習(xí)題及輔導(dǎo)答疑計劃

1、習(xí)題及輔導(dǎo)答疑習(xí)題及輔導(dǎo)答疑計劃在教學(xué)計劃的課時安排上，我們設(shè)置了六個學(xué)時的習(xí)題課，用于鞏固所學(xué)的內(nèi)容，習(xí)題課主要設(shè)置在計算量較大的章節(jié)中。另外，在課程內(nèi)容安排上，每次上課的最后十分鐘，教師均提出一些思考題和測試題，以檢驗(yàn)學(xué)生對當(dāng)堂所學(xué)的內(nèi)容掌握的情況和學(xué)習(xí)效果。我們還專門安排輔導(dǎo)教師，在課余時間對學(xué)生進(jìn)行輔導(dǎo)和答疑，不低于6人次。鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題及參考答案第一章 緒論一、測試題1. 在鋼結(jié)構(gòu)的構(gòu)件設(shè)計中，認(rèn)為鋼材屈服點(diǎn)是構(gòu)件可以達(dá)到的_。   最大應(yīng)力      設(shè)計應(yīng)力    疲勞應(yīng)力 

2、0;   穩(wěn)定臨界應(yīng)力2. 吊車梁的受拉下翼緣在下列不同板邊的加工情況下，疲勞強(qiáng)度最高的_。  兩側(cè)邊為軋制邊兩側(cè)邊為火焰切割邊一側(cè)邊為軋制邊，另一側(cè)邊為火焰切割邊 一側(cè)邊為刨邊，另一側(cè)邊為火焰切割邊 3. 在進(jìn)行第二種極限狀態(tài)計算時，計算用的荷載_。     需要將永久荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以永久荷載分項(xiàng)系數(shù)    需要將可變荷載的標(biāo)準(zhǔn)值乘以可變荷載分項(xiàng)系數(shù)    永久荷載和可變荷載都要乘以各自的荷載分項(xiàng)系數(shù)    永久荷載和可變荷載都用標(biāo)準(zhǔn)

3、值，不必乘荷載分項(xiàng)系數(shù) 4. 鋼結(jié)構(gòu)第一極限狀態(tài)的設(shè)計表達(dá)式為： ，式中 是_。 結(jié)構(gòu)主要性系數(shù)       荷載分項(xiàng)系數(shù)      可變荷載組合系數(shù)        材料的抗力分項(xiàng)系數(shù) 5. 進(jìn)行疲勞驗(yàn)算時，計算部分的設(shè)計應(yīng)力幅應(yīng)按_。     標(biāo)準(zhǔn)荷載計算  設(shè)計荷載計算 考慮動力系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)荷載計算 考慮動力系數(shù)的設(shè)計荷載計算 6. 在連續(xù)反復(fù)荷載作用下，當(dāng)應(yīng)力比 時，稱為_。 完全對

4、稱循環(huán)     脈沖循環(huán)     不完全對稱循環(huán)     不對稱循環(huán) 7.下列鋼結(jié)構(gòu)計算所取荷載設(shè)計值和標(biāo)準(zhǔn)值，哪一組為正確的？ . 計算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接的強(qiáng)度時，應(yīng)采用荷載設(shè)計值； . 計算結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的強(qiáng)度、穩(wěn)定性以及連接的強(qiáng)度時，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值； . 計算疲勞和正常使用極限狀態(tài)的變形時，應(yīng)采用荷載設(shè)計值； . 計算疲勞和正常使用極限狀態(tài)的變形時，應(yīng)采用荷載標(biāo)準(zhǔn)值。       、    

5、;、     、     、    8. 驗(yàn)算組合梁剛度時，荷載通常取_。     標(biāo)準(zhǔn)值     設(shè)計值      組合值       最大值 9. 進(jìn)行鋼吊車梁的疲勞計算時，其荷載應(yīng)采用標(biāo)準(zhǔn)值還是設(shè)計值及需乘以哪些系數(shù)？     標(biāo)準(zhǔn)值，僅輪壓乘以動力系數(shù)    標(biāo)準(zhǔn)值，不乘以任何系數(shù)

6、     設(shè)計值，乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)     設(shè)計值，乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)及輪壓動力系數(shù) 10. 計算吊車梁疲勞時，下列作用在跨間內(nèi)的哪種吊車荷載取值是正確的？     兩臺吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以動力系數(shù)    一臺吊車荷載設(shè)計值乘以動力系數(shù)    一臺吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值乘以荷載分項(xiàng)系數(shù)     一臺起重量最大的吊車荷載標(biāo)準(zhǔn)值 正確答案：a a d c a a c a b d第二章 鋼結(jié)構(gòu)的材料一、思考題 1&

7、#160;  為什么能把鋼材簡化為理想的彈塑性材料？ 2   塑性和韌性的定義，兩者有何區(qū)別，冷彎性能和冷作硬化對結(jié)構(gòu)設(shè)計的意義是什么？ 3   為什么承受動力荷載的重要結(jié)構(gòu)要通過刨邊、擴(kuò)孔等方法清除其冷加工的邊緣部分？   參考答案：1答：從鋼材拉伸時的應(yīng)力應(yīng)變曲線可以看到，鋼材有較明顯的彈性、屈服階段，但當(dāng)應(yīng)力達(dá)屈服點(diǎn)后，鋼材應(yīng)變可達(dá)23，這樣大的變形，雖然沒有破壞，但結(jié)構(gòu)或構(gòu)件已不適于再繼續(xù)承受荷載，所以忽略彈塑性階段，而將鋼材簡化為理想的彈塑性材料。 2答：塑性是指當(dāng)應(yīng)力超過屈服點(diǎn)后，能產(chǎn)生顯著的殘余變形而不立即斷裂的性質(zhì)；韌

8、性是指塑性變形和斷裂過程中吸收能量的能力。韌性同塑性有關(guān)，但不完全相同，是強(qiáng)度和塑性的綜合表現(xiàn)。冷彎性能是指鋼材在冷加工產(chǎn)生塑性變形時，對發(fā)生裂縫的抵抗能力，可檢驗(yàn)鋼材的冷加工工藝和檢查鋼材的內(nèi)部缺陷。鋼材冷加工過程中引起的鋼材硬化稱為冷作硬化，冷作硬化可能使材料變脆。 3答：鋼結(jié)構(gòu)冷加工時會引起鋼材的局部冷作硬化，從而使材料強(qiáng)度提高，塑性、韌性下降，使鋼材變脆。因此，對承受動力荷載的重要結(jié)構(gòu)要通過刨邊、擴(kuò)孔等方法清除其冷加工的邊緣部分，從而防止脆性破壞。 二、測試題1. 在構(gòu)件發(fā)生斷裂破壞前，有明顯先兆的情況是_的典型特征。     脆性破壞 

9、0;    塑性破壞    強(qiáng)度破壞     失穩(wěn)破壞2. 建筑鋼材的伸長率與_標(biāo)準(zhǔn)拉伸試件標(biāo)距間長度的伸長值有關(guān)。      到達(dá)屈服應(yīng)力時  到達(dá)極限應(yīng)力時    試件斷裂瞬間    試件斷裂后 3. 鋼材的設(shè)計強(qiáng)度是根據(jù)_確定的。     比例極限    彈性極限    屈服點(diǎn)   

10、   極限強(qiáng)度 4. 結(jié)構(gòu)工程中使用鋼材的塑性指標(biāo)，目前最主要用_表示。     流幅       沖擊韌性      可焊性        伸長率 5. 在鋼結(jié)構(gòu)房屋中，選擇結(jié)構(gòu)用鋼材時，下列因素中的_不是主要考慮的因素。     建造地點(diǎn)的氣溫    荷載性質(zhì)     鋼材造價   &

11、#160; 建筑的防火等級 6. 熱軋型鋼冷卻后產(chǎn)生的殘余應(yīng)力_。     以拉應(yīng)力為主     以壓應(yīng)力為主     包括拉、壓應(yīng)力     拉、壓應(yīng)力都很小 7. 型鋼中的鋼和工字鋼相比，_。     兩者所用的鋼材不同    前者的翼緣相對較寬    前者的強(qiáng)度相對較高      兩者的翼緣都有較大的斜

12、度 8. 鋼材內(nèi)部除含有fe、c外，還含有害元素_。     n,o,s,p     n,o,si      mn,o,p       mn,ti 9. 有二個材料分別為3號鋼和16mn鋼的構(gòu)件需焊接，采用手工電弧焊，焊條應(yīng)選用_型。     e43     e50   e55    t50 10. 在低溫工作的鋼結(jié)構(gòu)

13、選擇鋼材除強(qiáng)度、塑性、冷彎性能指標(biāo)外，還需_指標(biāo)。     低溫屈服強(qiáng)度     低溫抗拉強(qiáng)度    低溫沖擊韌性      疲勞強(qiáng)度 11. 鋼材脆性破壞同構(gòu)件_無關(guān)。     應(yīng)力集中      低溫影響       殘余應(yīng)力        彈性模量12.普通碳素鋼

14、標(biāo)號c3表示_。      甲類平爐3號沸騰鋼   乙類氧氣頂吹3號沸騰鋼   特類平爐3號沸騰鋼     丙類平爐3號鎮(zhèn)靜鋼 13. 3號鎮(zhèn)靜鋼設(shè)計強(qiáng)度可以提高5%，是因?yàn)殒?zhèn)靜鋼比沸騰鋼_好。     脫氧      爐種      屈服強(qiáng)度     澆注質(zhì)量 14. 鋼材的理想曲線（包括考慮焊接應(yīng)力和不考慮焊接應(yīng)力）是_。  

15、;         a       b      c       d 15. 普通碳素鋼強(qiáng)化階段的變形是_。     完全彈性變形     完全塑性變形    彈性成分為主的彈塑性變形     塑性成分為主的彈塑性變形 16. 下列因素中，_與鋼構(gòu)件發(fā)生脆性破

16、壞無直接關(guān)系。     鋼材屈服點(diǎn)的大小     鋼材含碳量     負(fù)溫環(huán)境       應(yīng)力集中 17. 同類鋼種的鋼板，厚度越大，_。     強(qiáng)度越低     塑性越好    韌性越好    內(nèi)部構(gòu)造缺陷越少 18. 鋼材的抗剪設(shè)計強(qiáng)度 fv 與 f 有關(guān)，一般而言 fv_。 &#

17、160;                 19. 鋼材在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的屈服條件是由_等于單向拉伸時的屈服點(diǎn)決定的。     最大主拉應(yīng)力     最大剪應(yīng)力    最大主壓應(yīng)力     折算應(yīng)力 20.k是鋼材的 _指標(biāo)。     韌性性能     強(qiáng)度性能

18、    塑性性能     冷加工性能正確答案: b c c d d c b a a c d c a c d a a a d a第三章 鋼結(jié)構(gòu)的連接一、思考題1、請說明角焊縫焊腳尺寸不應(yīng)太大、太小的原因及焊縫長度不應(yīng)太長、太短的原因? 2、試述焊接殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)工作的影響? 3、正面角焊縫和側(cè)面角焊縫在受力上有什么不同？當(dāng)作用力方向改變時，又將如何？ 4、對接焊和角焊縫有何區(qū)別？ 5、如何減小焊接應(yīng)力和焊接變形？ 6高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力起什么作用？預(yù)拉力的大小與承載力之間有什么關(guān)系？ 7摩擦型高強(qiáng)度螺栓與承壓型高強(qiáng)度螺栓有什么區(qū)

19、別？ 8為什么要控制高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力，其設(shè)計值是怎樣確定的？ 9普通螺栓和高強(qiáng)度螺栓在受力特性方面有什么區(qū)別？單個螺栓的抗剪承載力設(shè)計值是如何確定的？ 10螺栓群在扭矩作用下，在彈性受力階段受力最大的螺栓其內(nèi)力值是在什么假定條件下求得的？參考答案：1 答： 焊腳尺寸太大施焊時較薄焊件容易燒穿；焊縫冷卻收縮將產(chǎn)生較大的焊接變形；熱影響區(qū)擴(kuò)大容易產(chǎn)生脆裂。焊腳尺寸太小，焊接時產(chǎn)生的熱量較小，焊縫冷卻快，容易產(chǎn)生裂紋；同時也不易焊透。        焊縫長度過短，焊件局部加熱嚴(yán)重，會使材質(zhì)變脆；同時起、落弧造成的缺陷相距太近，嚴(yán)重影響焊縫

20、的工作性能。焊縫長度過長，應(yīng)力沿長度分布不均勻，兩端應(yīng)力可能達(dá)到極限值而先破壞，中部則未能充分發(fā)揮其承載能力。 2 答： 殘余應(yīng)力對結(jié)構(gòu)靜力強(qiáng)度一般沒有影響，因?yàn)樗亲韵嗥胶饬ο担灰牧夏馨l(fā)生塑性變形，其靜力強(qiáng)度是不變的。但當(dāng)材料不能發(fā)展塑性時，則可能發(fā)生脆性破壞，即各點(diǎn)的外加應(yīng)力和其殘余應(yīng)力相加達(dá)到材料的抗拉強(qiáng)度 fy ，該點(diǎn)即破壞，從而降低構(gòu)件的承載力。 殘余應(yīng)力將減少構(gòu)件的剛度，因殘余應(yīng)力與外加應(yīng)力相加，將使某些部分提前進(jìn)入塑性而不再承擔(dān)以后增加的荷載。 殘余應(yīng)力使構(gòu)件剛度減小，因而對穩(wěn)定承載力有不利影響，特別是對工字形截面的弱軸影響更大。 雙向或三向殘余拉應(yīng)力場，將增加材料的脆性傾向

21、，也將降低疲勞強(qiáng)度。 3 答： 正面角焊縫受力較復(fù)雜，但沿焊縫長度方向應(yīng)力分布比較均勻，且正面角焊縫承載力較高；側(cè)面角焊縫受力相對簡單，主要承受沿著焊縫長度方向的剪應(yīng)力，剪應(yīng)力沿焊縫長度方向分布不均勻，兩邊大、中間小，側(cè)縫的承載力較低，但側(cè)縫塑性較好，兩端出現(xiàn)塑性變形后，應(yīng)力重分布，所以當(dāng)焊縫長度在規(guī)定的范圍內(nèi)時，剪應(yīng)力應(yīng)仍按均布計算。     當(dāng)作用力方向改變時，將它分解成分別垂直于焊縫長度方向和沿焊縫長度方向的應(yīng)力，分別按正面角焊縫和側(cè)面角焊縫算出 和 ，且要求 。 4 答： 對接焊縫為 或 ，即由相連兩板件接觸面間填充焊條施焊形成，為保證質(zhì)量，對接焊縫常需坡

22、口；角焊縫如 或 ，即在焊件側(cè)邊施焊形成。從受力上講，對接焊縫受力無偏心，但對接焊縫常需坡口，施工麻煩，且對焊件的長度精確度要求較高；而角焊縫則相反，受力偏心，但焊接無需坡口，施工較方便。 5 答：減小焊接應(yīng)力和焊接變形的方法有： 采取合理的施焊次序；盡可能采用對稱焊縫；施焊前給構(gòu)件一個和焊接變形相反的預(yù)變形；可能情況下焊前預(yù)熱，焊后保溫慢慢冷卻；焊后采用人工或機(jī)械方法消除焊接變形。   6 答：通過高強(qiáng)螺栓的預(yù)拉力，使連接構(gòu)件受壓，從而在連接面上產(chǎn)生摩擦力來抗剪。在傳力摩擦面的抗滑移系數(shù)一定的情況下，預(yù)拉力越大，高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力就越大，每個摩擦型高強(qiáng)螺栓的抗剪承載力為： 。高強(qiáng)

23、度螺栓的抗拉承載力也隨預(yù)拉力的增大而增大，即 。 7 答：摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接的板件間無滑移，靠板件接觸面間的摩擦力來傳遞剪力，而承壓型高強(qiáng)螺栓容許被連接板件間產(chǎn)生滑移，其抗剪連接通過螺栓桿抗剪和孔壁承壓來傳遞剪力，所以承壓型高強(qiáng)度螺栓比摩擦型高強(qiáng)度螺栓抗剪承載力大，但變形也大。 8 答：高強(qiáng)螺栓的應(yīng)用，不論是受剪力連接、受拉力連接還是拉剪連接中，其受力性能主要是基于螺栓對板件產(chǎn)生的壓力，即緊固的預(yù)拉力，即使是承壓型的連接，也是部分利用這一性能，因此，控制預(yù)拉力是保證高強(qiáng)螺栓連接質(zhì)量的一個關(guān)鍵性因素。 高強(qiáng)螺栓預(yù)拉力設(shè)計值是這樣確定的：基于鋼材的屈服強(qiáng)度，考慮材料的不均勻性，為防止預(yù)拉力的松弛

24、而需要的超張拉以及擰緊螺栓扭矩產(chǎn)生的剪力等因素進(jìn)行綜合確定，即： 。 9 答：高強(qiáng)螺栓分摩擦型高強(qiáng)螺栓和承壓型高強(qiáng)螺栓，摩擦型高強(qiáng)螺栓是靠接觸面間的摩擦力來傳遞剪力的，而承壓型高強(qiáng)螺栓的抗剪性能同普通螺栓，高強(qiáng)度螺栓抗拉承載力由預(yù)拉力決定，為預(yù)拉力的80。普通螺栓是通過栓桿受剪和板件孔壁受壓來傳遞剪力的，通過螺栓桿抗拉來承受拉力。單個螺栓的抗剪承載力設(shè)計值對于普通螺栓為螺栓抗剪承載力和承壓承載力的較小值；對于高強(qiáng)螺栓為 ，其中 nf 、 分別為摩擦面數(shù)和抗滑移系數(shù)，p為預(yù)拉力。 10 答：螺栓群在扭矩作用下，其內(nèi)力計算基于下列假定： 被連接板件為絕對剛性體； 螺栓是彈性體；  

25、60;   各螺栓繞螺栓群的形心旋轉(zhuǎn)，使螺栓沿垂直于旋轉(zhuǎn)半徑r的方向受剪，各螺栓所受的剪力大小與r成正比。 二、測試題1. 圖中的焊腳尺寸hf 是根據(jù)_選定的。              2. 如圖所示梁截面形式、尺寸（ix=22000×104mm4)及荷載。 鋼材為q235-bf，焊條采用e43型手工焊，梁翼緣和腹板間用角焊縫連接，hf =_mm。  2.6  6    10    8

26、 3. 如圖所示為單角鋼（l80×5）接長連接，采用側(cè)面角焊縫 （q235鋼和e43型焊條， ），焊腳尺寸hf =5mm。求連接承載力設(shè)計值（靜載）_。             4. 設(shè)有一截面尺寸為100×8的板件，在端部用兩條側(cè)面角焊縫焊在10mm厚的節(jié)點(diǎn)板上，兩板件板面平行，焊腳尺寸為6mm。為滿足最小焊縫長度的構(gòu)造要求，試選用下列何項(xiàng)數(shù)值。     40mm       60mm 

27、0;    80mm        100mm 5. 鋼結(jié)構(gòu)連接中所使用的焊條應(yīng)與被連接構(gòu)件的強(qiáng)度相匹配，通常在被連接構(gòu)件選用q345時，焊條選用_。     e55    e50     e43     前三種均可 6. 產(chǎn)生焊接殘余應(yīng)力的主要因素之一是_。     鋼材的塑性太低     鋼材的彈性模量太高

28、0;    焊接時熱量分布不均     焊縫的厚度太小 7. 產(chǎn)生縱向焊接殘余應(yīng)力的主要原因是_。     冷卻速度太快    焊件各纖維能自由變形    鋼材彈性模量太大，使構(gòu)件剛度很大      施焊時焊件上出現(xiàn)冷塑和熱塑區(qū) 8.角鋼和鋼板間用側(cè)焊縫搭接連接，當(dāng)角鋼肢背與肢尖焊縫的焊腳尺寸和焊縫的長度都等同時，_。      角鋼肢背的側(cè)焊縫與

29、角鋼肢尖的側(cè)焊縫受力相等     角鋼肢尖側(cè)焊縫受力大于角鋼肢背的側(cè)焊縫     角鋼肢背的側(cè)焊縫受力大于角鋼肢尖的側(cè)焊縫     由于角鋼肢背和肢尖的側(cè)焊縫受力不相等，因而連接受有彎矩的作用 9. 在動荷載作用下，側(cè)焊縫的計算長度不宜大于_。     60h     40h   80h    120h 10. 圖示的角焊縫在p的作用下，最危險點(diǎn)是_。 a、b點(diǎn)

30、60;    b、d點(diǎn)    c、d點(diǎn)      a、c點(diǎn) 11. 對于直接承受動力荷載的結(jié)構(gòu)，計算正面直角焊縫時_。     要考慮正面角焊縫強(qiáng)度的提高     要考慮焊縫剛度影響     與側(cè)面角焊縫的計算式相同     取 12. 在制作長焊件時，為了考慮焊接殘余變形的影響，其下料長度等于_。      設(shè)計長度

31、   設(shè)計長度縱向收縮余量   設(shè)計長度縱向收縮和橫向收縮余量     設(shè)計長度橫向收縮余量 13. 焊接結(jié)構(gòu)的疲勞強(qiáng)度的大小與_關(guān)系不大。     鋼材的種類      應(yīng)力循環(huán)次數(shù)      連接的構(gòu)造細(xì)節(jié)     殘余應(yīng)力大小 14. 焊接連接或焊接構(gòu)件的疲勞性能與_有關(guān)。          

32、               15. 未焊透的對接焊縫計算應(yīng)按_計算。     對接焊縫     角焊縫    斷續(xù)焊縫     斜焊縫   正確答案：a d d d b c d c b b c b a b b三、計算題 1驗(yàn)算圖示直角角焊縫的強(qiáng)度。已知靜荷載 f=120kn（設(shè)計值），角焊縫的焊角尺寸為 hf =8mm ，鋼材為q235bf鋼，手

33、工焊，焊條為e43型， 。 2請驗(yàn)算圖示牛腿與柱連接的對接焊縫的強(qiáng)度。靜力荷載設(shè)計值f=220kn。 鋼材用 q235a·f ，焊條 e43手工焊，無引弧板，焊縫質(zhì)量三級（假定剪力全部由腹板上的焊縫承受）。 , ， 。  3兩鋼板截面為 18×400 ，兩面用蓋板連接，鋼材 q235 ，承受軸心力設(shè)計值n=1181kn ，采用m22普通c級螺栓連接，d0 = 23.5mm ，按圖示連接。試驗(yàn)算節(jié)點(diǎn)是否安全。， 。  4梁的連接構(gòu)造如圖所示。連接承受的彎矩 m =1000kn·m ，剪力 v =100kn 。鋼材 q235 ，摩擦型高強(qiáng)度螺栓10

34、.9級，m20，接觸面噴砂處理， 。試驗(yàn)算梁節(jié)點(diǎn)高強(qiáng)度螺栓連接的強(qiáng)度。提示：梁腹板分擔(dān)的彎矩按 計算，剪力全部由腹板承受。連接計算題參考答案：1   解： 將f移至焊縫形心， 得 焊縫左邊點(diǎn)受力最為不利，由 n 產(chǎn)生的 和 m 產(chǎn)生的 迭加。 代入： 焊縫強(qiáng)度滿足要求。 2解： （1）計算對接焊縫計算截面的幾何特性， 中和軸位置 焊縫截面幾何特性 剪力只由腹板承擔(dān)，故只算腹板的截面積 。 （2）驗(yàn)算焊縫強(qiáng)度 經(jīng)分析最危險點(diǎn)是最下面點(diǎn)，故只要驗(yàn)算該點(diǎn)的焊縫強(qiáng)度。 折算應(yīng)力 故折算應(yīng)力強(qiáng)度不滿足要求，如此焊縫改成二級焊縫，則 ，就能滿足強(qiáng)度要求了。   3 解： （1

35、） 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 單個螺栓抗剪承載力設(shè)計值 單個螺栓承壓承載力設(shè)計值 故取 。 每側(cè)12個螺栓，承載力為 （2）驗(yàn)算被連接鋼板的凈截面強(qiáng)度         4 解： （1） 連接一側(cè)最不利情況下的受力 m由翼緣和腹板按剛度分配 梁截面對于水平對稱軸的慣性矩 腹板對于水平對稱軸的慣性矩 腹板分擔(dān)的彎矩： 翼緣分擔(dān)的彎矩： 翼緣分擔(dān)的彎矩由螺栓群受軸向力來承擔(dān)： 腹板螺栓群除分擔(dān)部分彎矩外，還承受全部剪力，而該剪力對腹板連 接螺栓群又有偏心，將剪力移到螺栓群形心，受力為： （2） 確定單個摩擦型高強(qiáng)度螺栓的承載力設(shè)計值 翼緣螺栓

36、： 按圖中尺寸沿受力方向的連接長度 故需將螺栓的承載力設(shè)計值乘以下列折減系數(shù)，即： 腹板螺栓： 因上、下排螺栓“1”的合力方向大致是水平的，沿受力方向的連接長度 ，故不需乘折減系數(shù) 。 （3） 螺栓強(qiáng)度驗(yàn)算 a. 翼緣板拼接螺栓： 螺栓孔徑d0 取21.5mm，翼緣板的凈截面面積為： 翼緣板能承受的軸向力： 毛截面： 凈截面： 摩擦型高強(qiáng)度螺栓能承受的軸向力： 上述三項(xiàng)最小值為 n=1473kn >翼緣螺栓群受到的力 788.5kn,故翼緣板拼接螺栓滿足強(qiáng)度要求。 b.       腹板拼接螺栓： 腹板承受的內(nèi)力 v=100kn

37、 m =220.5kn·m 每個螺栓所承受的垂直剪力為： 在彎矩的作用下，受力最大的螺栓承受的水平剪力為： （因 y1>3x1 ，故略去 ） 所以腹板拼接螺栓群滿足強(qiáng)度要求。 第四章、 第五章 受彎構(gòu)件一、 思考題1.          若設(shè)計一鋼梁與混凝土組合而成的簡支組合梁,應(yīng)如何才為合理截面?其中鋼與混凝土連接面受力如何? 2.          什么是梁的整體失穩(wěn)？影響梁的整體穩(wěn)定的主要因素有哪些？ 3

38、.         如何提高梁的整體穩(wěn)定性？其最有效而經(jīng)濟(jì)的方法是什么？ 4.         何謂截面的剪力中心？它與材料、受力情況有關(guān)嗎？ 5.          判別梁是否需要驗(yàn)算其整體穩(wěn)定，用l1/b1 來衡量，其意義是什么？l1 ，b1 分別代表什么？ 6.       

39、;  其他條件都相同的兩根梁，3號鋼的hmin 較 16mn鋼的是大還是小？為什么？ 7.          梁翼緣和腹板常采用連續(xù)的角焊縫連接，其長度為何不受最大長度60 hf 或40hf限制？ 8.          在工字型截面梁中，翼緣與腹板的交界處對翼緣和腹板來說分別是怎樣的支承？為什么？ 9.         設(shè)置加勁肋來提高

40、腹板的局部穩(wěn)定性，其作用是如何發(fā)揮的？橫向加勁肋寬度 ，厚度 的確定原則是什么？ 10.      梁的拼接焊縫位置如何合理確定？ 11.       工字型梁的受壓翼緣與軸壓桿件的翼緣受力狀態(tài)相近，其局部穩(wěn)定的寬厚比要求有何不同？ 12.       請通過梁的臨界彎矩表達(dá)式： ，說明影響鋼梁整體穩(wěn)定的主要因素。 13.       焊接工字形等截面簡支梁的整體穩(wěn)定系數(shù)為 解

41、釋：1. 的物理意義。 2. 式中： 、 、 、 各代表什么含義。 14. 梁的彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度計算公式： 中， 代表何含義？確定此值時，為何限定塑性發(fā)展區(qū)高度 的范圍？參考答案：1        答：應(yīng)使梁截面中鋼材部分受拉，混凝土部分受壓。鋼與混凝土連接面受剪力作用。 2        答：梁在荷載作用下，雖然其截面的正應(yīng)力還低于鋼材的強(qiáng)度，但其變形會突然離開原來的彎曲平面，同時發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，這就稱為梁的整體失穩(wěn)。主要因素：梁的側(cè)向抗彎剛度，抗扭剛

42、度，抗翹曲剛度，梁側(cè)向支撐點(diǎn)之間的距離，梁的截面形式，橫向荷載的形式、在截面上的作用位置等。 3        答：加大梁的側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度和抗翹曲剛度，設(shè)側(cè)向支撐，加強(qiáng)受壓翼緣其中設(shè)側(cè)向支撐最經(jīng)濟(jì)。 4        答：荷載作用于截面平面內(nèi)一點(diǎn)，而不會使截面發(fā)生扭轉(zhuǎn)，這一點(diǎn)稱為截面的剪力中心。它與材料和受力無關(guān)，它是截面的一個幾何特性。 5        答：當(dāng) l1 / b1

43、小到一定程度可以保證阻止受壓翼緣的側(cè)向變形，從而保證不會發(fā)生整體失穩(wěn)。 l1 表示受壓翼緣的自由長度，b1 表示受壓翼緣寬度。 6     答： 16mn 鋼的最小高度較大，因?yàn)?，所以 f 越大則 hmin 越大。 7     答：因?yàn)榱阂砭壓透拱暹B接處，內(nèi)力沿焊縫全長分布。 8     答：對翼緣是簡支，對腹板是具有彈性約束的半剛性約束。因?yàn)?，腹板比較高，對翼緣的轉(zhuǎn)動約束比較小，而翼緣比較厚窄，對腹板可以有一定的轉(zhuǎn)動約束。 9    

44、; 答：設(shè)置加勁肋可以細(xì)分腹板區(qū)格，從而減小每一區(qū)格的寬厚比，進(jìn)而提高局部穩(wěn)定性。橫向加勁肋寬度 bs ，厚度ts 的確定原則是：有足夠的剛度，使其成為腹板的不動支承。 10  答：梁的翼緣板和腹板的拼接位置最好錯開，并避免與加勁肋以及與次梁連接處重合，以防止焊縫密集交叉。腹板的拼接焊縫與平行它的加勁肋間至少應(yīng)相距10 tw 。 11  答：梁翼緣的局部穩(wěn)定是根據(jù)板件的屈曲應(yīng)力達(dá)到材料的屈服點(diǎn)的95%，來計算板的寬厚比；而柱子中是以翼緣局部穩(wěn)定與柱子整體穩(wěn)定的臨界應(yīng)力相等的等穩(wěn)定條件求板的寬厚比。 12 答： eiy ：梁的側(cè)向抗彎剛度。 eiy 越大，梁的整體穩(wěn)定性越好。

45、       git ：梁的抗扭剛度。 git 越大，梁的整體穩(wěn)定性越好。        k ：與荷載種類、荷載作用位置、支承條件、截面形式等有關(guān)。 l ：梁受壓翼緣的自由長度（受壓翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)之間的距離）。 13  答：1. 為梁的整體穩(wěn)定系數(shù)， 。        2. 為梁整體穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)，與荷載種類、作用位置、梁的截面尺寸有關(guān)； 為梁在受壓翼緣側(cè)向支承點(diǎn)間對弱軸yy的長細(xì)比； 為截面不對稱影響系數(shù)； 為

46、采用不同鋼號的系數(shù)。 14 答： 為截面的塑性發(fā)展系數(shù)。以截面邊緣屈服為標(biāo)準(zhǔn)的彈性設(shè)計，過于保守；以截面成塑性鉸為標(biāo)準(zhǔn)的塑性設(shè)計，梁的變形可能過大。因而規(guī)定采用截面部分發(fā)展塑性，限制截面上塑性發(fā)展深度為 (1/81/4)h 。 二、測試題1. 計算梁的_時，應(yīng)用凈截面的幾何參數(shù)。     正應(yīng)力      剪應(yīng)力    整體穩(wěn)定     局部穩(wěn)定2. 鋼結(jié)構(gòu)梁計算公式中_。      與材料強(qiáng)度有關(guān) 

47、60;是極限彎矩與邊緣屈服彎矩之比    表示截面部分進(jìn)入塑性    與梁所受荷載有關(guān) 3. 在充分發(fā)揮材料強(qiáng)度的前提下，3號鋼梁的最小高度hmin_16mn鋼鋼梁的（其他條件均相同）。     大于    小于    等于      不確定 4. 梁的最小高度是由_控制的。     強(qiáng)度       建筑要求    

48、  剛度        整體穩(wěn)定 5. 單向受彎梁失去整體穩(wěn)定時是_形式的失穩(wěn)。     彎曲    扭轉(zhuǎn)     彎扭     雙向彎曲 6. 為了提高梁的整體穩(wěn)定性，_是最經(jīng)濟(jì)有效的辦法。     增大截面     增加側(cè)向支撐點(diǎn)，減少l1     設(shè)置橫向加勁肋  

49、0;  改變荷載作用的位置 7. 當(dāng)梁上有固定較大集中荷載作用時，其作用點(diǎn)處應(yīng)_。     設(shè)置縱向加勁肋    設(shè)置橫向加勁肋    減少腹板寬度      增加翼緣的厚度 8. 如圖示鋼梁，因整體穩(wěn)定要求，需在跨中設(shè)側(cè)向支點(diǎn)，其位置以_為最佳方案。       a     b      c  &

50、#160;    d 9. 焊接組合梁腹板中，布置橫向加勁肋對防止_引起的局部失穩(wěn)最有效，布置縱向加勁肋對防止_引起的局部失穩(wěn)最有效。     a、剪應(yīng)力 b、彎曲應(yīng)力 c、復(fù)合應(yīng)力 d、局部壓應(yīng)力     a,b     a,c   d,b    b,c 10. 鋼梁腹板局部穩(wěn)定采用_準(zhǔn)則。      腹板局部屈曲應(yīng)力與構(gòu)件整體屈曲應(yīng)力相等    

51、; 腹板實(shí)際應(yīng)力不超過腹板屈曲應(yīng)力     腹板實(shí)際應(yīng)力不小于板的屈服應(yīng)力     腹板局部臨界應(yīng)力不小于鋼材屈服應(yīng)力 11. 當(dāng)梁整體穩(wěn)定系數(shù)時，用 代替，主要是因?yàn)開。      梁的局部穩(wěn)定有影響      梁已進(jìn)入彈塑性階段     梁發(fā)生了彎扭變形      梁的強(qiáng)度降低了12.分析焊接工字形鋼梁腹板局部穩(wěn)定時，腹板與翼緣相接處可簡化為_。

52、0;     自由邊   簡支邊   固定邊     有轉(zhuǎn)動約束的支承邊 13. _對提高工字形截面的整體穩(wěn)定性作用最小。     增加腹板厚度      約束梁端扭轉(zhuǎn)      設(shè)置平面外支承     加寬梁翼緣 14. 雙軸對稱截面梁，其強(qiáng)度剛好滿足要求，而腹板在彎曲應(yīng)力下有發(fā)生局部失穩(wěn)的可能，下列方案比較，應(yīng)采用_。   

53、    在梁腹板處設(shè)置縱、橫向加勁肋      在梁腹板處設(shè)置橫向加勁肋      在梁腹板處設(shè)置縱向加勁肋       沿梁長度方向在腹板處設(shè)置橫向水平支撐 15. 一焊接工字形截面簡支梁，材料為q235，fy =235n/mm2梁上為均布荷載作用，并在支座處已設(shè)置支承加勁肋，梁的腹板高度和厚度分別為900mm和12mm，若考慮腹板穩(wěn)定性，則_。 布置縱向和橫向加勁肋     無需布置

54、加勁肋    按構(gòu)造要求布置加勁肋     按計算布置橫向加勁肋正確答案：a c b c c b b c a d b d a c b三、計算題 1.  簡支焊接鋼梁的尺寸及荷載（均為靜力荷載設(shè)計值）如圖所示，鋼材為 q235 ，加勁肋設(shè)置如圖，不考慮局部壓應(yīng)力，要求： 驗(yàn)算區(qū)格i腹板的局部穩(wěn)定性。 2. 簡支梁受力及支承如圖所示，荷載標(biāo)準(zhǔn)值 p =180kn，分項(xiàng)系數(shù)1.4，不計自重，q235鋼，   fy=235n/mm2 1）驗(yàn)算該梁的強(qiáng)度。 2）如不需驗(yàn)算該梁的整體穩(wěn)定，問需設(shè)幾道側(cè)向支承

55、？  3. 字形組合截面鋼梁，其尺寸和受力如圖所示。已知其腹板的高厚比 ，為保證腹板的局部穩(wěn)定，請在支座a、b處及其之間梁段內(nèi)布置加勁肋。  4.    圖示為一焊接工字形簡支梁，跨度 l = 4m 。鋼材q235f，f=215n/mm2 ， fy=235n/mm2 。承受均布荷載設(shè)計值為p（包括自重）。假定該梁局部穩(wěn)定和強(qiáng)度以及剛度能滿足要求，試求該梁能承受的荷載 p 。 計算題答案：1 解： 圖為 所以 支座反力 區(qū)格i平均彎矩、平均剪力分別為（中間點(diǎn)處） 相應(yīng)的   所以局部穩(wěn)定滿足要求。 因此梁的整體穩(wěn)定性能保證。 2 解：設(shè)

56、強(qiáng)軸為x軸。 1) 強(qiáng)度驗(yàn)算 最大正應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算： 因?yàn)橐砭?所以可以考慮部分塑性。 最大剪應(yīng)力強(qiáng)度驗(yàn)算： 腹板與翼緣交界處折算應(yīng)力驗(yàn)算： 所以強(qiáng)度均滿足。 2） 整體穩(wěn)定性保證 如不需驗(yàn)算梁的整體穩(wěn)定性，則需受壓翼緣自由長度與其寬度的比滿足要求：       所以在梁跨中設(shè)一道側(cè)向支承點(diǎn)就能保證梁的整體穩(wěn)定性。   3 解：在如圖p力作用下，梁的彎矩圖在支座a、b間皆為負(fù)彎矩，即工字形梁的下翼緣受壓，上翼緣受拉。由于腹板的高厚比 ，因而需要設(shè)置橫向加勁肋和縱向加勁肋。其橫向加勁肋的間距，由于題目未給出其它條件，故可按一般構(gòu)造要求取

57、a=2h0 ；其縱向加勁肋則應(yīng)設(shè)在距受壓的下翼緣(1/41/5)h0 處，如圖所示：   在橫向和縱向加勁肋處，橫向加勁肋連續(xù)，切斷縱向加勁肋。 4 解： 根據(jù)題意，該梁局部穩(wěn)定、強(qiáng)度、剛度都能滿足要求，所以按整體穩(wěn)定計算能夠承受的最大荷載p。 設(shè) p 的單位為 kn/m 要求滿足 即 該梁能承受的最大均布荷載 p=81.1kn/m 。第六章 軸心受力構(gòu)件1  拉桿為何要控制剛度？如何驗(yàn)算？拉桿允許長細(xì)比與什么有關(guān)？2  計算軸心受壓綴條柱時，如何考慮柱的剪切變形的影響？此時柱的整體等穩(wěn)定條件是什么？3  試述提高軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定性的措施。4

58、0; 在綴條式軸心受壓格構(gòu)柱中，為什么要限制單肢的長細(xì)比？如何限制？5 鋼結(jié)構(gòu)軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力時按什么原理確定的？6 請說明軸心受壓焊接工字型截面鋼柱采用有效截面驗(yàn)算穩(wěn)定的概念。7 一軸心受壓柱，有兩種可能的荷載作用方式1）重力集中荷載p作用在柱頂2）一重力集中荷載0.7p作用在柱頂，另一重力集中荷載0.3p作用在柱高的中點(diǎn)   問哪一種穩(wěn)定承載力較高，為什么？8 軸心受壓構(gòu)件在何種情況下采用高強(qiáng)度鋼比較有利？說明理由。9 影響軸心壓桿穩(wěn)定極限承載力的初始缺陷有那些？現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范中主要考慮了其中那些最不利的初始缺陷？10 圖示箱形柱，柱內(nèi)均填素混凝土，在軸心

59、壓力作用下，是否會發(fā)生局部屈曲？若改為圓管柱是否會發(fā)生局部屈曲？參考答案：1 答：拉桿要控制剛度是為了保證構(gòu)件在使用過程中不產(chǎn)生過大的橫向振動而使桿件連接受到損害及改變桿件軸心受拉的性質(zhì)。驗(yàn)算：構(gòu)件長細(xì)比小于或等于容許長細(xì)比，即： 。拉桿允許長細(xì)比 與拉桿所受荷載的性質(zhì)有關(guān)。2答：軸心受壓柱的臨界力 。對格構(gòu)式綴條柱的虛軸，單位剪切角 較大，剪力產(chǎn)生的剪切變形不能忽略，它將降低整體穩(wěn)定臨界力，因此設(shè)計中將構(gòu)件計算長度定為 ， 為放大系數(shù)，以考慮這一不利影響，用換算長細(xì)比 來替代 （x為虛軸）。柱的整體等穩(wěn)定條件為 （y為實(shí)軸）。3答：軸壓構(gòu)件當(dāng) 較大時為彈性失穩(wěn)，此時臨界力只與長細(xì)比有關(guān)，所以

60、可通過改變支承條件（如桿端將鉸支改為固定，中間加支承點(diǎn)等）來減小計算長度，或改變截面形狀，增大回轉(zhuǎn)半徑來提高整體穩(wěn)定性；當(dāng)軸壓構(gòu)件長細(xì)比較小時為彈塑性失穩(wěn)，此時其臨界力與材料強(qiáng)度也有關(guān)，因此提高鋼號對提高整體穩(wěn)定性也有一定作用。此外，截面形式與整體穩(wěn)定性也有關(guān)，在三類截面a、b、c中，a類最好，c類最差。4答：為使格構(gòu)柱單肢不先于整體失穩(wěn)，要限制單肢的長細(xì)比。通過保證單肢長細(xì)比 （ 為兩個主軸方向長細(xì)比中的較大值）。5 答：考慮桿長千分之一的初始撓度，忽略初始偏心，計入焊接殘余應(yīng)力的影響，根據(jù)壓潰理論用有限元方法確定構(gòu)件的臨界應(yīng)力。  6答：當(dāng)軸心受力工字型截面中的腹板發(fā)生局部失穩(wěn)時

61、，在不采取措施的情況下可以采用有效截面的概念進(jìn)行計算。即計算時僅考慮腹板兩邊緣各 。 如圖。7答：后一種穩(wěn)定承載力較高。從能量法角度分析，前者全部荷載作用在頂部引起的變形較大，所以其臨界應(yīng)力較小，穩(wěn)定承載力較低。8答：軸壓構(gòu)件一般由穩(wěn)定控制。軸心壓桿在 較小時的失穩(wěn)為彈塑性失穩(wěn)，此時臨界應(yīng)力與材料強(qiáng)度有關(guān)，所以短粗構(gòu)件采用高強(qiáng)度的鋼材比較有利，能提高桿件承載力。9答：影響軸心壓桿穩(wěn)定極限承載力的初始缺陷有：（1）初始變形；（2）初始偏心；（3）殘余應(yīng)力；（4）材質(zhì)不均；等。 規(guī)范中主要考慮的有：（1）初始彎曲（2）殘余應(yīng)力。10答：前者會發(fā)生局部屈曲，腹板或翼緣向外曲鼓； 后者不會局部屈曲，因

62、為在內(nèi)部砼擠壓下鋼管環(huán)向受拉。二、測試題1. 一根截面面積為a，凈截面面積為an的構(gòu)件，在拉力n作用下的強(qiáng)度計算公式為_。                   2. 軸心受拉構(gòu)件按強(qiáng)度極限狀態(tài)是_。      凈截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的抗拉強(qiáng)度    毛截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的抗拉強(qiáng)度    凈截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度  

63、0; 毛截面的平均應(yīng)力達(dá)到鋼材的屈服強(qiáng)度 3. 實(shí)腹式軸心受拉構(gòu)件計算的內(nèi)容有_。     強(qiáng)度    強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性    強(qiáng)度、局部穩(wěn)定和整體穩(wěn)定      強(qiáng)度、剛度（長細(xì)比） 4. 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計算，一般采用軸力除以凈截面面積，這種計算方法對下列哪種連接方式是偏于保守的？     摩擦型高強(qiáng)度螺栓連接       承壓型高強(qiáng)度螺栓連接     

64、; 普通螺栓連接        鉚釘連接 5. 工字型組合截面軸壓桿局部穩(wěn)定驗(yàn)算時，翼緣與腹板寬厚比限值是根據(jù)_導(dǎo)出的。                   6. 圖示單軸對稱的理想軸心壓桿，彈性失穩(wěn)形式可能為_。 x軸彎曲及扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)     y軸彎曲及扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)     扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)     繞y軸彎曲

65、失穩(wěn) 7. 用q235號鋼和16錳鋼分別建造一軸心受壓柱，其長細(xì)比相同，在彈性范圍內(nèi)屈曲時，前者的臨界力_后者的臨界力。     大于    小于    等于或接近      無法比較 8. 軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件在驗(yàn)算其繞虛軸的整體穩(wěn)定時采用換算長細(xì)比，是因?yàn)開。       格構(gòu)構(gòu)件的整體穩(wěn)定承載力高于同截面的實(shí)腹構(gòu)件      考慮強(qiáng)度降低的影響 

66、;     考慮剪切變形的影響       考慮單支失穩(wěn)對構(gòu)件承載力的影響 9. 為防止鋼構(gòu)件中的板件失穩(wěn)采取加勁措施，這一做法是為了_。     改變板件的寬厚比     增大截面面積   改變截面上的應(yīng)力分布狀態(tài)    增加截面的慣性矩 10. 軸心壓桿構(gòu)件采用冷彎薄壁型鋼或普通型鋼，其穩(wěn)定性計算_。      完全相同   

67、;  僅穩(wěn)定系數(shù)取值不同     僅面積取值不同     完全不同 11. 工字型截面受壓構(gòu)件的腹板高度與厚度之比不能滿足按全腹板進(jìn)行計算的要求時，_。      可在計算時僅考慮腹板兩邊緣各 的部分截面參加承受荷載      必須加厚腹板     必須設(shè)置縱向加勁肋      必須設(shè)置橫向加勁肋12.實(shí)腹式軸壓桿繞x,y軸的長細(xì)比分別為x、y ，

68、對應(yīng)的穩(wěn)定的系數(shù)分別為fx、fy ，若x=y ，則_。       fx>fy  fx=fy  fx<fy     需要根據(jù)穩(wěn)定性分類判別 13. 縱向均勻受壓四邊簡支矩形薄板的穩(wěn)定系數(shù)為 。當(dāng)a=3600mm，b=1500mm時，       kmin=_。     4.000      5.138    

69、0; 4.134     4.203 14. 軸心壓桿的f關(guān)系曲線 如圖所示兩個區(qū)組成， i區(qū)為中小長細(xì)比部分，ii區(qū)為大長細(xì)比部分。改變鋼材的種類來提高鋼材的強(qiáng)度，_。       可提高兩區(qū)的整體穩(wěn)定承載力      不能提高兩區(qū)的整體穩(wěn)定承載力      只能提高ii區(qū)的整體穩(wěn)定承載力       只能提高i區(qū)的整體穩(wěn)定承載力 15. 在下列因素中，_對壓桿的彈性屈曲承載

70、力影響不大。 壓桿的殘余應(yīng)力分布     構(gòu)件的初始幾何形狀偏差    材料的屈服點(diǎn)變化   荷載的偏心大小正確答案：c c d a b b c c a b a d a d c三、計算題 1   驗(yàn)算由2l75×5（面積為7.41×2cm2）組成的水平放置的軸心拉桿。軸心拉力的設(shè)計值為270kn，只承受靜力作用，計算長度為3m。桿端有一排直徑為20mm的螺栓孔，圖示。鋼材為q235鋼。計算時忽略連接偏心和桿件自重的影響。250。 ix2.32cm，iy3.29cm，

71、單肢最小回轉(zhuǎn)半徑i11.50cm 2 一鋼柱長6 m，兩端鉸接，承受軸心壓力設(shè)計值5000kn。柱子截面由40 a和鋼板組成，鋼材均為q235，每隔15 cm用螺栓連接，螺栓孔徑為20 mm。 已知40 a的截面積a1=75.05 cm2，ix1 =17577.9 cm4， iy1 =592 cm4，翼緣寬度為100, 鋼材強(qiáng)度設(shè)計值 f =215n/mm2 ，圖示，螺栓連接已經(jīng)驗(yàn)算。 要求綜合考慮柱子的強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定，討論該柱是否可用？ 3 一工字形截面軸心受壓柱如圖所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每個翼緣和腹板上各有兩個對稱布置的 d = 24mm 的孔，

72、鋼材用q235af， f =215n/mm2 ，翼緣為焰切邊。試求其最大承載能力n。局部穩(wěn)定已保證，不必驗(yàn)算。 4 如圖所示普通熱軋工字型鋼軸心壓桿，采用q235f， f =215n/mm2 。 問：（1）此壓桿是否滿足要求？   （2）此壓桿設(shè)計是否合理？為什么？   （3）當(dāng)不改變截面及兩端支承條件時，欲提高此桿承載力，比較合理的措施是什么？計算題參考答案：1解：q235鋼，f =215n/mm2 (1) 凈截面強(qiáng)度計算： (2) 據(jù)上述計算該拉桿強(qiáng)度、剛度均滿足要求。 2 解： （1）       

73、 強(qiáng)度驗(yàn)算 （2）        整體穩(wěn)定性 （3）            局部穩(wěn)定 槽鋼腹板、翼緣局部穩(wěn)定不必驗(yàn)算。鋼板局部穩(wěn)定為： 中間部分 懸挑部分 所以，翼緣板中間部分局部穩(wěn)定不能滿足。 3 解： 截面幾何特性： 按強(qiáng)度條件確定的承載力： 按穩(wěn)定條件確定的承載力： 因x軸為弱軸，且 ，因而對y軸的穩(wěn)定承載力小于對x軸的穩(wěn)定承載力，由 查表得 所以 所以 此柱的最大承載力為2160kn。 4 解： 如圖l0x=

74、l0y=2600mm，n=300kn ， 截面無削弱，其承載力取決于整體穩(wěn)定。 （1）            對y軸為b類截面，查表得： 整體穩(wěn)定不符合要求。 （2）此壓桿設(shè)計不合理，對x、y軸長細(xì)比相差太大，致使對y軸極易失穩(wěn)，而對x軸承載力有富余，不經(jīng)濟(jì)。 （3）        提高對y軸的穩(wěn)定承載力，設(shè)側(cè)向支承，使 l0y= l/2=1300mm 則 查表得： 對于x軸 ，且對x軸為a類截面了，因而對x軸也不會失穩(wěn)。設(shè)置

75、合理的側(cè)向支承，有效地提高了此壓桿的承載能力。 第七章 拉彎和壓彎構(gòu)件一、思考題1.       實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)是何種失穩(wěn)？在彎矩作用平面外失穩(wěn)是何種失穩(wěn)？兩者有何區(qū)別？2.       何為偏心受力構(gòu)件？3.       對壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在實(shí)腹式截面的弱軸平面內(nèi)時，為什么要分別進(jìn)行在彎矩作用平面內(nèi)、外的兩類穩(wěn)定驗(yàn)算？它們分別屬于第幾類穩(wěn)定問題？4.       對于壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩繞格構(gòu)式柱的虛軸作用時，為什么不驗(yàn)算彎矩作用平面外的穩(wěn)定性？5.