钢结构没要点及练习题.doc

钢结构要点及练习题第一章到第二章钢结构的材料及性能的要点一、钢材的力学性能主要有：强度、塑性（延伸率）、冷弯性能、韧性、。1. 强度：决定材料的承载力，结构用钢的主要指标有屈服点和抗拉强度。下屈服点为设计时可达到的最大应力值，称为设计强度标准值。抗拉强度是钢材破坏时达到的最大应力值。钢材达到时，已产生很大的塑性变形而失去使用功能，但钢材的高可以增加结构的安全保障，故的值可看作钢材的强度储备系数。2. 塑性：钢材的塑性为应力超过屈服点后，试件产生明显的残余塑性变形而不断裂的性质。塑性的好坏可通过静力拉伸试验的伸长率表示。材料塑性的好坏往往决定了结构是否安全可靠，因此钢材的塑性指标比强度指标更重要。3. 韧性：韧性是钢材在塑性变形和断裂过程中吸收能量的能力，也是钢材抵抗冲击荷载的能力，它是强度和塑性的综合表现。钢结构设计规范对钢材的冲击韧性（或）有常温和负温要求的规定。选用钢材时，根据结构的使用情况和要求提出相应温度的冲击韧性的要求。4. 冷弯性能：冷弯性能是钢材在冷加工（常温下）产生塑性变形时，对产生裂缝的抵抗能力。冷弯性能的好坏。通过使钢材承受规定弯曲程度的弯曲变形后，检查试件弯曲部分的表面不出现裂纹和分层为合格。二、影响钢材性能的主要因素有：1. 化学成分：钢的基本元素为铁，约占99%。此外，还有C、Si、Mn（有益）；有害S、P、O、N等，这些元素中含量约1%，但对力学性能有很大影响。2. 成材影响（冶练、浇筑、扎制及热处理）：（1）冶练及浇筑结构用钢主要有三种冶炼方法，即碱性平炉炼钢法、顶吹氧气转炉炼钢法、碱性侧吹转炉炼钢法。平炉钢和顶吹氧气转炉钢力学性能指标较接近；而碱性侧吹转炉钢的冲击韧性、可焊性、冷脆性、抗锈蚀性等都较差，故这种炼钢法已被淘汰。钢在冶炼及浇铸过程中会不可避免地产生冶金缺陷。常见的冶金缺陷有偏析，非金属夹杂，气孔及裂纹等等。偏析是指金属结晶后化学成份分布不匀；非金属夹杂是指钢中含有如硫化物等杂质；气泡是指浇铸时由FeO与C作用所生成的CO气体不能充分逸出而滞留在钢锭内形成的微小空洞。这些缺陷都将影响钢的力学性能。（2）扎制钢材的轧制能使金属的晶粒变细，也能使气泡、裂纹等焊合，因而改善了钢材的力学性能。薄板因辊轧次数多，其强度比厚板略高、浇铸时的非金属夹杂物在轧制后能造成钢材的分层，所以分层是钢材(尤其是厚板)的一种缺陷。设计时应尽量避免拉力垂直于板面的情况，以防止层间撕裂。（3）热处理热处理是将金属工件放在一定的介质中加热到适宜的温度，并在此温度中保持一定时间后，又以不同速度冷却的一种工艺方法。钢铁整体热处理大致有退火、正火、淬火和回火四种基本工艺热处理的目的在于取得高强度的同时能够保持良好的塑性和韧性。3. 冷作硬化及时效硬化：钢结构在加工的过程中引起钢材强度的提高称为硬化。冷加工包括剪、冲、辊、压、折、钻、刨、铲、敲等。另外随着时间的延长，纯铁中的残留的碳、氧固溶物质逐渐析出，形成自由的碳化物或氧化物颗粒，约束纯铁的塑性变形，此为时效。时效将提高钢材的强度、降低塑性、韧性。时效过程可从几天到几十年。4. 温度：一般情况下，温度升高时，钢材的力学性能变化不大。当温度达到250，钢材的抗拉强度提高，塑性和韧性降低，表面氧化膜呈蓝色，即发生蓝脆现象。当温度升到300时以后，钢材的屈服点和抗拉极限强度显著降低，达到600强度几乎等于零。温度从常温降到一定值，钢材的冲击韧性急剧降低，试件断口属脆性破坏，这种现象称冷脆现象。5. 应力集中和残余应力：由于钢结构中存在的空洞、槽口、裂缝、厚度变化和形状变化、内部缺陷等原因，使这些区域产生局部高峰应力，此谓应力集中现象。应力集中越严重，钢材的塑性越差。残余应力是钢材在冶炼、轧制、焊接、冷加工等过程中，由于不均的冷却、组织构造变化而在钢材内部产生不均匀的应力。残余应力在构件内部自相平衡而与外力无关。残余应力存在易使构件发生脆性破坏。6. 复杂应力状态：钢材在单向应力作用下，当应力达到屈服点时，钢材屈服进入塑性状态。当钢材处于复杂应力状态时，以折算应力 是否大于来判断是否进入塑性状态。处于同号应力场时，钢材易产生脆性破坏：而处于异号应力场时，将发生塑性破坏。总之，钢材的化学成分杂质、冶金缺陷、温度、冷作硬化、时效硬化、应力集中以及同号应力场等均会增加材料的脆性三、钢材的破坏 塑性破坏：加载后，钢材有较大的变形，因此破坏有预兆，断裂时断口呈纤维状，色泽发暗。脆性破坏：加载后，钢材无明显变形，因此破坏无预兆，断裂时断口平齐，呈有光泽的晶粒状。脆性破坏危险性大。四、钢结构的疲劳在建筑结构中，有些构件承受随时间而变化的循环荷载，如吊车梁等，对这样的构件需进行疲劳计算。每次应力循环中，最大的拉应力和最小的拉应力或压应力之差为应力幅。所有应力循环中，应力幅为常量时，称为常幅循环荷载；所有应力循环中，应力幅不为常量时，称为变幅循环荷载。钢材在连续循环荷载作用下，当循环次数达到某一定值时，钢材发生的破坏现象称为疲劳破坏。影响疲劳的主要因素有:应力集中、应力比、应力幅、应力循环次数。作业：一、选择题1.钢材经历了应变硬化后， 。A强度提高 B塑性提高 C 冷弯性能提高 D可焊性提高2.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 3.型钢中的 H钢和工字钢相比， 。A两者则所用钢材不同 B前者翼缘相对较宽 C 前者强度相对较高4.有两个材料分别 Q235和 Q345钢构件需焊接，采用手工电弧焊， 采用 E43焊条。 A不得 B可以 C不宜 5.钢材三项主要力学性能为 。A抗拉强度、屈服强度、伸长率 B抗拉强度、屈服强度、冷弯性能 C抗拉强度 伸长率 冷弯性能6.钢材牌号Q235，Q345，Q390是根据材料 命名的。A屈服点 B设计强度 C标准强度 D含碳量7.钢结构连接中所用焊条应与被连接件相匹配，通常被连接件选用Q345时，焊条选用 。A E55 B E50 C E43 D 前三种均可 8.当钢材具有较好塑性时，焊接残余应力 。A降低结构的静力强度 B提高结构的静力强度 C不影响结构静力强度 D与外力引起应力同号，降低结构的静力强度9.钢材在低温下，强度 ，塑性 ，冲击韧性 。A提高 B 下降 C不变 D可能提高也可能降低 10.符号L125*80*10表示 。A等肢角钢 B 不等肢角钢 C 钢板 D 槽钢 11.钢材脆性破坏与构件 无关。 A应力集中 B低温影响 C残余应力 D弹性模量 12.应力集中越严重，钢材也变得越脆，这是因为 。A应力集中降低了材料的屈服点 B 应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到约束 C应力集中降低了材料的抗拉强度13.在构件发生断裂破坏前，有明显兆的情况是 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14.当钢材具有较好塑性时，焊接残余应力 。A降低结构的静力强度 B提高结构的静力强度 C不影响结构静力强度 D与外力引起应力同号，降低结构的静力强度15.沸腾钢与镇静钢冶炼浇注方法主要区别之处是 。A冶炼温度不同 B冶炼时间不同 C 沸腾钢不加脱氧剂 D两者都加脱氧剂，但镇静钢再加强脱氧。二、填空题：1.影响结构疲劳破坏的主要原因有重复荷载的循环次数、 和 2.钢结构在冶炼和浇注过程中常见冶金缺陷有 、 、 等。3.钢结构破坏形式有 和 4.如果钢材具有 性能，那么钢结构一般情况下就不会因偶然或局部超载而突然断裂。5.当两种不同强度的钢材采用焊接连接时，宜用与强度 的钢材相适应的焊条。6.在对结构或构件进行 极限状态验算时，应采用永久荷载和可变荷载的标准值。7.钢材的冶金缺陷包括 、 、 。三、简答题： 1. 钢结构的特点 答：2应力集中 答：在构件中一般常存在孔洞、缺口、凹角、以及厚度改变或宽度改变，由于截面的突然改变，致使应力分布很不均匀，这样在孔洞边缘或缺可尖端处，将局部出现高峰应力，而其它部位应力则很低，截面应力分布很不均匀，这种现象称为应力集中。3.影响钢材性能的因素答：4.影响钢材疲劳的因素？（1）应力集中的影响（2）应力幅的影响（3）应力比的影响（4）应力循环次数的影响？四、论述题1.从钢材的冷作硬化对钢结构加工影响的角度出发，谈谈直接承受动力荷载结构或重要结构对钢材进行刨边处理的原因？钢材进行拉伸试验时，当进入谈塑性阶段卸荷后，再重复加荷时，其屈服点将提高，而塑性、韧性降低，这种现象称为冷作硬化。钢结构在制造时一般须经过冷弯、冲孔、剪切、辊压等冷加工过程，这些工序都使钢材产生很大的塑性变形，进入塑性状态，甚至达到抗拉强度，这必然引起钢材的硬化，降低塑性、韧性，增加脆性，这对直接承受动力荷载的结构更为不利。所以为了消除冷作硬化的不利影响，对直接承受动力荷载结构或重要结构对钢材进行刨边处理，其刨边目的就是消除了冷作硬化。2.从温度对对钢材性能影响的角度出发，谈谈低温工作承受重复动力荷载的结构要进行冲击试验的原因？钢结构在常温下具有良好的工作性能。当温度升至约100时，钢材的强度、塑性增大，但数不大，但在250时，强度却有所提高，塑性、韧性则下降，出现蓝脆现象。当温度600，强度接近为零。当温度从常温下降到负温某一区间时，其冲击韧性急剧降低，破坏特征明显地由塑性破坏转变为脆性破坏，出现低温脆断。因此，在低温工作的结构，特别是需要要验算疲劳的结构以及承受静力荷载重复受拉和受弯的焊接构件，必须具有相应工作温度下的冲击韧性的合格保证。第三章 钢结构的连接要点：一、 焊接连接1.焊接方法：电弧焊、电阻焊、气焊。电弧焊又分为手工电弧焊、半自动焊、自动焊，是常用的焊接方法，而电阻焊、气焊只作构造焊。2.结构焊接连接的特性：焊接连接与螺栓连接、铆接比较，具有的优点为：不需打孔，省工、省时：任何形状的构件可直接连接，连接构造方便：气密性和水密性好，结构刚度较大，整体性较好。缺点是：焊接附近有热影响区，材质变脆：焊接的残余应力会使结构变脆，残余变形式结构的形状、尺寸发生变化：焊接裂缝一旦发生，便容易扩展。常见的焊缝缺陷有：裂纹、气孔、未焊透、夹渣、咬边、烧穿，凹坑、塌陷、未焊满。3.焊缝的形式：焊缝按其本身截面形式分为：对接焊缝和角焊缝；按两焊件的相对位置分为：平接、搭接、角接、T形接头；对接焊缝按受力方向与焊缝长度方向的关系分为：直焊缝和斜焊缝；角焊缝按受力方向和焊缝的长度方向分为：端焊缝和侧焊缝；按焊缝的连续性分为：连续焊缝和断续焊缝；按施工位置分为：俯焊、立焊、横焊、仰焊。（一） 对接焊缝的构造与计算（可参见教材）1. 构造形式：采用对接焊缝时，为保证质量，常需在焊件边缘开成各种形式的坡口，常见的有直边缝、单边V形、双边V形、U形、K形、X形，要根据焊件的厚度和施工条件确定。对接焊缝的优缺点：用料经济、传力均匀、无明显的应力集中，有利于承受动力荷载，但需剖口，焊件长度要精确。对接焊缝的构造处理：1）起落弧处易有焊接缺陷，所以要用引弧板。但引弧板施工复杂，因此承受动力荷载外，一般不需引弧板，而计算时将焊缝的计算长度两端各减去t（对接焊缝中连接板件最小的厚度）。2）对于变厚度（或变宽度）板，在板的一侧（一面）或两侧（两面）切成坡度不大于1：4的斜面，避免应力集中。3）钢板拼接，当采用对接焊缝时，纵横两方向的对接焊缝可采用十字形交或T形交，当用T形交时，交点的间距不得小于200mm。对接焊缝的强度：对接焊缝的强度在受压时与母材等强，但受拉时焊缝的抗拉强度与焊缝的质量有关。2.计算（二）角焊缝的构造与计算（可参见教材）1.构造角焊缝的截面形式和有效厚度截面形式有直角焊缝和斜角焊缝两种。其中直角焊缝有：普通型、平坦型、凹面型；斜角角焊缝分为斜锐角、斜钝角、斜凹面角。根据焊缝长度方向与受力方向的关系，角焊缝又分为端焊缝和侧焊缝两类。端焊缝长度方向垂直于受力方向，亦称正面焊缝，其特点为受力后应力方向复杂，应力集中严重，焊缝根部形成高峰应力，易于开裂，端焊缝的强度要高些，但塑性差。侧焊缝长度方向与受力方向平行，亦称侧面焊缝，其特点应力分布简单些，但分布并不均匀，剪应力两端大，中间小，侧焊缝强度低些，但塑性较好。角焊缝的构造要求 见教材二、螺栓连接（一） 普通螺栓连接1. 普通螺栓的分类普通螺栓分为精制螺栓（A、B级）和粗制螺栓（C级）两种。精制螺栓加工精度高，栓孔与孔径之差0.150.25mm，类孔，其抗剪性能好，但成本高；粗制螺栓加工精度低，栓孔与孔径之差1.52.0mm，类孔，其抗剪性能差，但成本低。在一些临时连接及需拆卸的连接中，常用到C级普通螺栓。建筑结构常用的普通螺栓有M16、M20、M24。2. 螺栓的排列和构造要求（可参见教材）3. 计算（略）（二） 高强螺栓连接高强螺栓：高强螺栓的材料与普通螺栓不同。高强螺栓一般用于永久连接。常用的有M16M30。结构设计中高强螺栓直径一般有M16/M20/M22/M24/M27/M30，不过M22/M27为第二选择系列，正常情况下选用M16/M20 /M24/M30为主。超大规格的高强螺栓性能不稳定，应慎重使用。建筑结构的主构件的螺栓连接，一般均采用高强螺栓连接。工厂出厂的高强螺栓并不分承压型还是摩擦型。1. 高强度螺栓级别分类（1） 按外形分为：1）扭剪型高强螺栓（ 由一个螺栓，一个螺母，一个垫圈组成）2）大六角高强螺栓（由一个螺栓，一个螺母，两个垫圈组成）（2） 按设计不同（按承载力极限状态取值不同）分为：1） 摩擦型高强螺栓以板层间出现滑动作为承载能力极限状态。  2）承压型高强螺栓以板层间出现滑动作为正常使用极限状态，而以连接破坏作为承载能力极限状态。2. 摩擦型高强螺栓与承压型高强螺栓异同点摩擦型高强螺栓并不能充分发挥螺栓的潜能。在实际应用中，对十分重要的结构或承受动力荷载的结构，尤其是荷载作用时，应该用摩擦型高强螺拴，此时可把未发挥的螺栓潜能作为安全储备。除此以外的地方应采用承压型高强螺栓连接以降低造价。 承压型高强螺栓传力特性是保证在正常使用情况下，剪力不超过摩擦力，与摩擦型高强螺栓相同。当荷载再增大时，连接板间将发生相对滑移，连接依靠螺杆抗剪和孔壁承压来传力，与普通螺栓相同。2.高强螺栓特点：高强度螺栓连接具有安装简便（对于一个不熟悉高强度螺栓施工的工人，只要经过简单的培训，就可以上岗操作）。迅速、能装能拆（在钢结构运输过程中不易松动，且在使用中减少维护工作量。如果发生松动即可个别更换，不影响其周围螺栓的连接。），承压高、受力性能好、安全可靠等优点。）施工劳动条件好，而且栓孔可在工厂一次成型，省去二次扩孔的工序。  普通螺栓可重复使用，高强螺栓不可重复使用作业 ： 一、选择题1.摩擦性高强性螺栓连接与承压性高强螺栓连接的主要区别是 。A摩擦面处理不同 B 材料不同C预拉力不同D设计计算不同2.以宽度为b，厚度为t的钢板上有一直径为do孔，则钢板的净截面积为 。A B C D 3.普通螺栓和承压性高强螺栓受剪连接的五种破坏形式是: I.螺栓剪断； II .孔壁承压破坏; III . 板间端部剪坏； IV.板件拉断；V.螺栓弯曲变形。其中 种形式是通过计算保证的。A I，II，III . B I，II ，IV. C I，II ，V. D II ，III ，IV.4.焊缝连接计算方法分为两种，它们是 。A 手工焊和自动焊 B 仰焊缝和俯焊缝 C 对接焊缝和角焊缝 D 连续焊缝和断续焊缝5.产生焊接残余应力的主要因素之一是 。A 钢材塑性太低 B 钢材的弹性模量太高 C 焊接时热量分布不均 D焊缝厚度太小6.不需要计算对接焊缝强度的条件是斜焊缝的轴力和外力N之间的夹角满足 。A tan1.5 B tan>1.5 C 700 D <7007.侧焊缝计算长度不宜大于 。 A 60hf B 80 hf C 45 hf D 120 hf 8.承压性高强螺栓连接可用于 。A 直接承受动力荷载 B 承受反复荷载作用的结构连接 C 冷弯薄壁型钢结构的连接 D 承受静力荷载和间接动力荷载9.摩擦型高强螺栓连接受剪破坏时，作用剪力超过了 。A 螺栓的抗拉强度 B 连接板间的摩擦力 C 连接板件毛截面强度 D 连接板件的孔壁的承压强度10.在抗拉连接中采用摩擦型高强螺栓连接和承压性高强螺栓，承载力设计值 。A后者大于前者 B 前者大于后者 C 相等 D 不一定相等 11.产生焊接残余应力的主要原因是 。A 钢材塑性太差 B 钢材的弹性模量太高 D 与外力引起的应力同号，将降低结构的静力强度。12.对于直接承受动力荷载的结构，计算正面焊缝时， 。A 要考虑正面焊缝角焊缝强度的提高 B要考虑焊缝强度的影响C 与侧焊缝计算相同 D 取f=1.22二、填空题：1.普通螺栓按制造精度分为 和 两类。按受力分析分为 和 两类。普通螺栓时通过 来传力；摩擦性高强性螺栓是通过 来传力。 2.如果钢材具有 性能，那么钢结构一般情况下就不会因偶然或局部超载而突然断裂。3.凡能通过一、二级检验标准的对接焊缝，其抗拉强度与母材抗拉强度 。4.剪力螺栓在破坏时，若栓杆过细而连接板较厚易发生 破坏；若栓杆过粗而连接板较薄时，易发生 破坏。5钢结构在冶炼和浇注过程中常见冶金缺陷有 、 、 等。6.焊接的连接形式按构造可分为 和 两种类型。7.高强螺栓根据螺栓的受力性能分为 和 。8.在高强度螺栓连接中，8.8级性能等级的含义是 ；10.9级性能等级含义是 。9普通螺栓连接中，限制端距2do，是为了避免 破坏。10.粗制螺栓与精制螺栓的差别是 。11.普通螺栓与高强螺栓的差别是 三、简答题1.普通受剪螺栓连接排列应满足的要求？（1）受力要求：螺栓中距、边距不能过小，以免构件在拉力作用下，孔壁产生严重的应力集中：螺栓中距也不能过大，否则构件在顺压力作用下，螺栓间钢板可能失稳形成鼓肚现象。（2）构造要求：螺栓边距、端距、中距不应过大，否则钢板不能紧密结合。（3）施工要求：螺栓间应有足够的距离以便于转动扳手。第四章 轴心受力构件（轴心受力构件包括轴拉构件和轴压构件）要点：一、 轴拉构件应满足强度和刚度1.强度：当轴拉杆件与其他构件连接采用螺栓连接（摩擦性高强螺栓除外），连接处按净截面计算；。当轴拉杆件与其他构件连接采用摩擦性高强螺栓连接，应同时按净截面计算和毛截面计算。2.刚度：为了避免拉杆在使用阶段出现刚度不足、横向振动过大造成的附加应力，拉杆设计时应保证具有一定的刚度，普通拉杆按长细比来控制。二、实腹式轴压杆件应满足强度、整体稳定性、局部稳定性、刚度几个方面的要求。1.强度： 轴压杆件的截面若无削弱，就不会发生强度破坏。当截面削弱的程度比整体失稳对承载力影响小时也就不会发生强度破坏。当截面削弱的程度比整体失稳对承载力影响大时也会发生强度破坏。2.刚度：计算方法同轴心受拉构件。3.整体稳定性： 它是轴压杆件的主要破坏形式，包括弯曲屈曲、弯扭屈曲、扭转屈曲。主要取决于截面形式和构件的长度等。（1） 一般情况下，双轴对称截面如,工字形截面、H形截面，整体失稳时为弯曲失稳；（2） 但单轴对称截面如C钢、T截面，在绕非对称轴时也是弯曲失稳，而绕对称轴为弯扭失稳：（3） 无对称轴截面如不等肢角钢，失稳是时为弯扭失稳：对于十字截面、Z形截面，可能扭转失稳。4.局部失稳： 轴心受压构件中的板件如工字形、H形截面的翼缘和腹板等处于受压状态，如果板件的宽度与厚度之比较大，就会在压力作用下局部失稳，出现波浪状的鼓曲变形。三、格构式轴压构件是由柱肢与缀材组成，因此除需按上述强度、整体稳定性、刚度计算外，还需进行单肢及缀材的设计。四、轴压构件的柱脚（实腹式及格构式）： 柱脚的作用是把柱下固定并将内力传给基础。由于砼的强度远比钢材低，所以必须把柱的底部放大，以增加其与基础顶部的接触面积。柱脚按其与基础的连接方式不同，又分为铰接和刚接两种。前者主要用于轴心受压，后者用于承受轴力和弯矩。作业： 一、选择题1.规定缀条柱单肢长细比为柱两主轴方向最大长细比），是为了 。A保证整个柱的稳定 B使两单肢能共同工作 C避免单肢先于整个柱失稳 D构造要求 2.轴心受压柱柱脚底板厚度是按底板 确定的. A抗弯工作 B 抗压工作 C抗剪工作 D抗弯工作3.为提高轴心压杆的整体稳定性，在杆件截面不变的情况下，杆件截面形式应使其面积分布 。A尽可能集中截面形心处 B 尽可能远离形心 C任意分布，无影响 4.计算格构式压杆对虚轴轴的整体稳定性时 ，其稳定性系数应根据 查表确定。 A B C D 5.轴压构件的整体稳定系数是按 条件分类的。A按截面形式 B 按焊接与扎制不同方法 C按截面长细比 D按截面板件宽厚比 6.轴心受压格构式构件在验算其绕虚轴的整体稳定时采用换算长细比，是因为 （ D ）。A格构式构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹式构件；B考虑强度降低的影响；C考虑单肢失稳对构件承载力的影响；D考虑剪切变形的影响。7当缀条采用单角钢时，按轴心压杆验算其承载能力，但必须将设计强度按规范规定乘以折减系数，原因是：（ B ）A格构式柱所给的剪力值是近似的；         B单角钢缀条实际为偏心受压构件；C缀条很重要，应提高其安全程度；         D缀条破坏将影响绕虚轴的整体稳定。二、填空题1.如果轴心受压工字形截面经计算腹板局部不满足要求，可以采用 或者 的办法。 2.格构式轴心受压构件满足承载力计算 ，除要求保证强度、整体稳定性外，还应保证 。3.为满足使用及安全的要求，当板中的局部稳定满足时，对轴心受压构件还应进行 强度、整体稳定和构件的长细比（刚度）验算。4.计算格构式轴心受压柱的缀材时，需要先求出横向剪力。此剪力大小与 （柱的毛截面面积和钢材的强度）有关。5.当格构式轴压缀条柱的单肢长细比（不会先于整体而失稳）时，意味着（不必验算单肢稳定）。6.验算格构式轴心受压杆绕虚轴的稳定时，应用（换算长细比）查稳定系数值。7.实腹时偏压构件的整体稳定，包括弯矩 的稳定和弯矩 的稳定。8.实腹式轴心压杆设计时，压杆应符合 ， ， 。三、简答题： 1.实腹式组合截面柱为何要进行局部稳定性计算 ？ 为了提高柱子的刚度和整体稳定性在用料不多增加的情况下，尽量提高截面的惯性矩，即采用宽肢薄壁的截面，这样使得结构为达到整体稳定性之前，就由于翼缘宽厚比和腹板的高厚比过大导致局部屈曲，部分截面退出工作，而降低柱子的刚度和整体稳定性，所以要限制翼缘宽厚比和腹板的高厚比或采取其它措施。 2.格构式柱对虚轴进行刚度和整体稳定性计算为什么用换算长细比？3.提高轴心压杆钢材的抗压强度能否提高其稳定承载力？为什么？答：提高轴心压杆钢材的抗压强度不能提高其稳定承载力，临界应力只是长细比的单一函数，与材料的抗压强度无关。4. 分析说明残余应力、初偏心、初弯曲对实际轴心受压柱的影响？钢结构在加工过程中往往要焊接，在焊接过程中的局部加热和不均匀的冷却收缩，焊件纤维不能自由变形，各纤维之间受到相互的作用力，这叫焊接残余应力；另外钢材在轧制、火焰切割、冷弯和变形校正等过程中也会产生由于纤维不能自由变形，也会产生拉、压的残余应力。在外压力的作用下与残余压应力叠加，使残余压应力区域提前进入塑性状态，截面的弹性区间小，杆件的抗弯刚度降低，因此稳定承载降低。实际轴心压杆在制造、运输和安装过程中，不可避免会产生微小的初弯曲；另外，由于构造和施工的原因，还会产生一定程度的初偏心，因此沿杆件全长除轴心力外，还存在杆件因挠曲而产生的弯矩，从而降低构件的稳定承载力第五章受弯构件要点：受弯构件的计算内容包括强度、刚度、整体稳定性、局部稳定性几个方面。一、强度: 梁截面中一般有正应力、剪应力、有时还有局部压应力（例如：吊车轮压、次梁传来的集中荷载等）、折算应力。梁的正应力计算一般情况下，常以最大边缘应力达到屈服点作为强度极限状态，在一定条件下，允许考虑截面部分塑性的发展。设计时梁内的正应力、剪应力、局部压应力均不应超过规范规定的相应的强度设计值。如果在梁的某些部位，上述三种应力或其中两种应力都较大时（例如：梁的翼缘与腹板的交界处）还应验算折算应力。此外，组合梁尚需计算焊缝腹板与翼缘的连接焊缝。二、刚度: 保证在其正常使用过程中不会因挠度过大而不能满足正常使用要求。三、整体稳定性: 受弯构件当荷载达到一定程度时，在产生竖向弯曲的同时，突然产生发生侧向弯曲和扭转，这种现象叫受弯构件的整体失稳，失稳破坏时，其临界正应力还低于钢材的强度。受弯构件的整体失稳的原因，是侧向刚度太小、抗扭刚度太小、侧向支撑点的距离太大等，因此，应对受弯构件的整体稳定性要计算。四、局部稳定性: 受弯构件在荷载作用下，其受压翼缘和腹板受压区出现波状的局部屈曲，这种现象称为局部失稳。（一）受压翼缘局部稳定计算为了保证受压翼缘不会局部失稳，应对宽度和厚度之比符合一定的要求。梁受压翼缘宽厚比应满足：若是工字形截面 如果考虑塑性发展，要求 （二）腹板对于腹板，增加腹板的厚度提高腹板的局部稳定，但这种做法很不经济，所以，常用加劲肋将其分隔成尺寸较小的区格来提高其抵抗局部屈曲的能力。加紧肋的布置方式有仅加横向加劲肋；同时设横向加劲肋和纵向加劲肋；同时设横向加劲肋和受压区的纵向加劲肋及短加劲肋。作业： 一、选择题1.双轴对称工字形截面简支梁，跨中有一向下集中荷载作用与腹板平面内，作用点位于 时整体稳定性最好。A形心 B下翼缘 C 上翼缘 D 形心语上翼缘之间 2.梁的最小高度是由 控制的。 A强度 B建筑高度 C刚度 D整体稳定性 3.梁的支承加劲肋应设在 。 A弯曲应力大的区段 B剪应力大的区段 C 上翼缘和下翼缘由固定集中荷载的部位 D有吊车轮压部位 4.焊接工字形截面简支梁, 时，其整体稳定性最好。 A加强受压翼缘 B加强受拉翼缘 C双轴对称 D梁截面沿全长变化 5.单向弯曲梁失去整体稳定性是 形式的失稳。A弯曲 B扭转 C弯扭 D双向弯曲 6.为了提高梁的整体稳定性, 是最经济有效的办法。A增大截面 B增加侧向支撑点，减少平面外计算长度 C设置横向加劲肋7.焊接工字形截面梁腹板配置横向加劲肋的目的是 。A提高梁的抗弯刚度 B提高梁的抗剪刚度 C提高梁的整体稳定性 D提高梁的局部稳定性8.在简支桥梁中，当跨中已有横向加劲肋，但腹板在弯矩作用下局部稳定性不足，须采取加劲肋构造。以下考虑加劲肋何项为正确？ A横向加劲肋 B纵向加劲肋，设置在腹板上半部 C 纵向加劲肋，设置在腹板下半部 D加厚腹板 9.双轴对称工字形截面简支梁，跨中有一向下集中荷载作用与腹板平面内，作用点位于 时整体稳定性最好。A形心 B下翼缘 C 上翼缘 D 形心与上翼缘之间10焊接工字形钢梁受压翼缘宽厚比限制为 ，式中b1为 （ A ）。A翼缘板外伸宽度（或翼缘板宽度的一半）；         B翼缘板全部宽度；C翼缘板全部宽度的1/3；                         D翼缘板的有效宽度12焊接工字形组合截面梁，当腹板的局部稳定验算符合： 时，( C )。A不必设置加劲肋；B按构造设置横向加劲肋；C需设置横向加劲肋，加劲肋的间距要进行计算；D除需设置横向加劲肋，还应设置纵向加劲肋13双轴对称工字形截面简支梁，受压翼缘侧向支承点的间距和截面尺寸都不改变，受( C )作用的梁的临界弯距为最低。A多数集中荷载；                B均布荷载；C纯弯曲；                      D跨中集中荷载14工字形截面简支梁在上翼缘受集中荷载作用，钢材为Q235，为提高其整体稳定承载力，最合理的方法是 ( D )。A改用Q345钢；                     B加高腹板；C在梁跨中下翼缘加侧向支撑；         D在梁跨中上翼缘加侧向支撑15下列因素中，( B )对梁在弹性阶段的整体稳定承载力影响不大。A梁的侧向抗弯刚度；                 B梁所用材料的屈服点；C荷载种类；                         D荷载作用位置二、填空题：1. 加劲肋按分为：横向加劲肋，纵向加筋肋，短加劲肋，分别用于增大腹板抗剪能力，防止腹板受压区的屈曲，和局部有较大压应力作用下的腹板稳定问题。2.按构造要求，组合梁腹板横向加劲肋间距不得小于 。3.对承受静力荷载和间接动力荷载的钢梁，允许考虑截面发展塑性变形，在计算中引入 。4.提高粱整体稳定性的措施主要有 、 、 等。5.组合梁腹板的高厚比h0/tw 时，对一般梁可不配置加劲肋。6.钢梁丧失整体稳定性属于(平面外弯扭)屈曲。7.按照截面形成塑性铰设计的梁，虽然可节约钢材，但 (变形（挠度）)却比较大，有可能影响使用，因此设计规范只是有限制地使用(塑性) 。8.对组合工字形钢梁，除了要验算最大正应力和最大剪应力外在同时受有较大正应力和剪应力的截面，还要在 (腹板计算高度的边缘)处验算折算应力。9.为提高钢梁的整体稳定性，侧向支撑点应设在钢梁的(受压)翼缘。10.影响梁整体稳定临界弯距的因素，除了梁的截面刚度和梁的向支承点间距 之外，还有(荷载种类、荷载作用位置和梁的支承情况).三、简答题1.不计算梁整体稳定性的条件? 2.梁的整体失稳？在最大刚度平面弯曲的梁，远在钢材未达到屈服强度之前，就由于侧向弯扭变形过大，导致梁失去承载力，这种现象就是梁的整体失稳，这种破坏是突然的，往往事先无明显的预兆。2. 梁的局部失稳第六章 拉弯和压弯构件要点：1.拉弯和压弯构件的破坏有强度破坏、整体失稳破坏、局部失稳破坏。2.强度破坏是指截面的一部分和全部应力都达到甚至超过钢材屈服点的状况。3.整体失稳的破坏包括几个方面：单向压弯构弯矩平面内的失稳，这在弯矩平面内只产生弯曲变形，不存在分枝现象；单向压弯构弯矩平面外的失稳，即这在弯矩平面外发生侧移和扭转，又称弯扭失稳；双向压弯构件的失稳，即同时具有双向弯曲变形并伴随有扭转变形失稳的特点。局部失稳破坏时发生在压弯构件的腹板受压区和受压翼缘内的局部鼓曲现象，其产生的原因与受弯构件的局部失稳相同。作业 一、选择1.两根几何尺寸完全相同压弯构件，一根端弯矩是指产生反向曲率，一根端弯矩是指产生同向曲率，这前者的稳定性比后者的 。 A好 B差 C无法确定 D相同2.单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩 。A绕非对称轴作用 B绕对称轴作用 C 绕任意轴作用 . 3当偏心荷载作用在实轴时，格构柱的平面外稳定是通过( B )来保证的。A计算柱平面外稳定；                 B计算单肢稳定；C柱本身的构造要求；                 D选定足够大的单肢间距4实腹式偏心压杆在弯距作用平面外的整体稳定计算公式 中， 应取 ( A )。A弯距作用平面内最大受压纤维的毛截面抵抗矩；B弯距作用平面内最大受拉纤维的毛截面抵抗矩；C弯距作用平面外最大受压纤维的毛截面抵抗矩；D弯