轴心受压构件长细比详细计算公式及扩展

轴心受压构件长细比详细计算公式及扩展
轴心受压构件长细比详细计算公式及扩展

关于受压杆件长细比的计算

1.对于轴压构件的长细比计算公式如下:

i l 0=λ

l l ?=μ0

A I i =(根据I 的定义,理解i )

其中对各个系数进行详解:

A —构件的横截面积。矩形面积为A=bh 。对于圆形截面为:42

D A π=,圆管截面22

)1(4απ-=D A 。

I —构件的截面惯性矩。对于矩形的截面惯性矩为123

bh I =,对于圆形截面来说为644

D I π=,对于圆管截面的惯性矩为

)1(6444

απ-=D I 其中D d /=α,d 为圆管内径,D 为圆管外径。 矩形:24/3232022

222bh y b dy b y dA y I h h h =?=?=?=

??- 圆形: 64/)22sin (2164)2cos 1(2164sin sin 320420

42022032202202D D d D d dr r rd r dr dA y I D D πθθθθθθθθππππ=-?=-?==?=

?=??????(θθ2sin 212cos -=)

l 为构件的几何长度,其具体长度又根据混凝土,钢结构,砌体等不同的结构形式而有所不同。

μ为长度因数,其值由竿端约束情况决定。例如,两端铰支的细长压杆,μ=1;一段固定、一段自由的细长压杆,μ=2;两端固定的细长压杆,μ=0.5;一段固定一段铰支的细长压杆,μ=0.7。 拓展:

根据i 的计算公式,很明显,我们可以就算出矩形和圆形的回转半径i : 矩形:12

h i =;圆形(实):4D i =,圆环:4)1(4α-=D i (不用记)

钢结构受压杆件的容许长细比

基本计算轴心受力构件的强度和刚度计算

轴心受力构件的强度和刚度计算 1.轴心受力构件的强度计算 轴心受力构件的强度是以截面的平均应力达到钢材的屈服应力为承载力极限状态。轴心受力构件的强度计算公式为 f A N n ≤= σ (4-1) 式中: N ——构件的轴心拉力或压力设计值; n A ——构件的净截面面积; f ——钢材的抗拉强度设计值。 对于采用高强度螺栓摩擦型连接的构件,验算净截面强度时一部分剪力已由孔前接触面传递。因此,验算最外列螺栓处危险截面的强度时,应按下式计算: f A N n ≤= ' σ (4-2) 'N =)5 .01(1 n n N - (4-3) 式中: n ——连接一侧的高强度螺栓总数; 1n ——计算截面(最外列螺栓处)上的高强度螺栓数; ——孔前传力系数。 采用高强度螺栓摩擦型连接的拉杆,除按式(4-2)验算净截面强度外,还应按下式验算毛截面强度 f A N ≤= σ (4-4) 式中: A ——构件的毛截面面积。 2.轴心受力构件的刚度计算 为满足结构的正常使用要求,轴心受力构件应具有一定的刚度,以保证构件不会在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形,以及使用期间因自重产生明显下挠,还有在动力荷载作用下发生较大的振动。 轴心受力构件的刚度是以限制其长细比来保证的,即

][λλ≤ (4-5) 式中: λ——构件的最大长细比; [λ]——构件的容许长细比。 3. 轴心受压构件的整体稳定计算 《规范》对轴心受压构件的整体稳定计算采用下列形式: f A N ≤? (4-25) 式中:?——轴心受压构件的整体稳定系数,y cr f σ?= 。 整体稳定系数?值应根据构件的截面分类和构件的长细比查表得到。 构件长细比λ应按照下列规定确定: (1)截面为双轴对称或极对称的构件 ? ?? ==y y y x x x i l i l //00λλ (4-26) 式中:x l 0,y l 0——构件对主轴x 和y 的计算长度; x i ,y i ——构件截面对主轴x 和y 的回转半径。 双轴对称十字形截面构件,x λ或y λ取值不得小于t (其中b/t 为悬伸板件宽厚比)。 (2)截面为单轴对称的构件 以上讨论柱的整定稳定临界力时,假定构件失稳时只发生弯曲而没有扭转,即所谓弯曲屈曲。对于单轴对称截面,绕对称轴失稳时,在弯曲的同时总伴随着扭转,即形成弯扭屈曲。在相同情况下,弯扭失稳比弯曲失稳的临界应力要低。因此,对双板T 形和槽形等单轴对称截面进行弯扭分析后,认为绕对称轴(设为y 轴)的稳定应取计及扭转效应的下列换算长细比代替y λ [] 2 /122202022222)/1(4)()(2 1 z y z y z y yz i e λ λλλλλλ--+++= )/7.25//(2 202ωωλl I I A i t z +=

轴心受力构件

第6章轴心受力构件 §6-1 轴心受力构件的应用和截面形式 轴心受力构件(axially loaded members)是指承受通过构件截面形心轴线的轴向力作用的构件,当这种轴向力为拉力时,称为轴心受拉构件(axially tension members),简称轴心拉杆;当这种轴向力为压力时,称为轴心受压构件(axially compression members),简称轴心压杆。轴心受力构件广泛地应用于屋架、托架、塔架、网架和网壳等各种类型的平面或空间格构式体系以及支撑系统中。支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向受压构件通常称为柱(columns),包括轴心受压柱。柱通常由柱头、柱身和柱脚三部分组成(图6.1.1),柱头支承上部结构并将其荷载传给柱身,柱脚则把荷载由柱身传给基础。 图6.1.1柱的形式 轴心受力构件(包括轴心受压柱),按其截面组成形式,可分为实腹式构件和格构式构件两种(图6.1.1)。实腹式构件具有整体连通的截面,常见的有三种截面形式。第一种是热轧型钢截面,如圆钢、圆管、方管、角钢、工字钢、T型钢、宽翼缘H型钢和槽钢等,其中最常用的是工字形或H形截面;第二种是冷弯型钢截面,如卷边和不卷边的角钢或槽钢与方管;第三种是型钢或钢板连接而成的组合截面。在普通桁架中,受拉或受压杆件常采用两个等边或不等边角钢组成的T形截面或十字形截面,也可采用单角钢、圆管、方管、工字 柱身 柱脚 (a)实腹式柱(b)格构式缀板柱(c)格构式缀条柱 柱头

钢或T 型钢等截面(图6.1.2a )。轻型桁架的杆件则采用小角钢、圆钢或冷弯薄壁型钢等截面(图6.1.2b)。受力较大的轴心受力构件(如轴心受压柱),通常采用实腹式或格构式双轴对称截面;实腹式构件一般是组合截面,有时也采用轧制H 型钢或圆管截面(图6.1.2c)。格构式构件一般由两个或多个分肢用缀件联系组成(图6.1.2d),采用较多的是两分肢格构式构件。在格构式构件截面中,通过分肢腹板的主轴叫做实轴,通过分肢缀件的主轴叫做虚轴。分肢通常采用轧制槽钢或工字钢,承受荷载较大时可采用焊接工字形或槽形组合截面。缀件有缀条或缀板两种,一般设置在分肢翼缘两侧平面内,其作用是将各分肢连成整体,使其共同受力,并承受绕虚轴弯曲时产生的剪力。缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成,缀条常采用单角钢,与分肢翼缘组成桁架体系,使承受横向剪力时有较大的刚度。缀板常采用钢板,与分肢翼缘组成刚架体系。在构件产生绕虚轴弯曲而承受横向剪力时,刚度比缀条格构式构件略低,所以通常用于受拉构件或压力较小的受压构件。实腹式构件比格构式构件构造简单,制造方便,整体受力和抗剪性能好,但截面尺寸较大时钢材用量较多;而格构式构件容易实现两主轴方向的等稳定性,刚度较大,抗扭性能较好,用料较省。 图6.1.2轴心受力构件的截面形式 §6-2 轴心受力构件的强度和刚度 6.2.1 轴心受力构件的强度计算 从钢材的应力~应变关系可知,当轴心受力构件的截面平均应力达到钢材的抗拉强度 u f 时,构件达到强度极限承载力。但当构件的平均应力达到钢材的屈服强度y f 时,由于构件塑性变形的发展,将使构件的变形过大以致达到不适于继续承载的状态。因此,轴心受力构件是以截面的平均应力达到钢材的屈服强度作为强度计算准则的。 对无孔洞等削弱的轴心受力构件,以全截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态, 应按下式进行毛截面强度计算: i min min i c o o o c c (a)普通桁架杆件截面(b)轻型桁架杆件截面 (c)实腹式构件截面 1 虚轴 实轴 1 1 1 (d)格构式构件截面

结构设计原理

第三章 轴心受力构件 本章的意义和内容:在设计以承受恒荷载为主的多层房屋的内柱及桁架的腹杆等构件时,可近似地按轴心受力构件计算。轴心受力构件有轴心受压构件和轴心受拉构件。本章主要讲述轴心受压构件的正截面受压承载力计算、构造要求,以及轴心受拉构件的受拉承载力计算等问题。 本章习题内容主要涉及: 轴心受压构件——荷载作用下混凝土和钢筋的应力变化规律;稳定系数?的确定;配有纵筋及普通箍筋柱的强度计算;配有纵筋及螺旋形箍筋柱的强度计算;构造要求。 轴心受拉构件——荷载作用下构件的破坏形态;构件的强度计算。 一、概 念 题 (一)填空题 1. 钢筋混凝土轴心受压构件计算中,?是 系数,它是用来考虑 对柱的承载力的影响。 2. 配普通箍筋的轴心受压构件的承载力为u N = 。 3. 一普通箍筋柱,若提高混凝土强度等级、增加纵筋数量都不足以承受轴心压力时,可采用 或 方法来提高其承载力。 4. 矩形截面柱的截面尺寸不宜小于 mm 。为了避免矩形截面轴心受压构件长细比过大,承载力降低过多,常取≤l 0 ,≤h l 0 (0l 为柱的计算长度,b 为矩形截面短边边长,h 为长边边长)。 5.《混凝土结构设计规范》规定,受压构件的全部纵筋的配筋率不应小于 ,且不宜超过 ;一侧纵筋的配筋率不应小于 。 6.配螺旋箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件的正截面受压承载力为 sso y s y cor c u 2(9.0A f A f A f N α+''+=),其中,α是 系数。 (二)选择题 1. 一钢筋混凝土轴心受压短柱,由混凝土徐变引起的塑性应力重分布现象与纵筋配筋率ρ'的关系是:[ ] a 、ρ'越大,塑性应力重分布越不明显 b 、ρ'越大,塑性应力重分布越明显 c 、ρ'与塑性应力重分布无关 d 、开始,ρ'越大,塑性应力重分布越明显,但ρ'超过一定值后,塑性应力重分布反

轴心受压构件长细比详细计算公式及扩展

关于受压杆件长细比的计算 1.对于轴压构件的长细比计算公式如下: i l 0=λ l l ?=μ0 A I i =(根据I 的定义,理解i ) 其中对各个系数进行详解: A —构件的横截面积。矩形面积为A=bh 。对于圆形截面为:42 D A π=,圆管截面22 )1(4απ-=D A 。 I —构件的截面惯性矩。对于矩形的截面惯性矩为123 bh I =,对于圆形截面来说为644 D I π=,对于圆管截面的惯性矩为 )1(6444 απ-=D I 其中D d /=α,d 为圆管内径,D 为圆管外径。 矩形:24/3232022 222bh y b dy b y dA y I h h h =?=?=?= ??- 圆形: 64/)22sin (2164)2cos 1(2164sin sin 320420 42022032202202D D d D d dr r rd r dr dA y I D D πθθθθθθθθππππ=-?=-?==?= ?=??????(θθ2sin 212cos -=) l 为构件的几何长度,其具体长度又根据混凝土,钢结构,砌体等不同的结构形式而有所不同。

μ为长度因数,其值由竿端约束情况决定。例如,两端铰支的细长压杆,μ=1;一段固定、一段自由的细长压杆,μ=2;两端固定的细长压杆,μ=0.5;一段固定一段铰支的细长压杆,μ=0.7。 拓展: 根据i 的计算公式,很明显,我们可以就算出矩形和圆形的回转半径i : 矩形:12 h i =;圆形(实):4D i =,圆环:4)1(4α-=D i (不用记) 钢结构受压杆件的容许长细比

4.2 轴心受压构件承载力计算

轴心受压构件承载力计算 按照箍筋配置方式不同,钢筋混凝土轴心受压柱可分为两种:一种是配置纵向钢筋和普通箍筋的柱(图4.2.1a),称为普通箍筋 柱;一种是配置纵向钢筋和螺旋筋(图)或 焊接环筋(图4.2.1c)的柱,称为螺旋箍筋柱或 间接箍筋柱。 需要指出的是,在实际工程结构中,几 乎不存在真正的轴心受压构件。通常由于荷 载作用位置偏差、配筋不对称以及施工误差 等原因,总是或多或少存在初始偏心距。但 当这种偏心距很小时,如只承受节点荷载屋 架的受压弦杆和腹杆、以恒荷载为主的等跨 多层框架房屋的内柱等,为计算方便,可近 似按轴心受压构件计算。此外,偏心受压构件垂直于弯矩作用平面的承载力验算也按轴心受压构件计算。 一、轴心受压构件的破坏特征 按照长细比的大小,轴心受压柱可分为短柱和长柱两类。对方形和矩形柱,当≤8时属于短柱,否则为长柱。其中为柱的计算长度,为矩形截面的短边尺寸。 1.轴心受压短柱的破坏特征 配有普通箍筋的矩形截面短柱,在轴向压力N作用下整个截面的应变基本上是均匀分布的。N较小时,构件的压缩变形主要为弹性变形。随着荷载的增大,构件变形迅速增大。与此同时,混凝土塑性变形增加,弹性模量降低,应力增长逐渐变慢,而钢筋应力的增加则越来越快。对配置HPB235、HRB335、HRB400、RRB400级热轧钢筋的构件,钢筋将先达到其屈服强度,此后增加的荷载全部由混凝土来承受。在临近

破坏时,柱子表面出现纵向裂缝,混凝土保护层开始剥落,最后,箍筋之间的纵向钢筋压屈而向外凸出,混凝土被压碎崩裂而破坏(图4.2.2)。破坏时混凝土的应力达到棱柱体抗压强度。当短柱破坏时,混凝土达到极限压应变=,相应的纵向钢筋应力值=E s=2×105×mm2=400N/mm2。因此,当纵向钢筋为高强度钢筋时,构件破坏时纵向钢筋可能达不到屈服强度。设计中对于屈服强度超过400N/mm2的钢筋,其抗压强度设计值只能取400N/mm2。显然,在受压构件内配置高强度的钢筋不能充分发挥其作用,这是不经济的。 2.轴心受压长柱的破坏特征 对于长细比较大的长柱,由于各种偶然因素造成的初始偏心距的影响是不可忽略的,在轴心压力N作用下,由初始偏心距将产生附加弯矩,而这个附加弯矩产生的水平挠度又加大了原来的初始偏心距,这样相互影响的结果,促使了构件截面材料破坏较早到来,导致承截能力的降低。破坏时首先在凹边出现纵向裂缝,接着混凝土被压碎,纵向钢筋被压弯向外凸出,侧向挠度急速发展,最终柱子失去平衡并将凸边混凝土拉裂而破坏(图4.2.3)。试验表明,柱的长细比愈大,其承截力愈低,对于长细比很大的长柱,还有可能发生“失稳破坏”。 由上述试验可知,在同等条件下,即截面相同,配筋相同,材料相同的条件下,长柱承载力低于短柱承载力。在确定轴心受压构件承截力计算公式时,规范采用构件

轴心受力构件习题及问题详解

轴心受力构件习题及答案 一、选择题 的构件,在拉力N作用下的强度计算公1. 一根截面面积为A,净截面面积为A n 式为______。 2. 轴心受拉构件按强度极限状态是______。 净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 净截面的平均应力达到钢材的屈服强度 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度 3. 实腹式轴心受拉构件计算的容有______。 强度强度和整体稳定性强度、局部稳定和整体 稳定强度、刚度(长细比) 4. 轴心受力构件的强度计算,一般采用轴力除以净截面面积,这种计算方法对下列哪种连接方式是偏于保守的? 摩擦型高强度螺栓连接承压型高强度螺栓连 接普通螺栓连接铆钉连接 5. 工字型组合截面轴压杆局部稳定验算时,翼缘与腹板宽厚比限值是根据 ______导出的。 6. 图示单轴对称的理想轴心压杆,弹性失稳形式可能为______。

X轴弯曲及扭转失稳Y轴弯曲及扭转失稳 扭转失稳绕Y轴弯曲失稳 7. 用Q235号钢和16锰钢分别建造一轴心受压柱,其长细比相同,在弹性围屈曲时,前者的临界力______后者的临界力。 大于小于等于或接近无法 比较 8. 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______。 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 考虑强度降低的影响 考虑剪切变形的影响 考虑单支失稳对构件承载力的影响 9. 为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施,这一做法是为了______。 改变板件的宽厚比增大截面面积改变截面上 的应力分布状态增加截面的惯性矩 10. 轴心压杆构件采用冷弯薄壁型钢或普通型钢,其稳定性计算______。 完全相同 仅稳定系数取值不同 仅面积取值不同 完全不同 11. 工字型截面受压构件的腹板高度与厚度之比不能满足按全腹板进行计算的要求时,______。

轴心受压构件概念题

轴心受压构件概念题 一、判断题(请在你认为正确陈述的各题干后的括号内打“√”,否则打“×”。每小题1分。) 1.轴心受压构件纵向受压钢筋配置越多越好。() 2.轴心受压构件中的箍筋应作成封闭式的。() 3.实际工程中没有真正的轴心受压构件。() 4.轴心受压构件的长细比越大,稳定系数值越高。() 5.轴心受压构件计算中,考虑受压时纵筋容易压曲,所以钢筋的抗压强度设计值最大取为2 N。() 400mm / 6.螺旋箍筋柱既能提高轴心受压构件的承载力,又能提高柱的稳定性。()×√√××× 二、单选题(请把正确选项的字母代号填入题中括号内,每题2分。) 1.钢筋混凝土轴心受压构件,稳定系数是考虑了()。 A.初始偏心距的影响; B.荷载长期作用的影响; C.两端约束情况的影响; D.附加弯矩的影响。 2.对于高度、截面尺寸、配筋完全相同的柱,以支承条件为() 时,其轴心受压承载力最大。 A.两端嵌固; B.一端嵌固,一端不动铰支; C.两端不动铰支; D.一端嵌固,一端自由; 3.钢筋混凝土轴心受压构件,两端约束情况越好,则稳定系数 ()。 A.越大;B.越小;C.不变;D.变化趋势不定。 4.一般来讲,其它条件相同的情况下,配有螺旋箍筋的钢筋混凝土柱 同配有普通箍筋的钢筋混凝土柱相比,前者的承载力比后者的承载力 ()。 A.低;B.高;C.相等;D.不确定。 5.对长细比大于12的柱不宜采用螺旋箍筋,其原因是()。 A.这种柱的承载力较高; B.施工难度大; C.抗震性能不好;

D.这种柱的强度将由于纵向弯曲而降低,螺旋箍筋作用不能发挥;6.轴心受压短柱,在钢筋屈服前,随着压力而增加,混凝土压应力的 增长速率()。 A.比钢筋快;B.线性增长;C.比钢筋慢;D.与钢筋相等。 7.两个仅配筋率不同的轴压柱,若混凝土的徐变值相同,柱A配筋率 大于柱B,则引起的应力重分布程度是()。 A.柱A=柱B;B.柱A>柱B;C.柱A<柱B;D.不确定。 8.与普通箍筋的柱相比,有间接钢筋的柱主要破坏特征是()。 A.混凝土压碎,纵筋屈服; B.混凝土压碎,钢筋不屈服; C.保护层混凝土剥落; D.间接钢筋屈服,柱子才破坏。 是因为()。 9.螺旋筋柱的核心区混凝土抗压强度高于f c A.螺旋筋参与受压; B.螺旋筋使核心区混凝土密实; C.螺旋筋约束了核心区混凝土的横向变形; D.螺旋筋使核心区混凝土中不出现内裂缝。 10.为了提高钢筋混凝土轴心受压构件的极限应变,应该()。 A.采用高强混凝土; B.采用高强钢筋; C.采用螺旋配筋; D.加大构件截面尺寸。 11.规范规定:按螺旋箍筋柱计算的承载力不得超过普通柱的1.5倍, 这是为()。 A.在正常使用阶段外层混凝土不致脱落 B.不发生脆性破坏; C.限制截面尺寸; D.保证构件的延性A。 12.一圆形截面螺旋箍筋柱,若按普通钢筋混凝土柱计算,其承载力为 300KN,若按螺旋箍筋柱计算,其承载力为500KN,则该柱的承载力应示为()。 A.400KN;B.300KN;C.500KN;D.450KN。 13.配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中,箍筋的作用主要是 ()。 A.抵抗剪力; B.约束核心混凝土; C.形成钢筋骨架,约束纵筋,防止纵筋压曲外凸; D.以上三项作用均有。 D A A B D C B D C C A D C

钢结构试题及答案

1.体现钢材塑性性能的指标是( ) A .屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2.在结构设计中,失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( )。 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 3.对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( )来保证的。 A .稳定承载力 B .挠跨比 C .静力强度 D .动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关( ) A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑( ) A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 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 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接( ) A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7.为保证格构式构件单肢的稳定承载力,应( )。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8.梁的纵向加劲肋应布置在( )。 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9.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 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外,还需( )指标。 A. 低温屈服强度 B. 低温抗拉强度 C. 低温冲击韧性 D . 疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件( )无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12.焊接残余应力不影响构件的( ) A .整体稳定 B .静力强度 C .刚度 D .局部稳定 13.摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时,承载力( ) A .与摩擦面的处理方法有关 B .与摩擦面的数量有关 C .与螺栓直径有关 D .与螺栓的性能等级无关 14.直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤,则1t 、2t 分别为( )的 厚度。 A .1t 为厚焊件,2t 为薄焊件 B .1t 为薄焊件,2t 为厚焊件 C .1t 、2t 皆为厚焊件 D .1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时,只发生弯曲变形,杆件的截面只绕一个主轴旋转,杆的纵轴由直 线变为曲线,这时发生的是( )。 A .扭转屈曲 B .弯扭屈曲 C .侧扭屈曲 D .弯曲屈曲

轴心受压构件

一、选择题 的构件,在拉力N作用下的强度计算公1. 一根截面面积为A,净截面面积为A n 式为______。 2. 轴心受拉构件按强度极限状态是______。 净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度 净截面的平均应力达到钢材的屈服强度 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度 3. 实腹式轴心受拉构件计算的内容有______。 强度强度和整体稳定性强度、局部稳定和整体稳定强度、刚度(长细比) 4. 轴心受力构件的强度计算,一般采用轴力除以净截面面积,这种计算方法对下列哪种连接方式是偏于保守的? 摩擦型高强度螺栓连接承压型高强度螺栓连 接普通螺栓连接铆钉连接 5. 工字型组合截面轴压杆局部稳定验算时,翼缘与腹板宽厚比限值是根据 ______导出的。

6. 图示单轴对称的理想轴心压杆,弹性失稳形式可能为______。 X轴弯曲及扭转失稳Y轴弯曲及扭转失稳 扭转失稳绕Y轴弯曲失稳 7. 用Q235号钢和16锰钢分别建造一轴心受压柱,其长细比相同,在弹性范围内屈曲时,前者的临界力______后者的临界力。 大于小于等于或接近无法 比较 8. 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______。 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 考虑强度降低的影响 考虑剪切变形的影响 考虑单支失稳对构件承载力的影响 9. 为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施,这一做法是为了______。 改变板件的宽厚比增大截面面积改变截面上的应力分布状态增加截面的惯性矩 10. 轴心压杆构件采用冷弯薄壁型钢或普通型钢,其稳定性计算______。

钢结构轴力构件-附答案

钢结构练习四 轴心受力构件 一、选择题(××不做要求) 1.工字形轴心受压构件,翼缘的局部稳定条件为()y f t b 2351.0101λ+≤,其中λ的含义为( A )。 A )构件最大长细比,且不小于30、不大于100 B )构件最小长细比 C )最大长细比与最小长细比的平均值 D )30或100 2.轴心压杆整体稳定公式f A N ≤?的意义为( D )。 A )截面平均应力不超过材料的强度设计值 B )截面最大应力不超过材料的强度设计值 C )截面平均应力不超过构件的欧拉临界应力值 D )构件轴心压力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值 3.用Q235钢和Q345钢分别制造一轴心受压柱,其截面和长细比相同,在弹性范围内屈曲时,前者的临界力( C )后者的临界力。 A )大于 B )小于 C )等于或接近 D )无法比较 4.为防止钢构件中的板件失稳采取加劲措施,这一做法是为了( A )。 A )改变板件的宽厚比 B )增大截面面积 C )改变截面上的应力分布状态 D )增加截面的惯性矩 5.为提高轴心压杆的整体稳定,在杆件截面面积不变的情况下,杆件截面的形式应使其面积分布( B )。 A )尽可能集中于截面的形心处 B )尽可能远离形心 C )任意分布,无影响 D )尽可能集中于截面的剪切中心 ××6.轴心压杆采用冷弯薄壁型钢或普通型钢,其稳定性计算( B )。 A )完全相同 B )仅稳定系数取值不同 C )仅面积取值不同 D )完全不同 7.实腹式轴压杆绕x ,y 轴的长细比分别为λx ,λy ,对应的稳定系数分别为φx , φy ,若λx =λy ,则( D )。 A )φx >φy B )φx =φy C )φx <φy D )需要根据稳定性分类判别 8.轴心受压杆的强度与稳定,应分别满足( B )。 A )f A N n ≤=σ,f A N n ?≤=?σ B )f A N n ≤=σ,f A N ?≤=?σ C )f A N ≤= σ,f A N n ?≤=?σ

(整理)自考《钢结构》分章节历年真题4

4、轴心受力构件 4、1轴心受力构件的特点和截面形式 090712.对于轴心受压构件或偏心受压构件,如何保证其满足正常使用极限状态?() A.要求构件的跨中挠度不得低于设计规范规定的容许挠度 B.要求构件的跨中挠度不得超过设计规范规定的容许挠度 C.要求构件的长细比不得低于设计规范规定的容许长细比 D.要求构件的长细比不得超过设计规范规定的容许长细比 110725.轴心受压构件的正常使用极限状态通过限制_______保证。 4、2轴心受拉构件 4、3实腹式轴心受压构件 100410.某截面无削弱的热轧型钢实腹式轴心受压柱,设计时应计算( ) A.整体稳定、局部稳定 B.强度、整体稳定、长细比 C.整体稳定、长细比 D.强度、局部稳定、长细比

100713.在轴心受力构件计算中,验算长细比是为了保证构件满足下列哪项要求?( ) A.强度 B.整体稳定 C.拉、压变形 D.刚度100725.轴心受压构件的整体失稳形式可分为弯曲屈曲、扭转屈曲和_______三种。 110410.某轴压柱绕两主轴属于不同截面分类,等稳定条件为() A.λx=λy B.?x=?y C.Ix=Iy D.ix=iy 130409. 100413.初始弯曲和荷载的初始偏心对轴心受压构件整体稳定承载力的影响为( ) A.初弯曲和初偏心均会降低稳定承载力 B.初弯曲和初偏心均不会影响稳定承载力 C.初弯曲将会降低稳定承载力,而初偏心将不会影响稳定承载力 D.初弯曲将不会影响稳定承载力,而初偏心将会降低稳定承载力 090725.对于轴心受压构件而言,杆件的初弯曲越大,稳定承载力越______。

轴心受压构件纵向受压钢筋计算

结构构件计算书 轴心受压构件纵向受压钢筋计算 项目名称_____________日期_____________ 设计者_____________校对者_____________ 一、构件编号: ZH-1 二、依据规范: 《混凝土结构设计规范》 (GB 50010-2010) 三、计算参数 1.几何参数: 截面形状: 矩形 截面宽度: b=400mm 截面高度: h=400mm 构件的计算长度: lo=5000mm 2.材料信息: 混凝土强度等级: C30 fc =14.3N/mm2 钢筋类型: HRB335 fy'=300N/mm2 3.设计参数: 结构重要性系数: γo=1.0 纵筋最小配筋率: ρmin=0.600% 4.荷载信息: 轴向力设计值: N=2000.000kN 四、计算过程 1.确定稳定系数Φ: lo/b=5000/400=12.500 查《混凝土结构设计规范》(GB 50010-2010)表6.2.15 得, Φ= 0.943 2.计算纵筋面积A's: 截面面积A=bh=400*400=160000mm2 A's= (γo*N/0.9Φ-fc*A)/fy' = (1.0*2000.000*1000/(0.9*0.943)-14.3*160000)/300=228mm2 纵筋配筋率ρ=A's/A=(228/160000)%=0.143%≤3%,结果符合标准。 3.验算纵筋配筋率: ρ=A's/A=(228/160000)%=0.143% ρmin=0.600% ρ<ρmin 纵筋配筋率不满足要求 所以满足最小配筋面积A's=A*ρmin=160000*0.600=960mm2 第1页,共1页

钢结构试题及答案复习课程

钢结构试题及答案

1.体现钢材塑性性能的指标是( ) A .屈服点 B. 强屈比 C. 延伸率 D. 抗拉强度 2.在结构设计中,失效概率p f 与可靠指标β的关系为 ( )。 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 3.对于受弯构件的正常使用极限状态是通过控制 ( )来保证的。 A .稳定承载力 B .挠跨比 C .静力强度 D .动力强度 4. 钢框架柱的计算长度与下列哪个因素无关( ) A.框架在荷载作用下侧移的大小 B.框架柱与基础的连接情况 C.荷载的大小 D. 框架梁柱线刚度比的大小 5. 格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x λ的换算长细比ox λ是考虑( ) A 格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件 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 6. 摩擦型高强度螺栓连接与承压型高强度螺栓连接( ) A 没有本质差别 B 施工方法不同 C 承载力计算方法不同 D 材料不同 7.为保证格构式构件单肢的稳定承载力,应( )。 A 控制肢间距 B 控制截面换算长细比 C 控制单肢长细比 D 控制构件计算长度 8.梁的纵向加劲肋应布置在( )。 A 靠近上翼缘 B 靠近下翼缘 C 靠近受压翼缘 D 靠近受拉翼缘 9.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 10. 在低温工作的钢结构选择钢材除强度、塑性、冷弯性能指标外,还需( )指 标。 A. 低温屈服强度 B. 低温抗拉强度 C. 低温冲击韧性 D . 疲劳强度 11. 钢材脆性破坏同构件( )无关。 A 应力集中 B 低温影响 C 残余应力 D 弹性模量 12.焊接残余应力不影响构件的( ) A .整体稳定 B .静力强度 C .刚度 D .局部稳定 13.摩擦型连接的高强度螺栓在杆轴方向受拉时,承载力( ) A .与摩擦面的处理方法有关 B .与摩擦面的数量有关 C .与螺栓直径有关 D .与螺栓的性能等级无关 14.直角角焊缝的焊脚尺寸应满足1min 5.1t h f ≥及2max 2.1t h f ?≤,则1t 、2t 分别为 ( )的厚度。 A .1t 为厚焊件,2t 为薄焊件 B .1t 为薄焊件,2t 为厚焊件 C .1t 、2t 皆为厚焊件 D .1t 、2t 皆为薄焊件 15.理想轴心受压构件失稳时,只发生弯曲变形,杆件的截面只绕一个主轴旋转, 杆的纵轴由直线变为曲线,这时发生的是( )。

钢结构受压构件知识总结

轴心受力构件的强度、刚度、稳定性及设计方法讨论

一、前言 对于土木工程设计来说,钢结构有着非常重要的作用,近十余年来,我国国内的钢结构的产量,品种,规格都大幅度提高。在传统工业厂房,高层,超高层以及大跨度结构中有着不可替代的优势,它有着强度高,塑性、韧性好,质量轻,施工快,密闭性好等优点。 铁在地壳中的含量仅次于氧、硅、铝,高达4.75%,排第四。其现实意义是非凡的,现今随着对钢结构的相关理论和学科的完善,铁已然成为应用最广,用量最大的金属元素。 在不久的将来,对于我们目前正在就读的土木工程的学生来说,掌握钢结构的基本知识,在将来的就业工作中起着非常重要的作用。目前由于人们对建筑的不断追求,结构的复杂程度不断升高,同时对建筑结构设计的人员要求也越来越高,这就要求我们不断丰富对钢结构的认识和研究,以适应社会进步的要求。 二、简述 为丰富我们的理论学习广度和加强学习深度,我们对目前钢结构设计的认识和研究进行了部分系统的归纳,此文将着重对钢结构中的轴心受力构件的强度、刚度、稳定性及其设计方法进行讨论。 钢结构的内在特性是由原材料和其经受的一系列加工决定的。建筑工程中使用的都是塑性较好的材料,在拉力作用下会有明显的屈服阶段,然后进入强化阶段。传统的设计以屈服极限作为钢材的强度极限,但实际上钢材的塑性性能在一定程度上市可以利用的,如简支梁可以允许塑性在弯矩最大的截面发展等。同时钢结构具有较好的韧性,但受温受力状态等影响比较大。 我们要讨论的是轴心受力构件,按截面形式分为实腹式和格构式,两种截面形式各有不同。但对其设计验算方式方式一样。主要涉及到强度计算,刚度计算,稳定性计算,稳定性可分为整体稳定性和局部稳定性计算。同时我们还会讨论轴心受压柱的设计问题。 关键词:钢结构轴心受压构件特性强度刚度稳定设计 三、详细阐述 以下我们将轴心受压构件的计算方法进行系统阐述 (一)钢结构强度问题 轴心受力构件的强度承载力是以截面的平均应力达到钢材的屈服应力极限

基本计算轴心受力构件的强度和刚度计算

轴心受力构件的强度和刚度计算 1.轴心受力构件的强度计算 轴心受力构件的强度是以截面的平均应力达到钢材的屈服应力为承载力极限状态。轴心受力构件的强度计算公式为 N、 <7 =——< f(4-1) 4 式中:N一构件的轴心拉力或压力设计值; A,_——构件的净截面面积; f——钢材的抗拉强度设计值。 对于采用高强度螺栓摩擦型连接的构件,验算净截面强度时一部分剪力已山孔前接触面传递。因此,验算最外列螺栓处危险截面的强度时,应按下式计算: N' b =——

轴心受力构件的刚度是以限制其长细比来保证的,即

2 <[A] 式中:A——构件的最大长细比; [2]——构件的容许长细比。 3.轴心受压构件的整体稳定计算 《规范》对轴心受压构件的整体稳定计算采用下列形式: (4-25) 式中:(P—轴心受压构件的整体稳定系数,0 = 2工。 J y 整体稳定系数0值应根据构件的截面分类和构件的长细比查表得到。 构件长细比兄应按照下列规定确定: (1)截面为双轴对称或极对称的构件 (4-26) 式中:h,心一构件对主轴x和y的计算长度; 止,.一构件截面对主轴x和〉,的回转半径。 双轴对称十字形截面构件,人或九取值不得小于5.07b/t (其中b/t为悬伸板件宽厚比)。 (2)截面为单轴对称的构件 以上讨论柱的整定稳定临界力时,假定构件失稳时只发生弯曲而没有扭转,即所谓弯曲屈曲。对于单轴对称截面,绕对称轴失稳时,在弯曲的同时总伴随着扭转,即形成弯扭屈曲。在相同情况下,弯扭失稳比弯曲失稳的临界应力要低。因此,对双板T形和槽形等单轴对称截面进行弯扭分析后,认为绕对称轴(设为),轴)的稳定应取计?及扭转效应的下列换算长细比代替心 葢“詔/(人/25.7 + J//:)

轴心受压构件的稳定性计算

轴心受压构件的稳定性计算 7.2.1 除可考虑屈服后强度的实腹式构件外,轴心受压构件的稳定性计算应符合下式要求: 式中:φ——轴心受压构件的稳定系数(取截面两主轴稳定系数中的较小者),根据构件的长细比(或换算长细比)、钢材屈服强度和表7.2.1-1、表7.2.1-2的截面分类,按本标准附录D采用。 表7.2.1-1 轴心受压构件的截面分类(板厚t<40mm)

注:1 a*类含义为Q235钢取b类,Q345、Q390、Q420和Q460钢取a类;b*类含义为Q235钢取c类,Q345、Q390、Q420和Q460钢取b类; 2 无对称轴且剪心和形心不重合的截面,其截面分类可按有对称轴的类似

截面确定,如不等边角钢采用等边角钢的类别;当无类似截面时,可取c类。 表7.2.1-2 轴心受压构件的截面分类(板厚t≥40mm) 7.2.2 实腹式构件的长细比λ应根据其失稳模式,由下列公式确定: 1 截面形心与剪心重合的构件: 1) 当计算弯曲屈曲时,长细比按下列公式计算:

式中:l0x、l0y——分别为构件对截面主轴x和y的计算长度,根据本标准第 7.4节的规定采用(mm); i x、i y——分别为构件截面对主轴x和y的回转半径(mm)。 2) 当计算扭转屈曲时,长细比应按下式计算,双轴对称十字形截面板件宽厚比不超过15εk者,可不计算扭转屈曲。 式中:I0、I t、I w——分别为构件毛截面对剪心的极惯性矩(m m4)、自由扭转常数(m m4)和扇性惯性矩(m m6),对十字形截面可近似取I w=0; I w——扭转屈曲的计算长度,两端铰支且端截面可自由翘曲者,取几何长度l;两端嵌固且端部截面的翘曲完全受到约束者,取0.5l(mm)。 2 截面为单轴对称的构件: 1) 计算绕非对称主轴的弯曲屈曲时,长细比应由式(7.2.2-1)、式(7.2.2-2)计算确定。计算绕对称主轴的弯扭屈曲时,长细比应按下式计算确定: 式中:y s——截面形心至剪心的距离(mm); i0——截面对剪心的极回转半径,单轴对称截面i20=y2s+i2x+i2y(mm);

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