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习题-格构式偏心受力构件计算

习题-格构式偏心受力构件计算
习题-格构式偏心受力构件计算

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 +=

轴心受力构件习题及答案

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就是______。 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______。 强度强度与整体稳定性强度、局部稳定与整体 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就是偏于保守的? 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就是根据______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号钢与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,就是因为______。 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,这一做法就是为了______。 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),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)。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、工字钢或T 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

型钢等截面(图)。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。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。格构式构件一般由两个或多个分肢用缀件联系组成(图,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 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

4.3-偏心受压构件承载力计算

4.2 轴心受压构件承载力计算 一、偏心受压构件破坏特征 偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时,等效于承受一个偏心距为e =M/N的偏心力N的作用,当弯矩M相对较小时,e0就很小,构件接近于轴心受压,0 相反当N相对较小时,e0就很大,构件接近于受弯,因此,随着e0的改变,偏心受压 构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。按照轴向力的偏心距和配筋情 况的不同,偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。 1.受拉破坏 当轴向压力偏心距e0较大,且受拉钢筋配置不太多时,构件发生受拉破坏。在这 种情况下,构件受轴向压力N后,离N较远一侧的截面受拉,另一侧截面受压。当N 增加到一定程度,首先在受拉区出现横向裂缝,随着荷载的增加,裂缝不断发展和加 宽,裂缝截面处的拉力全部由钢筋承担。荷载继续加大,受拉钢筋首先达到屈服,并 形成一条明显的主裂缝,随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸,受压区高度迅速减 小。最后,受压区边缘出现纵向裂缝,受压区混凝土被压碎而导致构件破坏(图 4.3.1)。此时,受压钢筋一般也能屈服。由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距e0较 大发生,故习惯上也称为大偏心受压破坏。受拉破坏有明显预兆,属于延性破坏。 2.受压破坏 当构件的轴向压力的偏心距e0较小,或偏心距e0虽然较大但配置的受拉钢筋过 多时,就发生这种类型的破坏。加荷后整个截面全部受压或大部份受压,靠近轴向压力一侧的混凝土压应力较高,远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。随着荷载 逐渐增加,靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝,进而混凝土达到极限应变εcu被压碎,受压钢筋的应力也达到f y′,远离一侧的钢筋可能受压,也可能受拉,但因本身截面应力太小,或因配筋过多,都达不到屈服强度(图4.3.2)。由于受压破坏通常在轴向压力偏心距e0较小时发生,故习惯上也称为小偏心受压破坏。受压破坏无明显预兆,属脆性破坏。

偏心受压构件计算方法

非对称配筋矩形截面偏心受压构件正截面承载力设计与复核 1大小偏心的判别 当e < h o时,属于小偏心受压。 时,可暂先按大偏心受压计算,若b,再改用小偏心受压计算2、大偏心受压正截面承载力设计 1).求A s和A,令b,(HRB33歐,b 0.55; HRB40C级,b 0.52) 2 Ne i f c bh o b(1 0.5 b) A s RE f y(h o a)(混规, f y 2).求A s A s A si A s2 A S3 (0)若 b 按照大偏心 (1)若 b cy 2 i b A ;Ne i f c bh o2 (1 /2) f y(h o a ) i f c bh o b N A s 主A s f y 适用条件: A s/bh > min,且不小于f t / f y ;A;/ bh > min 0 如果 x<2a/,A s N(e h/2 a') f y (h o a/) 适用条件:A;/ bh > min,且不小于f t/f y ;A;/bh > min 0 3、小偏心受压正截面承载力设计

如果s Q A s min bh 再重新求,再计算A s (2)若 h/ h o Ne i f c bh(h 。h ) 2 f y (h o a) 然后计算和A s N(h/2 e Q e a a 7) 1 f c bh(h/2 a 7) f y (h o a ) 情况(2)和(3)验算反向破坏。 4、偏心受压正截面承载力复核 1).已知N ,求M 或仓。 先根据大偏心受压计算出X : (1)如果 x 2a / , ⑵ 如果2a / x b h 。,由大偏心受压求e ,再求e 0 ⑶若 b ,可由小偏心受压计算 。再求e 、e o 2).已知e o ,求N 先根据大偏心受压计算出x (1) 如果 X 2a /, (2) 若2a / x b h o ,由大偏心受压求N 。 (3) 若x > b h o ,可由小偏心受压求N 。 注意适用条件的验算。 适用条件: A s /bh > min ,且不小于 f t / f y ; A s /bh > min A s min bh ⑶若 h/h o ,取 X h , s A s A s cy ,取 s f / y

大小偏心受压计算及流程图

非对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算流程图

非对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算符号: 对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算符号: 。,:相对受压区计算高度; 度与中和轴高度的比值:矩形应力图受压区高面近边的距离; 力受压钢筋合力点至截 筋合力点、纵向非预应:纵向非预应力受拉钢、积; 非预应力钢筋的截面面:受拉区、受压区纵向、压强度设计值;:普通钢筋的抗拉、抗、:钢筋弹性模量; ; 高度,计算 值时的相对界限受压区凝土同时达到强度设计:受拉钢筋和受压区混比值; 轴心抗压强度设计值的力图的应力值与混凝土:受压区混凝土矩形应至截面近边缘的距离; 、纵向受压钢筋合力点:纵向受拉钢筋合力点、距离; 力受拉钢筋的合力点的向普通受拉钢筋和预应:轴向压力作用点至纵设计值; :混凝土轴心抗压强度; 时,取面曲率的影响系数,当:考虑构件长细比对截; 时,取曲率的影响系数,当:考虑截面应变对截面:构件的截面面积; :截面的有效高度; :截面高度; :构件的计算长度; ; 轴向力偏心距增大系数:考虑二阶弯矩影响的:初始偏心距; :附加偏心距; ; 偏心距,:轴向力对界面重心的钢筋的应力; :受拉边或受压较小边; 时,在计算中应取度,当:混凝土受压区计算高:轴向力设计值; b cy cy s s s s y y s s y b b c i a s a a A A f f E E f a a a f h l A h h l e e N M e e h x h x x N ξβξξβξξζζζζζησ-20033.018 .0e 115/11/11'''1'2021110000=+==≤=>==> 。度与中和轴高度的比值:矩形应力图受压区高面近边的距离;力受压钢筋合力点至截筋合力点、纵向非预应:纵向非预应力受拉钢、积;非预应力钢筋的截面面:受拉区、受压区纵向、压强度设计值;:普通钢筋的抗拉、抗、:钢筋弹性模量;;高度,计算值时的相对界限受压区凝土同时达到强度设计:受拉钢筋和受压区混比值;轴心抗压强度设计值的力图的应力值与混凝土:受压区混凝土矩形应距离;力受拉钢筋的合力点的向普通受拉钢筋和预应:轴向压力作用点至纵设计值;:混凝土轴心抗压强度;时,取面曲率的影响系数,当:考虑构件长细比对截;时,取曲率的影响系数,当:考虑截面应变对截面:构件的截面面积;:截面的有效高度;:截面高度;:构件的计算长度;;轴向力偏心距增大系数:考虑二阶弯矩影响的:初始偏心距;:附加偏心距;;偏心距,:轴向力对界面重心的;时,在计算中应取度,当:混凝土受压区计算高:轴向力设计值;1'''120211100000033.018.0e 115/11/βξξζζζζζηs s s s y y s s y b b c i a a a A A f f E E f a f h l A h h l e e N M e e h x h x x N +==≤=>==>

第三章轴心受力构件承载力问答题参考答案

第三章轴心受力构件承载力 问答题参考答案 1.简述结构工程中轴心受力构件应用在什么地方? 答:当纵向外力N的作用线与构件截面的形心线重合时,称为轴心受力构件。房屋工程和一般构筑物中,桁架中的受拉腹杆和下弦杆以及圆形储水池的池壁,近似地按轴心受拉构件来设计,以恒载为主的多层建筑的内柱以及屋架的受压腹杆等构件,可近似地按轴心受压构件来设计。在桥梁工程内中桁架桥中的某些受压腹杆可以按轴心受压构件设计;桁架拱桥的拉杆、桁架桥梁的拉杆和系杆拱桥的系杆等按轴心受拉构件设计。 2.轴心受压构件设计时,如果用高强度钢筋,其设计强度应如何取值? 答:纵向受力钢筋一般采用HRB400级、HRB335级和RRB400级,不宜采用高强度钢筋,因为与混凝土共同受压时,不能充分发挥其高强度的作用。混凝土破坏时的压应变0.002,此时相应的纵筋应力值бs’=E sεs’=200×103×0.002=400 N/mm2;对于HRB400级、HRB335级、HPB235级和RRB400级热扎钢筋已达到屈服强度,对于Ⅳ级和热处理钢筋在计算f y’ 值时只能取400 N/mm2。 3.轴心受压构件设计时,纵向受力钢筋和箍筋的作用分别是什么? 答:纵筋的作用:①与混凝土共同承受压力,提高构件与截面受压承载力;②提高构件的变形能力,改善受压破坏的脆性;③承受可能产生的偏心弯矩、混凝土收缩及温度变化引起的拉应力;④减少混凝土的徐变变形。横向箍筋的作用:①防止纵向钢筋受力后压屈和固定纵向钢筋位置;②改善构件破坏的脆性;③当采用密排箍筋时还能约束核芯内混凝土,提高其极限变形值。 4.受压构件设计时,《规范》规定最小配筋率和最大配筋率的意义是什么? 答:《规范》规定受压构件最小配筋率的目的是改善其脆性特征,避免混凝土突然压溃,能够承受收缩和温度引起的拉应力,并使受压构件具有必要的刚度和抗偶然偏心作用的能力。考虑到材料对混凝土破坏行为的影响,《规范》规定受压构件最大配筋率的目的为了防止混凝土徐变引起应力重分布产生拉应力和防止施工时钢筋过于拥挤。 5.简述轴心受压构件的受力过程和破坏过程? 答:第Ⅰ阶段——加载到钢筋屈服前0<ε≤εy 此阶段钢筋和混凝土共同工作,应力与应变大致成正比。在相同的荷载增量下,钢筋的压应力比混凝土的压应力增加得快而先进入屈服阶段。 第Ⅱ阶段——钢筋屈服到混凝土压应力达到应力峰值εy<ε≤ε0 钢筋进入屈服,对于有明显屈服台阶的钢筋,其应力保持屈服强度不变,而构件的应变值不断增加,混凝土的应力也随应变的增加而继续增长。《混凝土结构设计规范》(GB50010-2002)取最大压应变为0.002。 第Ⅲ阶段——混凝土应力达到峰值到混凝土应变达到极限压应变,构件产生破坏ε0<ε≤εcu 当构件压应变超过混凝土压应力达到峰值所对应的应变值ε0时,受力过程进入了第Ⅲ阶段,此时施加于构件的外荷载不再增加,而构件的压缩变形继续增加,一直到变形达到混凝土极限压应变,这时轴心受压构件出现的纵向裂缝继续发展,箍筋间的纵筋发生压屈向外

受弯构件的正截面承载力习题复习资料

第4章 受弯构件的正截面承载力 4.1选择题 1.( C )作为受弯构件正截面承载力计算的依据。 A .Ⅰa 状态; B. Ⅱa 状态; C. Ⅲa 状态; D. 第Ⅱ阶段; 2.( A )作为受弯构件抗裂计算的依据。 A .Ⅰa 状态; B. Ⅱa 状态; C. Ⅲa 状态; D. 第Ⅱ阶段; 3.( D )作为受弯构件变形和裂缝验算的依据。 A .Ⅰa 状态; B. Ⅱa 状态; C. Ⅲa 状态; D. 第Ⅱ阶段; 4.受弯构件正截面承载力计算基本公式的建立是依据哪种破坏形态建立的( B )。 A. 少筋破坏; B. 适筋破坏; C. 超筋破坏; D. 界限破坏; 5.下列那个条件不能用来判断适筋破坏与超筋破坏的界限( C )。 A .b ξξ≤; B .0h x b ξ≤; C .' 2s a x ≤; D .max ρρ≤ 6.受弯构件正截面承载力计算中,截面抵抗矩系数s α取值为:( A )。 A .)5.01(ξξ-; B .)5.01(ξξ+; C .ξ5.01-; D .ξ5.01+;

7.受弯构件正截面承载力中,对于双筋截面,下面哪个条件可以满足受压钢筋的屈服( C )。 A .0h x b ξ≤; B .0h x b ξ>; C .'2s a x ≥; D .'2s a x <; 8.受弯构件正截面承载力中,T 形截面划分为两类截面的依据是( D )。 A. 计算公式建立的基本原理不同; B. 受拉区与受压区截面形状不同; C. 破坏形态不同; D. 混凝土受压区的形状不同; 9.提高受弯构件正截面受弯能力最有效的方法是( C )。 A. 提高混凝土强度等级; B. 增加保护层厚度; C. 增加截面高度; D. 增加截面宽度; 10.在T 形截面梁的正截面承载力计算中,假定在受压区翼缘计算宽度范围内混凝土的压应力分布是( A )。 A. 均匀分布; B. 按抛物线形分布; C. 按三角形分布; D. 部分均匀,部分不均匀分布; 11.混凝土保护层厚度是指( B )。 A. 纵向钢筋内表面到混凝土表面的距离; B. 纵向钢筋外表面到混凝土表面的距离; C. 箍筋外表面到混凝土表面的距离; D. 纵向钢筋重心到混凝土表面的距离; 12.在进行钢筋混凝土矩形截面双筋梁正截面承载力计算中,若'2s a x ≤,则说明 ( A )。 A. 受压钢筋配置过多; B. 受压钢筋配置过少; C. 梁发生破坏时受压钢筋早已屈服; D. 截面尺寸过大; 4.2判断题 1. 混凝土保护层厚度越大越好。( × ) 2. 对于'f h x ≤的T 形截面梁,因为其正截面受弯承载力相当于宽度为' f b 的矩形截面

偏心受压构件承载力计算

轴心受压构件承载力计算 一、偏心受压构件破坏特征 偏心受压构件在承受轴向力N和弯矩M的共同作用时,等效于承受一个偏心距为e0=M/N的偏心力N的作用,当弯矩M相对较小时,e0就很小,构件接近于轴心受压,相反当N相对较小时,e0就很大,构件接近于受弯,因此,随着e0的改变,偏心受压构件的受力性能和破坏形态介于轴心受压和受弯之间。按照轴向力的偏心距和配筋情况的不同,偏心受压构件的破坏可分为受拉破坏和受压破坏两种情况。 1.受拉破坏 当轴向压力偏心距e0较大,且受拉钢筋配置不太多时,构件发生受拉破坏。在这种情况下,构件受轴向压力N后,离N较远一侧的截面受拉,另一侧截面受压。当N增加到一定程度,首先在受拉区出现横向裂缝,随着荷载的增加,裂缝不断发展和加宽,裂缝截面处的拉力全部由钢筋承担。荷载继续加大,受拉钢筋首先达到屈服,并形成一条明显的主裂缝,随后主裂缝明显加宽并向受压一侧延伸,受压区高度迅速减小。最后,受压区边缘出现纵向裂缝,受压区混凝土被压碎而导致构件破坏(图4.3.1)。此时,受压钢筋一般也能屈服。由于受拉破坏通常在轴向压力偏心距e0较大发生,故习惯上也称为大偏心受压破坏。受拉破坏有明显预兆,属于延性破坏。 2.受压破坏 当构件的轴向压力的偏心距e0较小,或偏心距e0虽然较大但配置的受拉钢筋过多时,就发生这种类型的破坏。加荷后整个截面全部受压或大部份受压,靠近轴向压力一侧的混凝土压应力较高,远离轴向压力一侧压应力较小甚至受拉。随着荷载 逐渐增加,靠近轴一侧混凝土出现纵向裂缝,进而混凝土达到极限应变εcu被压碎,受压钢筋的应力也达到f y′,远离一侧的钢筋可能受压,也可能受拉,但因本身截面应力太小,或因配筋过多,都达不到屈服强度(图4.3.2)。由于受压破坏通常在轴向压力偏心距e0较小时发生,故习惯上也称为小偏心受压破坏。受压破坏无明显预兆,属脆性破坏。

钢结构测试卷3

第四章轴心受力构件 1.选择题 (1)实腹式轴心受拉构件计算的内容包括。 A. 强度 B. 强度和整体稳定性 C. 强度、局部稳定和整体稳定 D. 强度、刚度(长细比) (2)实腹式轴心受压构件应进行。 A. 强度计算 B. 强度、整体稳定性、局部稳定性和长细比计算 C. 强度、整体稳定和长细比计算 D. 强度和长细比计算 (3)对有孔眼等削弱的轴心拉杆承载力,《钢结构设计规范》采用的准则为净截面。 A. 最大应力达到钢材屈服点 B. 平均应力达到钢材屈服点 C. 最大应力达到钢材抗拉强度 D. 平均应力达到钢材抗拉强度 (4)下列轴心受拉构件,可不验算正常使用极限状态的为。 A. 屋架下弦 B. 托架受拉腹杆 C. 受拉支撑杆 D. 预应力拉杆 (5)普通轴心钢构件的承载力经常取决于。 A. 扭转屈曲 B. 强度 C. 弯曲屈曲 D.弯扭屈曲 (6)在下列因素中,对轴心压构件的弹性屈曲承载力影响不大。 A. 压杆的残余应力分布 B. 构件的初始几何形状偏差 C. 材料的屈曲点变化 D.荷载的偏心大小 (7)为提高轴心压构件的整体稳定,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。 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 (8)轴心受压构件的整体稳定系数?与等因素有关。 A. 构件截面类别、两端连接构造、长细比 B. 构件截面类别、钢号、长细比 C. 构件截面类别、计算长度系数、长细比 D. 构件截面类别、两个方向的长度、长细比 (9)a类截面的轴心压杆稳定系数?值最高是由于。

A. 截面是轧制截面 B. 截面的刚度最大 C. 初弯矩的影响最小 D. 残余应力影响的最小 (10)轴心受压构件腹板局部稳定的保证条件是h 0/t w 不大于某一限值,此限值 。 A. 与钢材强度和柱的长细比无关 B. 与钢材强度有关,而与柱的长细比无关 C. 与钢材强度无关,而与柱的长细比有关 D. 与钢材强度和柱的长细比均有关 (11)提高轴心受压构件局部稳定常用的合理方法是 。 A. 增加板件宽厚比 B. 增加板件厚度 C. 增加板件宽度 D.设置横向加劲肋 (12)为了 ,确定轴心受压实腹式柱的截面形式时,应使两个主轴方向的长细比尽可能接近。 A. 便于与其他构件连接 B. 构造简单、制造方便 C. 达到经济效果 D.便于运输、安装和减少节点类型 (13)双肢缀条式轴心受压构件绕实轴和绕虚轴等稳定的要求是 。 A.y y λλ=0 B. 1 2 27A A x y +=λλ C.1 2 027A A y y +=λλ D. y x λλ= (14)计算格构式压杆对虚轴x 轴的整体稳定时,其稳定系数应根据 查表确定。 A. x λ B. ox λ C. y λ D. oy λ (15)当缀条采用单角钢时,按轴心压杆验算其承载力,但必须将设计强度按《钢结构设计规范》中的规定乘以折减系数,原因是 。 A. 格构式柱所给的剪力值是近似的 B. 缀条很重要,应提高其安全性 C. 缀条破坏将引起绕虚轴的整体失稳 D. 单角钢缀条实际为偏心受压构件 (16)与节点板单面连接的等边角钢轴心受压构件,100=λ,计算稳定时,钢材强度设计值应采 用的折减系数是 。 A. 0.65 B. 0.70

钢结构习题集.doc

钢结构复习题 一、名词解释 1、承载能力的极限状态: 2、钢材的韧性: 3、时效硬化: 4、梁的整体失稳: 5、钢材的冷脆 6、正常使用极限状态 7、冷作硬化: 8、应力集中 9、塑性破坏 10、脆性破坏 11、侧面角焊缝 12、正面角焊缝 13、轴心压杆的临界载荷 14、蓝脆 15、疲劳破坏现象 16、轴压构件的局部稳定: 17、梁的局部稳定 18、轴心压杆的临界应力 19、钢材的热脆现象

21、Q345B的具体含义 22、梁的临界弯矩 23、摩擦型高强度螺栓 24、疲劳强度 二、填空题 1、钢材在当温度下降到负温的某一区间时,其冲击韧性急剧下降,破坏特征明显地 由破坏转变为破坏,这种现象称为。 2、普通螺栓连接的抗剪工作性能可分为三个阶段,即___________、___________、___________。 3、梁的强度计算包括___________、___________、___________、和___________。 4、提高工字型截面梁整体稳定的主要措施是___________、___________、___________。 5、理想轴心压杆常见的整体失稳形式可分为___________、___________ 和___________三种 6、焊逢连接的形式按构件的相对位置分有___________、___________、___________和角接。 7、在梁腹板上间隔一定距离设置___________可以提高腹板的局部稳定。 8、常用屋架的外形可分为、和平行弦屋架。 9、钢材的三项主要力学性能指标分别为:、、和。 10、Q235-BF表示。 11、普通工字钢用符号及号数表示,其中号数代表的厘米数。 12、钢结构的连接方法有、和。 13、在对接焊缝中,为了保证焊缝质量,通常按焊件厚度及施焊条件的不同,将焊口边缘加工成不同形式的坡口,坡口形式通常有、、、U型、X型等。 14、抗剪螺栓连接的破坏形式有、、、 、。 15、衡量轴心受力构件刚度的指标是构件的。 16、根据应力-应变曲线,低碳钢在单向受拉过程中的工作特性,可以分为、 、、、。 17、直角角焊缝按截面形式可分为、和。为使传力平缓,正面角焊缝易采用,侧缝则易采用。 18、在普通螺栓连接中,抗剪螺栓连接是依靠螺栓的和来传递外力的;抗拉螺栓连接是由直接承受拉力来传递外力的。 19、钢结构的防护包括和防火两个方面。 20、满足条件、条件、条件、条

大小偏心受压计算

矩形截面偏心受压构件正截面的承载力计算 一、矩形截面大偏心受压构件正截面的受压承载力计算公式 (一)大偏心受压构件正截面受压承载力计算 (1)计算公式 由力的平衡条件及各力对受拉钢筋合力点取矩的力矩平衡条件,可以得到下面两个基本计算公式: s y s y c A f A f bx f N -+=''1α (7-23) ()'0''012a h A f x h bx f Ne s y c -+??? ? ? -=α (7-24) 式中: N —轴向力设计值; α1 —混凝土强度调整系数; e —轴向力作用点至受拉钢筋A S 合力点之间的距离; a h e e i -+ =2 η (7-25) a i e e e +=0 (7-26) η—考虑二阶弯矩影响的轴向力偏心距增大系数,按式(7-22)计算; e i —初始偏心距;

e 0 —轴向力对截面重心的偏心距,e 0 =M/N ; e a —附加偏心距,其值取偏心方向截面尺寸的1/30和20㎜中的较大者; x —受压区计算高度。 (2)适用条件 1) 为了保证构件破坏时受拉区钢筋应力先达到屈服强度,要求 b x x ≤ (7-27) 式中 x b — 界限破坏时,受压区计算高度,o b b h x ξ= ,ξb 的计算见与受弯构件相同。 2) 为了保证构件破坏时,受压钢筋应力能达到屈服强度,和双筋受弯构件相同,要求满足: ' 2a x ≥ (7-28) 式中 a ′ — 纵向受压钢筋合力点至受压区边缘的距离。 (二)小偏心受压构件正截面受压承载力计算

(1)计算公式 根据力的平衡条件及力矩平衡条件可得 s s s y c A A f bx f N σα-+=''1 (7-29) ??? ??'-+?? ? ? ?- =s s y c a h A f x h bx f Ne 0' '012α (7-30) () '0''1'2s s s s c a h A a x bx f Ne -+?? ? ??-=σα (7-31) 式中 x — 受压区计算高度,当x >h ,在计算时,取x =h ; σs — 钢筋As 的应力值,可根据截面应变保持平面的假定计算,亦可近似取:

大小偏心受压计算流程图

非对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算流程图 4

4

4 非对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算符号: 对称钢筋混凝土构件大小偏心受压计算符号: 。,:相对受压区计算高度; 度与中和轴高度的比值:矩形应力图受压区高面近边的距离; 力受压钢筋合力点至截 筋合力点、纵向非预应:纵向非预应力受拉钢、积; 非预应力钢筋的截面面:受拉区、受压区纵向、压强度设计值; :普通钢筋的抗拉、抗、:钢筋弹性模量; ; 高度,计算 值时的相对界限受压区凝土同时达到强度设计:受拉钢筋和受压区混比值; 轴心抗压强度设计值的力图的应力值与混凝土:受压区混凝土矩形应至截面近边缘的距离; 、纵向受压钢筋合力点:纵向受拉钢筋合力点、距离; 力受拉钢筋的合力点的向普通受拉钢筋和预应:轴向压力作用点至纵设计值; :混凝土轴心抗压强度; 时,取面曲率的影响系数,当:考虑构件长细比对截; 时,取曲率的影响系数,当:考虑截面应变对截面:构件的截面面积; :截面的有效高度; :截面高度; :构件的计算长度; ; 轴向力偏心距增大系数:考虑二阶弯矩影响的:初始偏心距; :附加偏心距; ; 偏心距,:轴向力对界面重心的钢筋的应力; :受拉边或受压较小边; 时,在计算中应取度,当:混凝土受压区计算高:轴向力设计值; b cy cy s s s s y y s s y b b c i a s a a A A f f E E f a a a f h l A h h l e e N M e e h x h x x N ξβξξβξξζζζζζησ-20033.018 .0e 115/11/11'''1'2021110000=+==≤=>==> 。 度与中和轴高度的比值:矩形应力图受压区高面近边的距离;力受压钢筋合力点至截筋合力点、纵向非预应:纵向非预应力受拉钢、积;非预应力钢筋的截面面:受拉区、受压区纵向、压强度设计值;:普通钢筋的抗拉、抗、:钢筋弹性模量;;高度,计算值时的相对界限受压区凝土同时达到强度设计:受拉钢筋和受压区混比值;轴心抗压强度设计值的力图的应力值与混凝土:受压区混凝土矩形应距离;力受拉钢筋的合力点的向普通受拉钢筋和预应:轴向压力作用点至纵设计值;:混凝土轴心抗压强度;时,取面曲率的影响系数,当:考虑构件长细比对截;时,取曲率的影响系数,当:考虑截面应变对截面:构件的截面面积;:截面的有效高度;:截面高度;:构件的计算长度;;轴向力偏心距增大系数:考虑二阶弯矩影响的:初始偏心距;:附加偏心距;;偏心距,:轴向力对界面重心的;时,在计算中应取度,当:混凝土受压区计算高:轴向力设计值;1'''120211100000033.018.0e 115/11/βξξζζζζζηs s s s y y s s y b b c i a a a A A f f E E f a f h l A h h l e e N M e e h x h x x N +==≤=>==>

轴力构件习题课

轴力构件习题课 题1:如图1所示,一焊接工形轴压柱,承受轴压力设计值N=4500kN(包括柱的自重),计算长度l ox =7m ,l oy =3.5m 。翼缘为剪切边,每块翼缘上设有两个直径d 0=24mm 的螺栓孔。钢板为Q235-B.F 钢。试验算此柱截面。 图1:焊接工字形柱截面 解:翼缘厚20mm ,f=205N/mm 2,f y =225N/mm 2;腹板f=215N/mm 2,f y =235N/mm 2。 一、 柱截面的几何特性 毛截面:A=250cm 2;净截面积:A n =A-4d 0t=230.8cm 2; 毛截面惯性矩:I x =145683cm 4;I y =41667cm 4 回转半径:i x =24.14cm ;i y =12.91cm 二、 截面验算 1. 强度 22/205/0.195mm N f mm N A N n =<==σ 2. 刚度和整体稳定性 150 ][1.27/150][0.29/=<===<==λλλλy oy y x ox x i l i l 截面对x 轴屈曲属b 类,对y 轴屈曲属c 类,查得: 920.0939.0==y x ?? 2 2/205/6.195)/()/(mm N f mm N A N A N y =<===??σ 3. 局部稳定性 因3029),max{<==y x λλλ;取30。 翼缘板:3.13225/235)301.010(3.1220/2/)10500(/'=?+<=-=t b ;可以 腹板:40235/235)305.025(5010/500/0=?+>==w t h ;可取腹板有效截面两端各20t w y f /235=200mm ,有效毛截面积A e =240cm 2,有效净截面积 A en =A e -4d 0t=220.8cm 2; 强度验算:N/A en =203.8N/mm 2

3-轴心受力构件习题

第三章 轴心受力构件 思考题 3-1 为什么轴心受拉构件开裂后,当裂缝增至一定数量时,不再出现新的裂缝? 3-2 如何确定受拉构件的开裂荷载和极限荷载? 3-3 在轴心受压短柱的短期荷载试验中,随着荷载的增加,钢筋的应力增长速度和混凝土的应力增长速度哪个快?为什么? 3-4 如何确定轴心受压短柱的极限承载力?为什么在轴压构件中不宜采用高强钢筋? 3-5 配有普通箍筋的钢筋混凝土轴心受压构件中,箍筋的作用主要是什么? 3-6 钢筋混凝土轴心受压构件在长期荷载作用下,随着荷载作用时间的增长,钢筋的应力和混凝土的应力各发生什么变化?混凝土的徐变是否会影响短柱的承载力? 3-7 钢筋混凝土轴心受压构件的承载力计算公式中为什么要考虑稳定系数?,稳定系数?与构件两端的约束情况有何关系? 3-8 为什么长细比l 0/b >12的螺旋筋柱,不考虑螺旋筋对柱承载力的有利作用? 3-9 如箍筋能起到约束混凝土的横向变形作用,则轴心受压短柱的承载力将发生什么变化?为什么? 练习题 3-1 已知某轴心受拉杆的截面尺寸mm h b 400mm 300?=?,配有8φ20钢筋,混凝土和钢筋的材料指标为: f t =2.0N/mm 2,E c =2.1?104N/mm 2,f y =210N/mm 2,E s =2.1?105N/mm 2。试问此构件开裂时和破坏时的轴向拉力分别为多少? 3-2 已知某钢筋混凝土轴心受拉构件,截面尺寸为b ?h =200mm ?300mm ,构件的长度l =2000mm ,混凝土抗拉强度f t =2.95N/mm 2,弹性模量E c =2.55?104N/mm 2,纵向钢筋的截面积A s =615mm 2,屈服强度f y =210N/mm 2,弹性模量E s =2.1?105N/mm 2,求 (1)若构件伸长0.2mm ,外荷载是多少?混凝土和钢筋各承担多少外力? (2)若构件伸长0.5mm ,外荷载是多少?混凝土和钢筋的应力各是多少? (3)构件的开裂荷载是多少?即将开裂时构件的变形是多少? (4)构件的极限承载力是多少? 3-3 某钢筋混凝土轴心受拉构件的截面尺寸为b ?h =300mm ?300mm ,配有8φ22的纵向受力钢筋,已知f t =2.3N/mm 2,E c =2.4?104N/mm 2,f y =345N/mm 2,E s =1.96?105N/mm 2。 (1)若允许构件开裂,求构件所能承受的最大轴向拉力。 (2)若不允许构件开裂,求构件所能承受的最大轴向拉力。 (3)对上述结果进行比较分析。 3-4 有一钢筋混凝土下弦杆,承受轴向拉力N t =150kN ,若钢筋的屈服强度f y =245MPa ,且下弦允许出现裂缝,试求此下弦杆的配筋。 3-5 某钢筋混凝土受压短柱b ?h =400mm ?400mm ,柱长2m ,配有纵筋4φ25,f c =19N/mm 2,E c =2.55?104N/mm 2,f y '=357N/mm 2,E s =1.96?105N/mm 2,试问: (1)此柱子的极限承载力为多少? (2)在N c =1200kN 作用下,柱的压缩变形量为多少?此时钢筋和混凝土各承受多少压力? (3)使用若干年后,混凝土在压力N c =1200kN 作用下的徐变变形为εcr =0.001,求此时柱中钢筋和混凝土各承受多少压力? 3-6 某轴心受压短柱,长2m ,b ?h =350mm ?350mm ,配有4φ25的纵筋, f c =15N/mm 2,f y '=250N/mm 2,E s =1.96?105N/mm 2,ε0=0.002,试问:

6章大偏心受压总结总结

大对称配筋('s s A A ≠)大偏心受压计算总结 计算简图 解决的两类问题:截面设计和截面复核 (一) 截面设计(配筋计算): 1、已知轴力设计值N 和弯矩设计值M ,材料强度和截面尺寸,求s A 和's A 解题思路:未知数有s A 、's A 和x (隐藏未知数)三个,方程无唯一解,按照总钢量's s A A +最小,即b ξξ=时计算。 计算步骤: (1) 判断大小偏心: i a M e e N = +,2m M C M η=(M 2为M 2 和M 1的较大值),1 2 0.70.3 m M C M =+,00.3i e h >时就为大偏心受压。 当/6c l h <时就不考虑弯矩增大系数η影响,即η=1; 当/6c l h >时,2011()1300/c c i l e h h η?=+ , 0.5c c f bh N ?= (2) 确定e 值: 2 i h e e a =+- 1'10()() 2 c y s y s c y s o N f bx f A f A x Ne f bx h f A h a αα''=+-''=-+ -

(3) 把b ξξ=代入方程组可得: 先由公式2求出2 100(10.5) () c b b s y Ne f bh A f h a αξξ--'=''-。 (4) 由公式1求出1c b o y s s y f b h f A N A f αξ''+-=并配筋 (5) 检验2'x a >(0b x h ξ=) min s s A A bh ρρ' += 总>(查书242表17)且不大于5%; As max(0.45,0.2%)s t y A f bh f ρ= ≥ As'' 0.2%s A bh ρ= ≥(一侧受压钢筋配筋率不小于0.2%) (6) 验算垂直于弯矩作用平面轴心受压承载力: 0.9()u c y s s N f A f A A N ?''??=++≥??,即满足要求。 2、已知N 、M 和's A ,求s A :(未知数是x 和s A ) (1) 判断大小偏心: i a M e e N = +,2m M C M η= (2) 先由公式2求得x 值,要解一个二次方程,引入两个系数s α和ξ 求解,并判断b ξξ≤且2'x a >都成立。 (3) 由公式1求得1c y s s y f bx f A N A f α''+-= (注意:当b ξξ>,表示's A 不足,则需要按照's A 未知重新计算;当2'x a < 102'10(10.5)() c b y s y s c b b y s o N f b h f A f A Ne f bh f A h a αξαξξ''=+-''=-+ -1'10()() 2 c y s y s c y s o N f bx f A f A x Ne f bx h f A h a αα''=+-''=-+ -

混凝土偏心受压构件计算方法

偏心受压构件 本章节注意:偏心受压构件受压类型的判别 1),界限破坏时的界限相对受压区高度ξb ,当时ξ<ξb 为大偏压,当时ξ>ξb 为小偏压。 2), 界限破坏时的偏心矩及相对界限偏心距 s y s b c b A f A f h b f N y -+=''01ξα ) 2 ()2()(5.0'''001s s y s s b b c b a h A f a h A f h h h b f M y -+-+-=ξξα 000h N M h e b b b = 当min ,0b i e e ≤时,按小偏心受压构件计算 当min ,0b i e e >时,按大偏心受压构件计算 3),特别地,对于对称配筋的矩形截面构件,则: s y s b c b A f A f h b f N y -+=''01ξα 当min ,0b i e e ≤或min ,0b i e e >且b N N >0γ时,为小偏心受压构件 当min ,0b i e e >且b N N ≤0γ时,为大偏心受压构件 最小相对界限偏心距min 0)/(h e ob 的值,见下表: 最小相对界限偏心距)/(h e 表3.4.1 s s s a a h a h h ===00 075.0/075.1/,, 1,矩形截面对称配筋计算 1),矩形截面对称配筋计算(针对HRB400、HPB300级钢筋) 计算步骤如下: 第一步:确定初始偏心距i e ,由《混规》式(6.2.17-4)求得 a a i e N M e e e +=+=0 )}(30,20max{mm h e a =[《混规》6.2.5条] 第二步:确定轴向力到纵向普通受拉钢筋合力的距离e ,由《混规》式(6.2.17-3)求得; s i a h e e -+=2 第三步:判别偏心受压类型,由y y f f =',则:01h b f N b c b ξα=,查表3.4.1得min ,0b e ①当min ,0b i e e >且b N N ≤0γ时,为大偏心受压构件,则按《混规》式(6.2.17-1)求得x ; 01h b f N x b c ξα<= ②当min ,0b i e e ≤或min ,0b i e e >且b N N >0γ时,为小偏心受压构件,则按《混规》式(6.2.17-8)

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