１０ ４５ ｆ ｘ ｍ 的箱形 曲梁 比对应工字形 曲梁
稳定承载 力高出的比例
文献 标 识 码 ： Ａ
表 ３ ０ ｘ ０ ｘ ｘ ２ ｍ 的箱形 曲梁比对应工字形 曲梁 ２ ０ ２０ ８ １ ｆ ｍ） 稳定承载 力高 出的比例
项目
５ 。 ４ ｍ ｌ ． ８７ ｌ。 ０ １ ． ７６
曲梁在竖 向荷载作用 下通 常是既弯又扭 。随着荷 载的增 加 ， 向位 竖 移、 侧向位移和 截面的扭转角 也不断增加 ， 外力产生 的二阶效应也 随之 增 加， 这些会使构件较早地进人弹塑性阶段。 随着截面逐渐进人塑性 ， 构 件侧向抗弯扭刚度降低 ， 最后常常因侧向位移 过大而破坏。 目前 ， 平曲梁承载力 和稳定方 面的研究还不 完善 ， 水 曲梁 的理论研 究工作相对滞后 。随着计算机技术 的不断改进 ， 基于新建立 的工字形 曲 梁非线性理论 ，本文同时考虑几何 和材料 双重非线性的薄壁 曲梁单元 ， 利用 Ａ Ｓ Ｓ 限元程序进行分析计算 。有 限元分析采用增量—迭代方 ＮＹ有 法， 结合弧长 法， 确定 曲梁构件稳定极 限承载力 。
钢材 Ｑ２ ５ 材料密度为 ７８ ０ｋ ／３屈服 强度为 ２ ５ＭＰ 。 ３， ５ ￣ｍ ３ ａ 泊松 比为 ０３ ．。 切线模量为 ６１ Ｐ ， ．８Ｇ ａ 弹性模量为 ２ ６Ｇ ａ ０ Ｐ 。
形。 主刚度平面 内的 ， 当位移与荷载方 向相反时 ， 会降低曲梁的实际承载 力， 反之则会提高承载力 。 平面外的初始挠度相当于改变 了构件所对应的圆心角。 从前 面的研 究可 以知道 ， 如果初始 挠度使得 曲梁所对应 的圆心角变大 ， 则承载力会 降低 ， 反之则会增加承载力。 对于初始扭转 来说 。 在竖向荷载作 用下 ， 曲梁会 绕梁 的纵 向 中心轴 顺 时针（ 在此定义为 ： 站在曲率 中心一侧 找到曲梁的右端 ， 从右侧 梁端向 沿 轴线 向左侧 看去顺时针 ） 转一定 角度 ， 以当初始扭转是绕 中心轴 扭 所 顺 时针方 向的， 这样会降低 曲梁的承载 力， 反之则会增加承载力 。
天然基础的地基承载力限值
天然基础的地基承载力限值一、概述天然基础的地基承载力是指地基在承受建筑物或其他结构物荷载时，不发生剪切破坏、沉降变形或倾覆失稳的最大荷载值。
为了确保建筑物的安全与稳定，必须对地基承载力进行合理的设计和控制。
本篇文档将围绕影响天然基础的地基承载力限值的因素展开讨论，主要涉及基础材料强度、基础埋置深度、地基土质条件、基础面积与形状、地下水条件、环境因素、荷载特性以及相邻基础影响等方面。
二、基础材料强度基础材料的强度对地基承载力有着直接的影响。
混凝土、钢材等基础材料的强度越高，其承载能力越强。
在设计基础时，应充分考虑材料的强度，并根据工程需求选择合适的材料。
三、基础埋置深度基础的埋置深度也会影响其承载能力。
一般来说，埋置深度越大，基础对土体的支撑作用越强，地基承载力也会相应提高。
因此，在确定基础埋置深度时，应充分考虑地质条件、地下水状况等因素。
四、地基土质条件地基土质条件是决定地基承载力的关键因素。
不同土质的承载能力差异很大，如砂土、黏土、岩石等。
因此，在建筑物选址和设计基础时，应对地基土质进行详细的勘察和评估。
五、基础面积与形状基础的面积和形状也会影响其承载能力。
较大的基础底面积能够更好地分散建筑物荷载，提高地基承载力。
同时，合理的基础形状也能优化应力分布，增强基础的稳定性。
六、地下水条件地下水对地基承载力具有重要影响。
地下水位过高会使土体软化，降低承载能力；地下水位过低则可能导致土体收缩开裂，影响基础的稳定性。
因此，在设计和施工过程中应充分考虑地下水条件。
七、环境因素环境因素如气候变化、地震等也会对地基承载力产生影响。
气候变化可能引起土体的热胀冷缩，从而影响基础的稳定性；地震则可能引起地基的震陷、液化等现象，降低承载能力。
因此，在建筑物设计和施工过程中应充分考虑环境因素的影响。
八、荷载特性建筑物的荷载特性也会影响地基承载力。
不同的建筑物类型、结构形式和功能需求产生的荷载不同，对地基的承载能力要求也不同。
建筑结构设计中的承载力与稳定性分析
建筑结构设计中的承载力与稳定性分析在建筑结构设计中，承载力与稳定性分析是一个至关重要的方面。
它涉及到建筑物能否承受重力、风载和地震等外力的作用，以及保持整体结构的稳定性。
本文将对建筑结构设计中的承载力与稳定性分析进行深入探讨。
第一部分：承载力分析一、重力承载力分析建筑结构的承载力首先要满足受力构件所承受的重力。
在承载力分析中，需要考虑建筑物的整体重量、每个构件的自重以及附加负载等因素。
通过采用静力学分析的方法，可以计算出各个构件所受到的重力大小，并作为设计依据。
二、风载承载力分析风是建筑结构设计中的一个重要的外力因素。
在风载承载力分析中，工程师需要考虑建筑物所在地的气象条件、建筑物的形状和尺寸，并根据相应的规范和标准进行计算。
通常采用风洞试验和计算模型模拟的方法，可以得到建筑物在强风作用下的风速分布，进而计算出风载作用引起的力和力矩，并进行结构设计。
三、地震承载力分析地震是建筑物结构设计中的另一个重要考虑因素。
通过地震承载力分析，可以确定建筑物在地震作用下的稳定性和安全性。
地震承载力的计算需要考虑建筑物的地震响应、地基土的特性以及结构的抗震性能等因素。
常用的方法包括静力法、动力法以及地震试验等。
第二部分：稳定性分析一、整体稳定性分析整体稳定性是指建筑物在荷载作用下不会发生倾覆或部分组件失稳的能力。
稳定性分析考虑了建筑物的外形、结构刚度和材料的强度等因素。
通过计算整体结构的静力平衡和刚度分析，可以确定建筑物的整体稳定性。
二、构件稳定性分析构件稳定性是指建筑物的各个构件在荷载作用下是否会产生稳定性问题。
对于柱、梁、桁架等构件，需要进行稳定性分析，以确定其在压力和弯曲力作用下的稳定性。
常用的方法包括欧拉公式、屈曲分析和有限元分析等。
结语建筑结构设计中的承载力与稳定性分析是保证建筑物安全性和可靠性的重要环节。
通过重力、风载和地震等外力的分析，以及整体和构件的稳定性分析，可以确保建筑物能够承受各种荷载的作用，并保持结构的稳定。
地基承载力的影响因素
5．下卧层的影响：确定地基持力层的承载力设计值，应对下卧层的影响性和试验底板与实际基础尺寸比例的影响。相邻基础的影响，加荷速率的影响和地基与上部结构共同作用的影响等。
在确定地基承载力时，应根据建筑物的重要性及结构特点，对上述影响因素作具体分析。
1．基础形状的影响：在用极限荷载理论公式计算地基承载力时是按条形基础考虑的，对于非条形基础应考虑形状不同地基承载的影响。
2．荷载倾斜与偏心的影响：在用理论公式计算地基承载力时，均是按中心受荷考虑的，但荷载的倾斜荷偏心对地基承载力是有影响的。
3．覆盖层抗剪强度的影响：基底以上覆盖层抗剪强度越高，地基承载力显然越高，因而基坑开挖的大小和施工回填质量的好坏对地基承载力有影响。
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影响稳定承载力的因素
影响钢结构稳定的因素主要有以下几个：
（1）刚度对钢结构的稳定承载力会产生影响。
随着刚度的增大稳定承载力也会提高。
（2）支承条件。
因为支承条件不一样，其约束程度也就不一样。
例如，固端梁梁端对梁的约束程度高，简支梁梁端对梁的约束程度低，在其它条件相同的前提下，梁的内力分布不一样。
比方说，固端梁和简支梁都承受跨中竖直向下的集中力作用，固端梁梁端存在负弯矩，下翼缘受压，跨中存在正弯矩，上翼缘受压；简支梁在跨度范围内，只有正弯矩，全跨范围内都是上翼缘受压，由钢梁整体稳定的概念可知，钢梁的整体失稳是由受压翼缘的侧向位移引起的，因此，固端梁的整体稳定性能和简支梁的整体稳定性能是不一样的。
（3）侧向支撑系统。
侧向支撑能够减少梁的平面外计算长度，提高梁的侧扭刚度，因此，侧向支撑的间距不同，梁的稳定承载能力不同，还有，梁的整体稳定是由受压翼缘的侧向位移引起的，要提高梁的整体稳定承载能力，主要就是要抑制受压翼缘的侧向位移，所以当侧向支撑设置在梁的受压翼缘平面内时，其效果是最好的。
但是由于构造原因或者是施工方面的原因，侧向支撑无法设置在受压翼缘平面内，此时侧向支撑的有效性必然会遭到不同程度的降低。
（4）截面形式和尺寸。
现行的钢结构设计中，用的比较多的有单轴对称工字形截面梁、双轴对称工字形截面梁、箱形截面梁等，为了提高钢梁的整体稳定承载能力，就是要提高钢梁的侧扭刚度，在上面
提到的三种截面形式的梁中，当截面面积差不多时，箱形截面梁的侧扭刚度最大，其整体稳定承载能力也就最大。
同一截面形式的梁，梁的截面尺寸越大，其整体稳定承载能力越大。
（5）梁所承受的荷载形式及荷载作用在梁截面上的位置。
梁通常承受的荷载形式有纯弯矩、集中荷载、均布荷载以及三种荷载形式的不同组合，因为梁的整体稳定破坏是由受压翼缘的侧向位移引起的，所以在荷载作用下梁的弯矩图越不饱满，梁的受压区段越短，梁的稳定承载能力越大。
在三种荷载单独作用下，纯弯矩作用时，梁的弯矩图是饱满的，均布荷载次之，集中荷载作用时最不饱满，因此，纯弯矩作用时，梁的稳定承载能力最小，均布荷载次之，集中荷载作用时梁的稳定承载能力最大。
还有，荷载在梁截面上的作用位置也会影响到梁的稳定承载能力，例如都是承受竖直向下的荷载作用，当荷载作用在截面剪心时，在梁发生屈曲的过程中，荷载不会改变梁的扭矩作用，梁的稳定承载能力不变；当荷载作用在截面剪心以上的位置时，在梁发生屈曲的过程中，荷载会使梁的扭矩作用增加，梁的稳定承载能力下降；当荷载作用在截面剪心以下的位置时，在梁发生屈曲的过程中，荷载会使梁的扭矩作用减少，梁的稳定承载能力提高。
所以，在同一形式的荷载作用下，荷载作用在上翼缘时整体稳定临界荷载最小，作用在剪心处时整体稳定临界荷载次之，作用在下翼缘时整体稳定临界荷载最大。
（6）截面的塑性发展情况，当受力进入弹塑性阶段以后，弹性模量会降低，抗扭刚度会下降，所以塑性发展越充分，稳定性能越差。
（7）钢材的性能，梁所用钢材的性能越好，梁的稳定承载能力就越大。
（8）节点刚度也是影响稳定承载力的一个重要因素，节点刚度在某个范围稍有增加就会对稳定承载力产生显著地影响，在范围外则变化不明显，具体对稳定承载力产生显著影响的范围要视结构体系而定。
（9）初始几何缺陷。
钢结构中钢梁和钢柱的初始几何缺陷一般包括构件的初始弯曲，初始扭转与荷载初偏心等。
由于构件总是存在一些初始几何缺陷，在稳定分析中，已经比较普遍地作为不可忽视的因素加以考虑，不过不同的构件或结构对缺陷的敏感程度不同，对于某些情况，缺陷的影响是可以忽略不计的。
例如，就梁的整体稳定性来说，在几何缺陷对构件的承载力影响中，荷载初始偏心最为不利。
初始弯曲和初始扭转也起不利作用，但不一定会和荷载初始偏心同向叠加。
(10)初始力学缺陷。
对工字型截面梁进行焊接,在焊件上产生局部高温的不均匀温度场，高温区的钢材会发生较大程度的膨胀伸长，但受到相邻钢材的约束,从而在焊件内引起较高的温度应力,并在焊接过程中,随时间和温度而不断变化，称其为焊接应力，焊接应力较高的部位，甚至将达到钢材的屈服强度而发生塑性变形，因而钢材冷却后将有残存于焊件内的应力，称为焊接残余应力。
在冷却过程中，钢材由于不能自由收缩，而受到拉伸，使焊缝区产生纵向拉应力。
这种力学缺陷也会对钢结构的稳定承载力产生影响。