单轴对称压弯构件稳定验算
中央电大钢结构答案及复习题
一、选择题1.关于钢结构及其建筑钢材特点说法错误的一项是（D建筑钢材耐火不耐热）。
2.钢结构具有优越的抗震性能，这是因为建筑钢材具有良好的（B强度）。
3.钢材的抗拉强度能够直接反映（A结构承载能力）。
4.钢材的工艺性能主要包括（A冷加工、热加工、可焊性）。
5.钢材具有两种性质不同的破坏形式分别指（A塑性破坏和脆性破坏）。
6.钢材在低温下，强度（A提高）。
7.钢材在低温下，塑性（B降低）。
8.钢材牌号Q235、Q345、Q390、Q420的命名师根据材料的（A屈服点）。
9.型钢中的H型钢和工字钢相比，不同之处在于（B前者的翼缘相对较宽，且翼缘内外两侧平行）。
10.钢结构的连接方法一般可分为（A焊接连接、铆钉连接和螺栓连接）。
11.利用二氧化碳气体和其他惰性气体作为保护介质的电弧焊熔方法指的是（气体保护焊）。
12.螺栓的性能等级“m.n级”中，小数点前的数字表示（A螺栓成品的抗拉强度不小于m×100MPa）.13.焊接连接的形式按被连接板件的相互位置可分为（B对接、搭接、T形连接、角部连接）。
14.常见的焊接缺陷包括裂纹、焊瘤、烧穿、气孔等，其中焊缝连接中最危险的缺陷是（D裂纹）。
15.焊缝的表示方法中，符号V表示的是（BV形坡口的对接焊缝）。
16.焊接的长度方向与作用力平行的角焊缝是（B侧面角焊缝）。
17.由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合焊缝，通常称为（C围焊缝）。
18.试验表明，对缺陷比较敏感的对接焊缝是（C受拉的对接焊缝）。
19.《钢结构工程质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为（A三）个等级。
20.螺栓群的抗剪连接承受轴心力时，螺栓受力沿长度方向的分布为（C两端大、中间小）。
21.承受剪力和拉力共同作用的普通螺栓应考虑的两种可能的破坏形式分别是（A螺杆受剪兼受拉破坏、孔壁承压破坏）。
22.高强度螺栓连接分为（A摩擦型连接和承压型连接）。
23.下列关于高强度螺栓连接抗滑移系数说法有误的是（C摩擦面抗滑移系数的大小与板件的钢号无关）。
拉弯和压弯构件的强度与稳定计算.
拉弯和压弯构件的强度与稳定计算1．拉弯和压弯构件的强度计算考虑部分截面发展塑性，《规范》规定的拉弯和压弯构件的强度计算式f W M A N nxx x n ≤+γ （6-1）承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，《规范》采用了与式（6-1）相衔接的线性公式f W M W M A Nnyy y nx x x n ≤++γγ （6-2）式中：n A ——净截面面积；nx W 、ny W ——对x 轴和y 轴的净截面模量；x γ、y γ——截面塑性发展系数。
当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比t b /＞y f /23513，但不超过yf /23515时，应取x γ＝1.0。
对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取x γ＝y γ＝1.0，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算。
2．实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算目前确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类，一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。
按边缘屈服准则推导的相关公式y Ex x x xx f N N W M AN =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+ϕϕ11（6-4）式中：x ϕ——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。
边缘纤维屈服准则认为当构件截面最大受压纤维刚刚屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，更适用于格构式构件。
实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。
因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载力。
弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件，《规范》采用数值计算方法，考虑构件存在l/1000的初弯曲和实测的残余应力分布，算出了近200条压弯构件极限承载力曲线。
然后《规范》借用了弹性压弯构件边缘纤维屈服时计算公式的形式，经过数值运算，得出比较符合实际又能满足工程精度要求的实用相关公式y Ex px xx f N N W M AN=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+8.01ϕ（6-5）式中：px W ——截面塑性模量。
拉弯和压弯构件的强度与稳定计算
拉弯和压弯构件的强度与稳定计算1．拉弯和压弯构件的强度计算考虑部分截面发展塑性，《规范》规定的拉弯和压弯构件的强度计算式f W M A N nxx x n ≤+γ （6-1）承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，《规范》采用了与式（6-1）相衔接的线性公式f W M W M A Nnyy y nx x x n ≤++γγ （6-2）式中：n A ——净截面面积；nx W 、ny W ——对x 轴和y 轴的净截面模量；x γ、y γ——截面塑性发展系数。
当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比t b /＞y f /23513，但不超过yf /23515时，应取x γ＝1.0。
对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取x γ＝y γ＝1.0，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算。
2．实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算目前确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类，一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。
按边缘屈服准则推导的相关公式y Ex x x xx f N N W M AN =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+ϕϕ11（6-4）式中：x ϕ——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。
边缘纤维屈服准则认为当构件截面最大受压纤维刚刚屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，更适用于格构式构件。
实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。
因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载力。
弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件，《规范》采用数值计算方法，考虑构件存在l/1000的初弯曲和实测的残余应力分布，算出了近200条压弯构件极限承载力曲线。
然后《规范》借用了弹性压弯构件边缘纤维屈服时计算公式的形式，经过数值运算，得出比较符合实际又能满足工程精度要求的实用相关公式y Ex px xx f N N W M AN=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+8.01ϕ（6-5）式中：px W ——截面塑性模量。
(整理)吉大钢结构答案
1：下列陈述正确的是（4 ）1.因钢材不易燃，所以钢结构具有良好的放火性能2.温度达到600度时钢材的强度降为0，说明其耐热性能不好3.钢材的比重较大，因此将钢材称为轻质高强材料是不恰当的4.与混凝土材料相比，大跨度结构应优先选用钢材2：两端铰接、单轴对称的T形截面压弯构件，弯矩作用在截面对称轴平面并使翼缘受压。
可用（1）等公式进行计算。
1.I、II、III2.II、III、IV3.I、II、IV4.I、III、IV3：钢材中磷含量超过限制时，钢材可能会出现（1 ）。
1.冷脆2.热脆3.蓝脆4.徐变4：单轴对称实腹式压弯构件整体稳定计算公式和中的gx、W1x、W2x取值为（ 2 ）1.W1x和W2x为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值亦不同2.W1x和W2x为较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值亦不同3.W1x和W2x为较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值相同4.W1x和W2x为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值相同5：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（ 1 ）。
1.2.3.4.6：钢材的性能因温度而改变，在负温范围内钢材的塑性和韧性（2 ）1.不变2.降低3.升高4.稍有提高，但变化不大7：型钢中的钢和工字钢相比，（ 4 ）。
1.两者所用的钢材不同2.前者的翼缘相对较宽3.前者的强度相对较高4.两者的翼缘都有较大的斜度8：下列钢结构的破坏属于脆性破坏的是（ 2 ）1.轴压柱的失稳破坏2.疲劳破坏3.钢板受拉破坏4.螺栓杆被拉断9：钢材的力学性能指标，最基本、最主要的是（ 3 ）时的力学性能指标。
1.承受剪切2.承受弯曲3.单向拉伸4.两向和三向受力10：长细比较小的十字形轴压构件易发生屈曲形式是（2 ）1.弯曲2.扭曲3.弯扭屈曲4.斜平面屈曲11：在钢构件中产生应力集中的因素是（4 ）1.构件环境温度的变化2.荷载的不均匀分布3.加载的时间长短4.构件截面的突变12：梁的正常使用极限验算是指（4 ）1.梁的抗弯强度验算2.梁的抗剪强度演算3.梁的稳定计算4.梁的挠度计算13：钢结构压弯构件的设计一般应进行哪几项内容的计算? （ 4 ）1.强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形2.弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比3.强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形4.强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比14：下列哪项属于螺栓连接的受力破坏（1 ）1.钢板被剪断2.螺栓杆弯曲3.螺栓杆被拉4.C级螺栓连接滑移15：在碳素结构钢中，A，B，C，D为按质量划分的级别。
钢结构设计原理第4章(2) 稳定性(整体)
﹡缀材计算 按实际剪力和弯曲失稳剪力的较大值计算
V Af 85
fy 235
4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
4.6.1 轴心受压构件的板件稳定
﹡均匀受压板件的屈曲现象
①板件宽厚比 原则： ● 允许板件先屈曲 ● 不允许板件先于构件整体屈曲，临界应力相等 （等稳原则）
是构件在弯矩作用平面内的长细比，
当<30 =30； 当>100时，取=100
横隔(每个单元不少于2个，间距不大于8m)
﹡翼缘的稳定与梁相同
不考虑塑性，
b1 / t 15 235 fy
部分考虑塑性，
b1 / t 13 235 fy
f
x A W1x 1 x N NEx
W1x=Ix /y0
x 是由0x确定的b类截面轴心压杆稳定系数。
﹡单肢计算(弯矩绕虚轴作用)
单肢1 N1 =Mx /a+N z2 /a
单肢2 N2 =N N1
按轴心受压构件计算。 注意计算长度取值。
﹡弯矩作用平面外稳定计算
●弯矩绕虚轴作用：单肢已经验算 ●弯矩绕实轴作用：按箱形截面的平面外计算，
c=0时，可不配置；否则按构造配置0.5h0≤a≤2h0
2、对于 h0 tw > 80 235 fy 的梁，一般应配置横
向加劲肋并按要求计算局部稳定。
3、h0 tw > 150 235 fy 时（受压翼缘扭转未约束），
h0 tw > 170 235 fy 或（受压翼缘扭转受约束），
应配置纵横加劲肋，必要时配置短加劲肋（下图）。
D / t 23500/ fy
4.6.2 受弯构件的板件稳定
钢结构算量注意事项
刚开始学钢结构预算的时候，很多盆友都会觉得好难，特别是在进行钢结构算量时，总是不知道如何着手？初学者做钢结构预算前肯定是要必备一些理论知识，比如最基础的钢结构的施工工艺，具体到每道工序是如何领料、如何下料、如何施工的，这样我们在计算的时候才知道哪里的损耗多一些，帮助我们实践过程中少走一些弯路。
除此之外，今天小编还为大家准备了以下钢结构算量的注意要点，你都掌握了么？一1、工作平台上的检修荷载应注意对主梁（0.85）和柱（0.75）的折减；2、钢结构强度的取值，强度的修正，以及对于轴心受拉和轴心受压的构件应取较厚构件的强度；尤其注意对接焊缝无垫板时的修正和单面连接的单角钢强度（在格构式构件中验算缀条以及在屋架桁架验算腹杆采用单角钢时）。
3、变形和稳定、抗剪强度计算，采用毛截面；抗弯、抗拉、抗压强度计算采用净截面；二4、预先起拱量的计算：注意改善外观和使用条件与改善外观条件两种方式的区别；5、在梁的抗弯强度计算时，塑性截面发展系数应注意翼缘自由外伸宽度与厚度的比值应控制在一定范围内；H 型钢的表示方法（总高*翼缘总宽*腹板厚度*翼缘厚度），型钢表示方法，数字为型钢的高度。
6、折算应力的计算点应取梁的腹板计算高度边缘处；对于局部受压计算，集中荷载作用点处如有加劲肋，局部压应力可不验算。
故该处的折算应力局部压应力可取0。
三7、梁的计算：强度、整体稳定、局部稳定（腹板、加劲肋的计算（横向、纵向、短向，腹板计算点的选取））；（内力、通用高厚比、临界应力）8、组合梁腹板考虑屈曲后强度的计算，梁按全截面有效确定的截面抵抗矩即最大惯性矩；9、轴心受压强度计算应注意高强螺栓摩擦型连接的计算（同时应注意净截面的影响）；轴心受压稳定计算应注意单轴对称截面应采用换算长细比以及对应的计算高度（支撑设置的影响）；局部稳定（翼缘和腹板的计算），对于腹板局部稳定计算不符，可通过增设纵向加劲肋或采取有效腹板截面（仅考虑翼缘与腹板连接部分20tw，即考虑腹板屈曲后的强度）进行计算构件的强度和整体稳定，而稳定系数仍采用全部截面；同时注意受压构件与受弯构件稳定系数计算不同，对于受压稳定系数主要由截面形式和长细比控制（注意板厚对截面类别的判定影响），受弯构件稳定系数应注意简化计算公式及相应的修正。
钢结构保及格答案
。
回答：两主轴方向长细比相同
23：轴心受压构件的承载能力极限状态有
回答：强度、稳定性
和
。
24：在螺栓连接中，最小端距是
。
回答：2d0
25：格构式轴心受压构件的等稳定性的条件
。
回答：绕虚轴与绕实轴的长细比相同
26：单轴对称截面的轴心受压构件，当构件绕对称轴失稳时发生
回答：弯扭
屈曲。
27：钢材在250ºC 度附近有
回答：单向均匀受压板的临界力
1：验算工字形组合截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳定时，计算公式中的长细比为（ ）。 3.两方向长细比的较 大值 2：下列钢结构的破坏属于脆性破坏的是（ ） 2.疲劳破坏 3：某角焊缝的焊脚尺寸为 8mm，该焊缝的最小长度应为下列哪项数值（ ）1.40 mm 4：在下列因素中，（ ）对压杆的弹性屈曲承载力影响不大。 2.构件的初始几何形状偏差 5：下列关于钢结构疲劳验算的描述正确的是（ ） 1.疲劳验算采用以概率论为基础的极限状态原则进行的 6：某承受轴心拉力的钢板用摩擦型高强度螺栓连接，接触面摩擦系数是 0.5，栓杆中的预拉力为 155KN，栓杆的受剪面 是一个，钢板上作用的外拉力为 180KN，该连接所需螺栓个数为（ ） 3.3 个 7：格构柱设置横隔的目的是( ) 作用下，若局部承压强度不满足应采取的措施
是
。
回答：设置支承加劲肋
3：双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是
回答：弯曲
屈曲。
4：采用手工电弧焊焊接 Q345钢材时应采用
回答：E50
焊条。
5：冷弯性能合格是鉴定钢材在弯曲状态下
和
的综合指标。
回答：塑性应变能力、钢材质量
回答：弯曲
5.压弯构件稳定计算
压弯构件的整体失稳
2. 压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定
确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法可分为两类，即： 极限荷载计算方法和相关公式方法。
极限荷载计算法
采用解析法或数值法直接求解压弯构件弯矩作用平面内的极限荷载。
解析法是在各种近似假定的基础上，通过理论方法求得构件在弯矩 作用平面内极限荷载的解析解。 数值法可以求得单一构件弯矩作用平面内极限承载力的数值解，可 以考虑构件的几何缺陷和残余应力的影响，适用于各种边界条件以 及弹塑性工作阶段，是最常用的方法。
Af y W v0 ( 1) 1 A N E 1
m M
N W 1 N E fy
边缘屈服准则导出的相关公式。 规范将上式作为格构式压弯构件绕虚轴平面内稳定计算的 相关公式
N x A
m M x
N W1x 1 x N Ex
ex ey x
N x A
mx M x
xW1x 1 0.8 N Ex
ty M y f byW1y N
（a）
y
y1 ey x
y
y1
x1
N y A
my M y M tx x f bxW1x N yW1y 1 0.8 N Ey
A 470 10 2 400 15 16700 mm2
I x (400 5003 390 4703 ) / 12 792.4 106 mm4
Wx 792.4 106 / 250 3.170106 mm3
ix 217.8mm
x 16000/ 217.8 73.5 [ ] 150
单个构件的承载力——稳定性
4.4.受弯构件的弯扭失稳
第4章 单个构件的承载力——稳定性
4.4.2 梁的临界荷载（以均匀弯矩(纯弯曲)作用下的简支梁为例） 梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最大弯矩
Mx o y Mx
Mx z
Mx o
o' y η
v
dv/dz ζ
z
梁的微小变形状态简图
4.4.受弯构件的弯扭失稳
第4章 单个构件的承载力——稳定性
式中 b 工字形截面简支梁的等效临界弯矩系数；
b 截面不对称影响系数：双轴对称工字形截面取b =0，加强 受压翼缘的工字形截面取b =0.8(2b1)，加强受拉翼缘的工字形截面 取b =2b1； b=I1 / (I1+I2)，I1和I2分别为受压翼缘和受拉翼缘对y轴的惯性矩。
在两个主平面内受弯曲作用的工字形截面构件，应按下式计算整体 稳定性：
My Mx f bWx yWy
My Mx 1 b xWx f yWy f
第4章 单个构件的承载力——稳定性
按稳定条件选择梁截面
和按强度要求进行选择有很大差别。
明显可见的差别是 Wx M x /( xb f )
4.4.受弯构件的弯扭失稳
第4章 单个构件的承载力——稳定性
梁不丧失整体稳定条件（钢规2003）
应使梁受压翼缘的最大应力小于临界应力cr 除以抗力分项系数R ， 即：
M x cr Wx R
取梁的整体稳定系数b为：
b
有：
cr
fy
M x b f y b f Wx R
M M x cossin M x
M M xsin M xdu / dz
z
C82-压弯构件弯矩作用平面内整体稳定计算式
① 无横向荷载作用， βmx =0.65+0.35M2/M1
M1 和 M2 是构件两端的弯矩，|M1|≥|M2|；当两端弯矩使构 件产生同向曲率时取同号，使构件产生反向 曲率（有反弯点） 时取异号。
N M1
M2 N
N M1
M2 N
M2/M1＞0
M2/M1＜0
② 有端弯矩和横向荷载同时作用
（3）压弯构件弯矩作用平面内整体稳定计算式
单向压弯构件弯矩作用平面内整体稳定验算公式为：
绕虚轴（ x 轴）弯曲的格构式压弯构件
y
N
M mx x
f
A W 1 N N
x
实腹式压弯构件和绕实轴弯曲的格构 式压弯构件
N
M mx x
f
A W 1 0.8N N
2
1
x
压
拉 fy
式中：
γ2x — 较小翼缘端的截面塑性发展系数；
W2x — 较小翼缘端的毛截面模量；
x Mx
x
压 拉
1.25— 经验修正系数。
2
fy
等效弯矩系数 βmx
按以下规定采用。 悬臂构件和在内力分析中未考虑二阶效应的无支撑和弱支撑框
架柱，βmx =1.0 （弯矩作用平面内两端有相对侧移的压弯构
x
x 1x
Ex
1 y
x
1
y
x
对于单轴对称截面（如 T 形截面）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，有可能在
较小翼缘（或无翼缘）一侧产生较大的拉应力而出现受拉破坏
。
1
对这种情况，除上述计算外，尚应补
充如下计算：