6.4++实腹式压弯构件的设计
实腹式轴心压构件的截面设计
yl0y Biblioteka y3000 47.2 150
63.6
b 类0.859
N A 0 .8 1 5 6 9 1 9 0 1 3 0 0 20 0 2.0N 7 m2 m f 2N 1 /m 52
③局部稳定验算
b1.5 20.48.61 00.1 231 5.0 5
t 1.4
fy
ix
l0x
,iy
l0y
No Image
4.6.1实腹式轴心受压构件的截面设计
（4）由 A、h、b等，同时考虑构、 造局 要部 求 稳定以及钢材的确 规定 格截 ，面的初选尺寸
No Image
4.6.2实腹式轴心受压构件的构造要求
No Image
[例题4-3] 图4-44（a）所示为一管道支架，其支柱 的压力设计值，柱两端铰接，钢材为Q235，截面无 孔眼削弱。试设计此支柱的截面：①采用普通轧制 工字钢；②采用热轧H型钢；③采用焊接工字形截 面，翼缘板为焰切边。
27.3 150
y
l0y iy
3000 31.8
94.3 150
0.592
N A 0 .5 1 9 1 6 1 2 3 0 3 1 0 2 5 0 0 2.2 0N 0 m 2 m f 2N 0 /m 52m
（2）热轧H型钢（图4-44（c））
假设 60 b 类0.807
A N 1600 103 9222mm2 f 0.807 215
4.6 实腹式轴心压构件的截面设计
设计原则：
1、面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转 半径，提高柱的整体稳定承载力和刚度 2、两个主轴方向尽量等稳定，以达到经济效果 3、便于与其他构件进行连接，尽可能构造简单，制造省工， 取材方便
06(2)-index
其余符号同前。
（二）弯矩作用平面外稳定(N、Mx作用下：) 因为平面外弯曲刚度不小于平面内（实轴），故整体
稳定不必验算，但要进行分肢稳定验算。 N
（三）分肢稳定(N、Mx作用下：)
Mx
将缀条柱视为一平行弦桁架，
分肢为弦杆，缀条为腹杆，则由
分肢2
分肢1
内力平衡得：
分肢1：
N1
N y2 a
Mx a
分肢2： N 2 N N1
N
mx M x
ty M y f
及
xA
xW1x
1
0.8
N N Ex
byW1 y
(6 12)
N tx M x
my M y
f
yA
bxW1x
yW1 y
1
0.8
N N Ey
(6 13)
三、实腹式压弯构件旳局部稳定 规范采用了限制板件旳宽厚比旳措施。
§6.4 格构式压弯构件旳稳定
第 六 章 (2)
纲领要求:
1、了解拉弯和压弯构件旳应用和截面形式； 2、了解压弯构件整体稳定旳基本原理；掌握其计算措施； 3、了解实腹式压弯构件局部稳定旳基本原理；掌握其计
算措施； 4、掌握拉弯和压弯旳强度和刚度计算; 5、掌握实腹式压弯构件设计措施及其主要旳构造要求； 6、掌握格构式压弯构件设计措施及其主要旳构造要求；
弯矩作用平面外稳定旳机理与梁失稳旳机理相同，所 以其失稳形式也相同——平面外弯扭屈曲。 基本假定：
1、因为平面外截面刚度很大，故忽视该平面旳挠曲变 形。
2．杆件两端铰接，但不能绕纵轴转动。
3．材ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ为弹性。
N tx M x f y A bW1x
(6 11)
压弯构件的截面设计
第三节压弯构件的截面设计前言：上堂课我们学习了压弯构件的整体稳定。
了解了实腹式压弯构件的弯矩通常作用在截面的最大刚度平面，构件可能在弯矩作用平面内弯曲屈曲，但因另一方向的刚度较小，也有可能发生称之为弯矩作用平面外的失稳。
格构式压弯构件的弯矩可能绕虚轴作用，也可能绕实轴作用。
同时还学习实腹式压弯构件的整体稳定的计算方法。
今天我们学习压弯构件的截面设计。
首先来学习实腹式压弯构件的截面设计。
一、实腹式压弯构件的截面设计实腹式压弯构件应根据弯矩与轴力的大小与方向，选用双轴对称或单轴对称的截面。
设计原则与轴心受压筑相仿，应使弯矩平面内、外的稳定相同，得到较好的经济效果，并应注意宽肢薄壁、制造省工、连接方便等方面的特点。
（一）试选截面由整体稳定得计算可知道，众多的未知量、难以按公式直接确定截面，一般根据设计经验并参考已有的设计资料试选截面，然后验算，反复调整求出合理截面。
（二）验算截面1、受压翼缘板的局部稳定翼缘板自由外伸宽度b1与其厚度t之比：b1／t≤15y f235箱型截面压弯构件受压翼缘在两腹板之间的宽度b与其厚度之比：b0／t≤40y f2352、腹板的局部稳定工字型截面压弯构件，腹板计算高度h0与厚度tw之比应符和下列要求：0≤a≤1.6时h 0／tw≤(16a＋0.5λ＋25)y f2351.6≤a≤2.0时h 0／tw≤(48a＋0.5λ－26.2)y f235式中a——应力梯度λ——长细比当λ＜30时，取λ＝30.当λ＞100时，取λ＝100.T型截面压弯构件的腹板：a 0≤1.0时 h／tw≤15y f235a 0＞1.0时 h／tw≤18y f235对于一些大型工字型和箱型截面，h较大，须增加厚度，可采用有效截面进行计算。
二、格构式压弯构件的截面设计双肢格构柱可根据弯矩和轴力的大小凭借经验或参照已有设计资料，试选截面的形式和肢件，然后进行验算、调整得到合理截面。
验算包括强度、整体稳定、分肢稳定、缀条或缀板设计、连接点设计等。
(整理)钢结构设计原理复习题-答案
钢结构设计原理复习题第1章 绪论一、选择题1、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ B ）。
A 、P f 越大，β越大，结构可靠性越差B 、P f 越大，β越小，结构可靠性越差C 、P f 越大，β越小，结构越可靠D 、P f 越大，β越大，结构越可靠 2、钢结构的主要缺点是（ C ）。
A 、结构的重量大B 、造价高C 、易腐蚀、不耐火D 、施工困难多3、大跨度结构常采用钢结构的主要原因是钢结构（ B ）A.密封性好B.自重轻C.制造工厂化D.便于拆装 4、当结构所受荷载的标准值为：永久荷载k G q ，且只有一个可变荷载k Q q ，则荷载的设计值为（ D ）。
A ．k G q ＋k Q qB ．1.2（k G q ＋k Q q ）C ．1.4（k G q ＋k Q q ）D ．1.2k G q ＋1.4k Q q二、填空题1、结构的可靠度是指结构在 规定的时间 内，在 规定的条件 下，完成预定功能的概率。
三、简答题1、两种极限状态指的是什么？其内容有哪些？答：两种极限状态指的是承载能力极限状态和正常使用极限状态。
承载能力极限状态对应于结构或结构构件达到最大承载能力或是出现不适于继续承载的变形，包括倾覆、强度破坏、疲劳破坏、丧失稳定、结构变为机动体系或出现过度的塑性变形等。
正常使用极限状态对应于结构或结构构件达到正常使用或耐久性能的某项规定限值，包括出现影响正常使用或影响外观的变形，出现影响正常使用或耐久性能的局部损坏以及影响正常使用的振动等。
第2章 钢结构材料 一、选择题1、钢材应力应变关系的理想弹塑性模型是（ A ）。
2、在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（ B ）的典型特征。
(A)脆性破坏 (B)塑性破坏 (C)强度破坏 (D)失稳破坏3、钢材的设计强度是根据（ C ）确定的。
(A)比例极限 (B)弹性极限 (C)屈服点 (D)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（ D ）表示。
《钢结构设计原理》——期末考试参考答案
《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( )。
钢结构设计原理-第6章-拉弯和压弯构件概要
(6.2.2)
第6.3节 压弯构件的稳定
本目录
1. 弯矩作用平面内的稳定性 2. 弯矩作用平面外的稳定 3. 双向弯曲实腹式压弯构件的整体稳定 4. 压弯构件的局部稳定
基本要求
1. 理解实腹式压弯构件的整体稳定性的概念 2. 2. 了解在弯矩作用平面内与弯矩作用平面外失
稳破坏的情况与验算方法
6.3.1 弯矩作用平面内的稳定性
本章目录
6.1 概述 6.2 拉弯和压弯构件的强度 6.3 压弯构件的稳定 6.4 压弯构件（框架柱）的设计 6.5 框架柱的柱脚
基本要求
1．了解拉弯和压弯构件的构造特点和构造要求。 2．掌握拉弯和压弯构件的破坏形式和计算方法。
第6.1节 概述
本节目录
1. 拉弯构件 2. 压弯构件
基本要求
1 . 建立拉弯构件与压弯构件的概念 2 . 了解设计计算的内容
加挠度将使各截面的弯矩增大，如果假定构件的挠曲
线与正弦曲线的半个波段相一致，则中央截面的最大
弯矩为：
Mmax1NM/NE
(6.3.3)
在式中
NE，为2E 欧拉/Il2 临界力。
称为1弯矩放大系数。 1 N / NE
2.允许截面发展一定的塑性
如前所述，以点A'（图6.3.2）作为承载力极限状态 时，该点对应的极限弯矩为：
压弯构件整体破坏的形式有以下三种：（1）因端部弯矩很 大或有较大削弱而发生强度破坏，（2）在弯矩作用平面内发 生弯曲屈曲，（3）在弯矩作用平面外发生弯扭屈曲。
组成截面的板件在压应力作用下也可能发生局部屈曲。
第6.2节 拉弯和压弯构件的强度
本节目录
1.拉弯和压弯构件的强度和刚度计算
基本要求
《钢结构》期末考试／试题库（含答案）
《钢结构》期末考试／试题库（含答案）钢结构期末考试题型（汇集）一、选择题1.反应钢材的最大抗拉能力的是（ D ）。
A．比例极限 B. 弹性极限 C. 屈服强度 D .极限强度2.钢材的冷弯试验是判别钢材（ C ）的指标。
A.强度B.塑性C.塑性及冶金质量 D .韧性及可焊性3.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（B ）的典型特征A.脆性破坏B.塑性破坏C.强度破坏D.失稳破坏4.结构工程中使用钢材的塑性指标，目前最主要用（）表示。
A .流幅 B. 冲击韧性 C .可焊性 D. 伸长率5.产生焊接残余应力的主要因素之一是（C ）A. 钢材的塑性太低B. 钢材的弹性模量太大C .焊接时热量分布不均匀 D. 焊缝的厚度太小6.在构件发生断裂破坏前，有明显先兆的情况是（B ）的典型特征。
A脆性破坏 B塑性破坏 C强度破坏 D失稳破坏7.同类钢种的钢板，厚度越大（）。
A.强度越低B.塑性越好C.韧性越好D.内部构造缺陷越少8.钢结构具有良好的抗震性能是因为（ C ）。
A.钢材的强度高B.钢结构的质量轻C.钢材良好的吸能能力和延性D.钢结构的材质均匀9.钢材经历了应变硬化应变强化之后（ A ）。
A. 强度提高B.塑性提高C. 冷弯性能提高D. 可焊性提高10.摩擦型高强度螺栓抗剪能力是依靠（）。
A.栓杆的预拉力B.栓杆的抗剪能力C.被连接板件间的摩擦力D.栓杆被连接板件间的挤压力11.下列梁不必验算整体稳定的是（D ）。
A.焊接工字形截面B.箱形截面梁C.型钢梁D.有刚性铺板的梁12.对直接承受动荷载的钢梁，其工作阶段为（）。
A.弹性阶段B.弹塑性阶段C.塑性阶段D.强化阶段13．下列螺栓破坏属于构造破坏的是（ B ）。
A.钢板被拉坏B.钢板被剪坏C.螺栓被剪坏D.螺栓被拉坏14．在钢结构连接中，常取焊条型号与焊件强度相适应，对Q345钢构件，焊条宜采用（ B ）。
A . E43型B . E50型C . E55型 D. 前三种均可15．某角焊缝T 形连接的两块钢板厚度分别为8mm 和10mm ，合适的焊角尺寸为（ B ）。
钢筋结构设计原理---拉弯、压弯构件
1
（6.4）
第六章 拉弯、压弯构件
构件的N/Np-Mx/Mpx关 系曲线均呈凸形。与构件
N Np
的截面形状，腹板翼缘面 1.0
积比有关。在设计中简化
采用直线关系式，其表达
式为：
1
2 1
0.13
图6.6 压弯构件N/Np-Mx/Mpx关系曲线
式（7.2.4b） 式（7.2.5b）
N Mx 1 Np M px
第六章 拉弯、压弯构件
有关mx取值，规范规定如下： 1）悬臂构件和在内力分析中未考虑二阶效应的无支 撑框架和弱支撑框架柱 mx=1.0 2）框架柱和两端支承的构件 ① 无横向荷载作用时 mx=0.65+0.35M2 / M1， M1和M2是构件两端的弯矩。∣M2∣<∣M1∣。 当两端弯矩使构件产生同向曲率时，取同号，反之 取异号。
hw h
h (1-2)h h
Af=bt y
x Mx x Aw=hwtw
y
fy
fy
fy
fy H
N
H
fy
fy
(a) (b) (c)
(d)
图6.5 压弯构件截面应力的发展过程
第六章 拉弯、压弯构件
构件最危险截面处于塑性工作阶段时，塑性中和轴可能在
腹板或翼缘内。当轴力较小（N≤Awfy）时,塑性中和轴在腹板内，
2.截面特性和长细比： l0x=16m，l0y=8m
A 47010 2 40015 16700mm2 I x (400 500 3 390 470 3 ) /12 792 .4 106 mm 4 Wx 792 .4 106 / 250 3.170 106 mm 3
1.对于N大、M小的构件，可参照轴压构件初估； 2.对于N小、M大的构件，可参照受弯构件初估；
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第五章 6.4.3 实腹式压弯构件的截面设计
（1） 截面形式 选择截面 受力大小 使用要求 构造要求
拉弯和压弯构件
宽肢薄壁 平面内和平面外稳定性相等原则 对于压弯构件，当承受的弯矩较小时其截面形式与一般的 轴心受压构件相同。当弯矩较大时，宜采用在弯矩作用平 面内截面高度较大的双轴对称截面或单轴对称截面。
1 A f
拉弯和压弯构件
N Mx tx M x 1 N 1 . 19 和 A mx 1.19 ix f i x y b x
1.0
N 其中近似取W1 x i x A 1.19 和 x 1 0.8 N Ex 1 A A1 A2 2
钢结构设计原理
Design Principles of Steel Structure
钢结构课程组
钢结构
第六章
拉弯和压弯件
土木工程学院钢结构课程组
第五章
拉弯和压弯构件
主要内容
6.1 拉弯和压弯构件的概述 6.2 拉弯和压弯构件的强度和刚度 6.3 压弯构件的稳定 6.4 实腹柱压弯构件的设计 6.5 格构式压弯构件的设计 6.6 框架中梁与柱的连接 6.7 柱脚的设计
③ 初选截面尺寸
ix h 0.43
b
iy 0.24
第五章
2、对初选截面验算 ① 强度验算 ② 整体稳定验算
拉弯和压弯构件
Mx N f An Wnx
N x A
平面内
mx M x
N xW1 x (1 0.8 ' ) N Ex
f
平面外 ③ 局部稳定验算 ④ 刚度验算
tx M x N f yA bW1 x
拉弯和压弯构件
当1.6 0 2.0时 h0 235 48 0 0.5 x 26.2 tw fy
④ 刚度验算
第五章
3、构造要求
拉弯和压弯构件
① 当腹板的h0/tw>80时，为防止腹板在施工和运输中发生 变形，应设置间距不大于3h0的横向加劲肋。
② 设有纵向加劲肋的同时也应设置横向加劲肋。
第五章
① 先假定 y x ，计算 y x
拉弯和压弯构件
对截面为双轴对称工字形或箱型的单向压弯构件
fl l 1.19 tx M x b 对焊接工字形截面或箱型截面 可分别取1.5和0.9 2y fy b 1.07 ，但不大于1.0 44000 235
第五章
2、对初选截面验算 ③ 局部稳定验算 工字形截面受压翼缘 b 13 235 f y x 1.05 t 15 235 f y x 1.0 工字形截面腹板
30 x 100 当0 0 1.6时 h0 235 16 0 0.5 x 25 tw fy
第五章 6.4.3 实腹式压弯构件的截面设计
（2） 截面选择及验算
拉弯和压弯构件
1、初选截面
根据轴力N、弯矩M和构件的计算长度l0x、l0y初步确定 截面的尺寸，然后验算，参考已有类似设计进行估算。 （对于N大、M小的构件，可参照轴压构件初估；对 于N小、M大的构件，可参照受弯构件初估；因影响 因素多，很难一次确定）。
3 2 0x 0y
Nl0 x 2
0.7 ~ 1.3 y
② 求近似面积
1 A f N Mx tx M x 1 N 1 . 19 和 A mx 1.19 ix f i x y b x
第五章
② 求近似面积