T型截面轴心受压构件试验
(轴心)受压构件正截面承载力计算
(2)破坏特征 1）螺旋筋或焊接环筋在约束 核心混凝土的横向变形时产生 拉应力，当它达到抗拉屈服强 度时，就不再能有效地约束混 凝土的横向变形，构件破坏。 2）螺旋筋或焊接环筋外的混 凝土保护层在螺旋筋或焊接环 筋受到较大拉应力时就开裂， 故在计算时不考虑此部分混凝 土。
螺旋箍筋柱破坏情况
2.适用条件和强度提高原理 12(短柱) ； (1)适用条件：①l0 / d ②尺寸受到限制。 注意：螺旋箍筋柱不如普遍箍筋柱经济，一般不宜采用。 根据图7-8 所示螺旋箍筋柱截面 受力图式，由平衡条件可得到
150mm或15倍箍筋直径（取较大者）范围，则应设置复合箍 筋。
a)、b)S内设3根纵向受力钢筋
c)S内设2根纵向 受力钢筋
复合箍筋的布置
7.2 螺旋箍筋轴心受压构件
1.受力分析及破坏特征 (1)受力分析 螺旋箍筋或焊接圆环箍筋能约束混凝土在轴向压力作用 下所产生的侧向变形，对混凝土产生间接的被动侧向压力，
d cor As 01
S
As 01
As 0 S d cor
将式(2)代入式(1)，则可得到
2
2 f s As 01 2 f s As 0 S 2 f s As 0 f s As 0 f s As 0 2 2 d cor S d cor S d cor 2 Acor d cor d cor 2 4
态、承载力计算；
2．配有纵向钢筋和螺旋箍筋的轴心受压构件的破坏形 态、承载力计算； 3．稳定系数的概念及其影响因素； 4．核心混凝土强度分析及强度计算；
5．普通箍筋柱、螺旋箍筋柱的配筋特点和构造要求。
7.1 普通箍筋轴心受压构件
1.钢筋混凝土轴心受压柱的分类
普通箍筋柱：配有纵筋 和箍筋的柱 (图7-1a)。 螺旋箍筋柱：配有纵筋 和螺旋筋或焊接环筋的 柱,(图7-1b)。 其中：纵筋帮助受压、承 担弯矩、防止脆性破坏。 螺旋筋提高构件的强 度和延性。
2020电大《钢结构》(本)期末复习题 选择及判断题
界状态的应力分布说法正确的是（A，可能在拉、压侧都出现塑性）。 “工”字形钢梁在抗剪强度不满足设计要求时，最有效的办法是（A增大腹板面积）。 《钢结构工程质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为（A三）个等级。 a类截面的轴心压杆稳定系数ψ值最高是由于（D残余应力的影响最小） C级普通螺栓连接宜用（B屋盖支撑的连接）。 T形截面轴心受压构件的腹板支承情况是（B三边支承一边自由）。 按承载力极限状态设计钢结构时,应考虑（C荷载效应的基本组合，必要时尚应考虑和在效应的 偶然组合）。 按施焊时焊缝在焊件之间的相对空间位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊，其中操作条件最差的 是（仰焊） 按照施焊位置分为平焊、横焊、立焊及仰焊，其中操作条件最差的是（D仰焊）。 保证工字形截面梁受压翼缘局部稳定的方法是（限制其宽厚比） 不考虑腹板屈曲后强度，工字形截面梁腹板高厚比h0/lw=100时，梁腹板可能（D因剪应力引起 屈曲，需设纵向加劲肋）。 部分焊透的对接焊缝计算时应按（B直角角焊缝）。 采用高强度螺栓摩擦型连接与承压型连接，在相同螺栓直径的条件下，它们对螺栓孔的要求是 （A，摩擦型连接孔要求略大，承压型连接孔要求略小）。 常见的焊接缺陷包括裂纹、焊瘤、烧穿、气孔等，其中焊缝连接中最危险的缺陷是（D裂纹） 承受横向荷载的构件称为（C受弯构件）。 承受剪力和拉力共同作用的普通螺栓应考虑的两种可能的破坏形式分别是（A螺杆受剪兼受拉 破坏、孔壁承压破坏）。 承受轴心力作用的高强度螺栓摩擦型受剪切连接中，其净截面强度验算公式σ=N’/An≤f，下 列N’与轴心拉杆所受的力N 相比关系正确的是（BN’<N） 承压型高强度螺栓可用于（C冷弯薄壁钢结构的连接）。 单轴对称T形截面构件，当绕对称轴屈曲时，其屈曲形式为（D弯扭屈曲）。 单轴对称T形截面构件，当绕非对称轴屈曲时，其屈曲形式为（A弯曲屈曲）。 单轴对称的实腹式压弯构件整体稳定性计算公式中的说法正确的是（DW1x和 W2x为单轴对称截 面绕非对称轴较大和较小翼缘最外纤维的毛截面模量，rs值相同。） 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）。 当梁的抗弯强度不满足设计要求是，下列提高梁抗弯强度最有效的措施是（C增大梁的腹板宽 当无集中荷载作用时，焊接工字形截面梁翼缘与腹板的焊缝主要承受（C水平剪力）。 当轴心受压构件的长细比比较大而截面又没有孔洞削弱时，轴心受压构件截面设计的决定因素 是（D局部稳定性）。 当轴压构件的局部稳定不满足时,下列措施相对有效的是（增加板件厚度） 对钢材的疲劳强度影响不显著的是(C钢材的静力强度)。 对接焊缝的构造规定主要包括（坡口、引弧板和过渡坡） 对有孔眼等消弱的轴心拉杆承载力，（钢结构设计规范）采用的准则为（B净截面平均应力达 到钢材屈服点） 对于承受均不荷载的热轧H型钢简支梁，应计算(抗弯强度，抗剪强度，整体稳定、挠度) 对于单向压弯构件，如果在非弯矩作用方向有足够的支撑阻止构件发生侧向位移和扭转，就会 在弯矩作用的平面内发生弯曲失稳破坏，破坏时构件的变形形式为（弯矩作用平面内的弯曲变 对于跨中无侧向支承的组合梁，当验算整体稳定不足时，宜采用（C加大受压翼缘板的宽度） 沸腾钢与镇静钢冶炼浇筑方法的主要不同之处是（C沸腾钢不加脱氧剂）。 刚接柱脚与铰接柱脚的区别在于（是否传递弯矩） 钢材的工艺性能主要包括（A冷加工、热加工、可焊性）。 钢材的抗拉强度能够直接反映（A结构承载能力）。 钢材的疲劳破坏属于（C脆性破坏）。 钢材的强屈比越高，则钢材的安全储备（越大） 钢材的三项主要力学性能为（A抗拉强度，屈服点、伸长率）。 钢材的伸长率δ是反映材料（D塑性变形能力） 钢材经历了应变硬化（应变强化）之后（A强度提高）。 钢材具有两种性质不同的破坏形式分别指（A塑性破坏和脆性破坏）。
钢结构设计(专科)——武汉理工大学
一、单选( 每题参考分值2.5分 )1、焊接残余应力对构件的（）无影响。
A. 变形B. 静力强度C. 疲劳强度D. 整体稳定正确答案是：【B】2、钢结构进行疲劳强度验算时，应注意（）。
A. 荷载采用基本组合B. 在完全压应力循环中，必须进行疲劳验算C. 疲劳验算采用容许应力幅法D. 应力循环次数不小于5×106时，才进行疲劳验算正确答案是：【C】3、直接承受动力荷载的大跨度结构应尽可能采用（）连接。
A. 粗制螺栓B. 精制螺栓C. 加叉焊缝D. 摩擦型高强螺栓正确答案是：【D】4、弯矩绕虚轴（x轴）作用的格构式压弯构件，计算其弯矩作用平面内整体稳定时，截面模量W1x=Ix/y0，图示两种双轴对称截面形式，其y0应分别取（）。
A. 83，113B. 176，207C. 176，146D. 144，132正确答案是：【C】5、当沿受力方向的连接长度时，螺栓的抗剪和承压设计承载力均应降低，以防止（）A. 中部螺栓提前破坏B. 端部螺栓提前破坏C. 螺栓受弯破坏D. 螺栓连接的变形过大正确答案是：【B】6、工字形截面简支梁，在跨中设侧向支承点，下列选项所示侧向支承位置，在（）时最好。
A.B.C.D.正确答案是：【A】7、钢材屈服点fy的高低反映材料（）A. 受静荷时的最大承载能力B. 受静荷时的最大变形能力C. 受动荷时的最大承载能力D. 受静荷时发生塑性变形前的承载能力正确答案是：【D】8、屋架的设计图纸上要求注明钢材牌号，最合理的选项是A. 3号钢B. Q235C. HPB235D. Q235-B正确答案是：【D】9、双肢格构式轴心受压柱，实轴为x－x，虚轴为y－y，应根据（）确定分肢间的距离。
A.B.C.D. 强度条件正确答案是：【B】10、图示普通螺栓连接，最不可能出现的破坏形式为（）。
A. 栓杆被剪断B. 板件孔边被挤坏C. 板件被拉断D. 螺栓被拉断正确答案是：【D】11、屋架的设计图纸上要求注明钢材牌号，最合理的选项是（）A. 3号钢B. Q235C. HPB235D. Q235-B正确答案是：【D】12、T形截面轴心受压构件，当其发生相对于对称轴的整体失稳时，最可能的失稳形态为（）。
受压构件截面形式及尺寸
构与抗震系列微课
受压构件截面形式及尺寸
授课人 四川建筑职业技术学院
杨晓红
2015.11
目录
钢筋混凝土轴向受力构件的分类
受压构件截面材料要求 受压构件截面形式及尺寸要求 受压构件配筋要求
思考题
Page 2
1、钢筋混凝土轴向受力构件的分类
Page
3
2 、受压构件截面材料要求
Page
5
4 、受压构件配筋构造
1）纵向受力钢筋 ①轴心受压构件设置纵向受力钢筋的目的： 协助砼承受压力，以减小构件截面尺寸 承受可能的弯矩，以及砼收缩和温度变形引起的拉应力 防止构件突然的脆性破坏 ②布置方式 轴心受压柱的纵向受力钢筋应沿截面四周均匀对称布置； 偏心受压柱的纵向受力钢筋放置在弯矩作用方向的两对边； 圆柱中纵向受力钢筋宜沿周边均匀布置。
Page
9
当柱截面短边尺寸大于
400mm且各边纵向受力 钢筋多于 3根时，或当柱 截面短边尺寸不大于
400mm但各边纵向钢筋多
于4根时，应设置复合箍 筋，以防止中间钢筋被压 屈（图4.1.2），复合箍 筋的直径、间距与前述箍
筋相同。
Page 10
对于截面形状复杂的构件，不可采用具有内折角的箍
Page 6
③ 构造要求：一般宜采用根数较少，直径较粗的钢筋，以保证 骨架的刚度。 混凝土规范9.3.1规定： 纵向受力钢筋直径d不宜小于12mm，通常采用 12～32mm。 方形和矩形截面柱中纵向受力钢筋不少于４根，圆柱中不宜 少于8根且不应少于6根。 纵向受力钢筋的净距不应小于50mm且不宜大于300mm， 偏心受压柱中，垂直于弯矩作用平面的侧面上纵向受力钢筋 以及轴心受压柱各边的纵向受力钢筋，其中距不宜大于300mm 偏心受压柱截面高度不小于600mm时，在柱的侧面上应设 置直径不小于10mm的纵向构造钢筋，并应相应设置复合箍筋 或拉筋
中央电大钢结构答案及复习题
一、选择题1.关于钢结构及其建筑钢材特点说法错误的一项是（D建筑钢材耐火不耐热）。
2.钢结构具有优越的抗震性能，这是因为建筑钢材具有良好的（B强度）。
3.钢材的抗拉强度能够直接反映（A结构承载能力）。
4.钢材的工艺性能主要包括（A冷加工、热加工、可焊性）。
5.钢材具有两种性质不同的破坏形式分别指（A塑性破坏和脆性破坏）。
6.钢材在低温下，强度（A提高）。
7.钢材在低温下，塑性（B降低）。
8.钢材牌号Q235、Q345、Q390、Q420的命名师根据材料的（A屈服点）。
9.型钢中的H型钢和工字钢相比，不同之处在于（B前者的翼缘相对较宽，且翼缘内外两侧平行）。
10.钢结构的连接方法一般可分为（A焊接连接、铆钉连接和螺栓连接）。
11.利用二氧化碳气体和其他惰性气体作为保护介质的电弧焊熔方法指的是（气体保护焊）。
12.螺栓的性能等级“m.n级”中，小数点前的数字表示（A螺栓成品的抗拉强度不小于m×100MPa）.13.焊接连接的形式按被连接板件的相互位置可分为（B对接、搭接、T形连接、角部连接）。
14.常见的焊接缺陷包括裂纹、焊瘤、烧穿、气孔等，其中焊缝连接中最危险的缺陷是（D裂纹）。
15.焊缝的表示方法中，符号V表示的是（BV形坡口的对接焊缝）。
16.焊接的长度方向与作用力平行的角焊缝是（B侧面角焊缝）。
17.由正面角焊缝、侧面角焊缝和斜焊缝组成的混合焊缝，通常称为（C围焊缝）。
18.试验表明，对缺陷比较敏感的对接焊缝是（C受拉的对接焊缝）。
19.《钢结构工程质量验收规范》规定焊缝按其检验方法和质量要求分为（A三）个等级。
20.螺栓群的抗剪连接承受轴心力时，螺栓受力沿长度方向的分布为（C两端大、中间小）。
21.承受剪力和拉力共同作用的普通螺栓应考虑的两种可能的破坏形式分别是（A螺杆受剪兼受拉破坏、孔壁承压破坏）。
22.高强度螺栓连接分为（A摩擦型连接和承压型连接）。
23.下列关于高强度螺栓连接抗滑移系数说法有误的是（C摩擦面抗滑移系数的大小与板件的钢号无关）。
钢结构第四章习题答案
λx = 6000 / 167.936 = 35.7, λ y = 3000 / 56.93 = 52.7 ，均小于 [λ ] = 150 ，刚度满足。
根据 λ
345 查表 4.5（b）和 4.5(c)得绕 X 轴受压稳定系数 φx = 0.9151 235
1
算得绕 Y 轴受压稳定系数 φy = 0.7569
iy：30.6786 mm，
则长细比 λx = 6000 / 197.676 = 30.4, λ y = 3000 / 30.6786 = 97.8 ，刚度满足。 根据 λ
345 查表 4.5（b）得 ϕx 235
= 0.9622,ϕ y = 0.5694
1300 × 103 = 191.9 MPa < f = 205 N / mm 2 ,整体稳定满足。 0.5694 × 11900 型钢截面壁厚较大，局部稳定一般均能满足，此处不再验算。
2
2 4
绕 y 轴名义回转半径： iy =
I y / A = 15849 132
91.20
= 13.2cm ，
绕 y 轴名义长细比： λy = l0y / iy = 7200 绕 y 轴换算长细比： λ0y = 查 ϕ y = 0.785
= 54.5 ，
λy2 + λ12 = 54.52 + 342 = 64.2 < [λ ] = 12
图 4.32 缀板受力
/2
缀板柱所受最大剪力：
V=
Af 85
fy 235
=
9120 × 215 235 = 23068 N 85 235 V1l1 23068 / 2 × 960 = = 42653N a (259.6)
作用于缀板一侧的剪力：
同济大学钢结构实验报告——T型柱受压
《钢结构实验原理实验报告》 —— T 型柱受压构件试验1551924张舒翔一、 实验目的1. 通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布置、试验结果整理等方法。
2. 通过试验观察T 形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。
3. 将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的理解。
二、 实验原理1. 可能发生的失稳形式（1） 绕x 轴弯曲失稳（2） 绕y 轴弯曲同时绕杆轴扭转的弯扭失稳2. 基本微分方程而对于T 型截面，X 0=0,Y 0≠0,得到()00x EI v v Nv ''''-+= ()000y EI u u Nu Ny θ''''-++= ()()20t 00000EI GI Nx v Ny u r N ωθθθθθ''''----++= 3. 长细比计算()000x EI v v Nv Nx θ''''-+-=()000y EI u u Nu Ny θ''''-++=()()20t 00000EI GI Nx v Ny u r N R ωθθθθθθ''''----++-=4.T型截面的欧拉荷载5.T型截面压杆的极限承载力三、实验设计1.T型截面加工示意图2.支座设计形成约束：双向可转动端部不可翘曲端部不可扭转3.应变片及位移计布置4. 承载力估算(1) 规范公式(2) 欧拉公式所测得的承载力应介于两者之间()()⎥⎦⎤⎢⎣⎡-++-++==222322322ycr421λλλααλλααλσϕf 2/1λϕ=四、实验前准备1.构件数据测量2.承载力估算将截面特性带入公式得即发生弯扭失稳(1)欧拉公式计算的承载力21/0.6586ϕλ== 95.33E y N Af KN ϕ==(2)规范公式计算的荷载ϕ查表为0.466167.47cr y N Af KN ϕ==则最终承载力应为67.47-95.33KN3. 正式加载前准备检查应变片及位移计工作良好并进行预加载，预加载荷载一般为极限承载力的30%，可实现检测设备是否正常工作、检测应变片和位移计、压紧试件，消除空隙。
CFRP刚度对CFRP-T形截面轴压构件粘结性能的影响
0 引言钢结构建筑在长期使用过程中不可避免存在缺陷和损伤，为确保损伤钢结构建筑使用的安全性，对其加固修复是一种经济高效的方式。
实际钢结构工程中轴压构件通常作为竖向承重构件，其直接决定了钢结构工程的安全性与可靠性，钢结构轴压构件屈曲失稳，往往会引起整个建筑工程的损坏和倾覆。
CFRP（碳纤复材）作为一种耐腐蚀性能和抗拉性能出色的新型复合材料，在工程结构加固修复领域得到广泛应用[1-3]。
将CFRP 粘贴至钢结构轴压构件表面，承载时轴压构件会将部分荷载通过胶黏剂传递到碳纤复材上，从而可改善轴压构件的应力分布状态和受力变形性能，延缓其屈曲失稳进而提高承载力。
相比于传统钢结构加固方法而言，该方法施工简便且无损高效，降低了后期维护难度，是当前国内外正在探究的一种新型钢结构加固修复方法[4-5]。
粘贴CFRP 加固修复钢结构轴压构件时，两者通过胶黏剂相连。
胶层是CFRP-钢复合构件的薄弱部位也是影响两者协同工作的关键因素，胶层提前破坏将会严重制约CFRP 强度利用及组合效应发挥。
刘卓群[6]通过试验以及数值模拟相结合的方式对比分析了端部设置厚壁的CFRP-圆钢管组合构件，以及CFRP-等壁厚圆钢管构件在轴心受拉荷载作用下的力学性能，研究发现端部设置厚壁后组合构件的承载力及延性性能均优于CFRP-等壁厚钢管构件以及纯钢管构件，且端部设置厚壁后的组合构件能够有效避免发生胶层的剥离破坏。
Wang [7]研究了预应力CFRP 对受损钢梁的加固效果，在正常使用状态下，直接粘贴CFRP 对受损钢梁的抗弯承载力和刚度的提升效果比较有限，而CFRP 施加预应力后能够明显提高受损钢梁在弹性和弹塑性阶段的弯曲性能，并且提高CFRP 材料施加的预应力，受损钢梁的加固效率也随之提高。
Hu [8]通过试验以及有限元深入研究了温度对CFRP 组合钢柱屈曲性能的影响，当柱在20℃～80℃温度下加载时，温度的变化对屈曲能力几乎没有影响，而当温度从20℃下降到-80℃时，组合构件屈曲承载力提高3%～7%，同时温度的变化可能会导致CFRP 材料应力的大幅变化，最大差幅高达321.9MPa，这也会导致组合构件屈曲能力最大降低18%。
钢结构第四章计算题
y
长细比：
l 3000 x x 43 ix 69.7
3000 y 48 iy 62.5
ly
2、整体稳定性验算
因为绕y轴属于弯扭失稳，必须计算换算长细比yz 因T形截面的剪力中心在翼缘板和腹板中心线的交点，所以剪 力中心距形心的距离e0等于yc。即：
2 2 2 2 i0 e0 ix iy 34.252 69.72 62.52
-250×8
回转半径：
Ix 1.1345 108 ix 119.1mm A 8000 x
x y
iy
Iy
3.126 107 62.5mm A 8000
长细比：
x
l x 6000 50.4 ix 119.1
3000 y 48.0 i y 62.5
ly
故整体稳定性满足要求
（2）局部整体稳定验算
b1 250 8 235 8.9 10 0.1 49.56 14.59 t 2 14 235
h0 250 235 31.25 25 0.5 49.56 49.75 tw 8 235
故局部稳定性满足要求
1 Iy 2 1.4 253 25 0.83 3645 cm 4 12
ix
Ix 13250 12.13cm A 90
iy
Iy A
3645 6.36cm 90
2、截面验算
因截面无孔削弱，可不验算强度。
（1）刚度和整体稳定验算
x
l ox 600 49.46 150 ix 12.13
截面面积 惯性矩：
A 250 12 2 250 8 8000mm2
3.轴心受压构件稳定
在任一截面处为
外力矩为 平衡方程为
EIy -M M P(e y)
EIy P（e y) 0
2 k P / EI 令
方程的全解为 引入边界条件： 得到
y k 2 y -k 2 e y C1sinkx C 2 coskx - e
y 0 0
P x 1 x y y y 1 a sin a sin Y 0 PE - P l 1 - P / PE l
当 x l / 2 时，杆件中点的总挠度为
a 1 - P / PE
相应的荷载—挠度曲线见图。图中实线表示构 件是完全弹性的，以 P PE 时的水平线为其渐 近线，当杆件中点挠度 时，P才逼近临 界荷载PE，与初始挠度值无关。 实际材料不是无限弹性的，对于有初始弯曲的
实际轴心受压构件，当截面承受较大弯矩时就
开始屈服而进入弹塑性状态，荷载—挠度曲线 如图中虚线所示，从图中可知，有初始弯曲的
轴心受压柱实际上是极值点失稳问题，其极限
荷载并不是PE而是Pu。
构件初弯曲（初挠度）的影响
P PE
1.0
cr
对 x轴
a=0
B B’
fy a=3mm
对 y轴
y
欧拉临界曲线
0.5
轴心受压构件的三种整体失稳状态
无缺陷的轴心受压构件（双轴对称的工型截面）通常发生弯曲失稳， 构件的变形发生了性质上的变化，即构件由直线形式改变为弯曲形式， 且这种变化带有突然性。 对某些抗扭刚度较差的轴心受压构件（十字形截面），当轴心压力 达到临界值时，稳定平衡状态不再保持而发生微扭转。当轴心力在稍 微增加，则扭转变形迅速增大而使构件丧失承载能力，这种现象称为 扭转失稳。 截面为单轴对称（T形截面）的轴心受压构件绕对称轴失稳时，由于 截面形心和剪切中心不重合，在发生弯曲变形的同时必然伴随有扭转 变形，这种现象称为弯扭失稳。
钢结构设计原理作业答案10
钢结构设计原理(专升本)阶段性作业1总分：100分得分：0分一、单选题1. 最易产生脆性破坏的应力状态是_____ 。
(4分)(A) 单向压应力状态(B) 三向拉应力状态参考答案：B2. 承重结构用钢材应保证的基本力学性能内容应是_____ 。
(4分)(C) 抗拉强度、屈服强度、伸长率参考答案：C3. 随着钢材厚度的增加，下列说法正确的是_____ 。
(4分)(A) 钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降参考答案：A4. 以下关于应力集中的说法中正确的是_____ 。
(4分)(B) 应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到限制参考答案：B5. 大跨度结构应优先选用钢材，其主要原因是_____ 。
(4分)(D) 钢材的重量与强度之比小于混凝土等其他材料。
参考答案：D6. 常幅疲劳容许应力幅［△］，与系数c和β有关的是_____ 。
(4分)(D) 构件和连接构造类别参考答案：D7. 钢结构连接中所使用的焊条应与被连接构件的强度相匹配，通常在被连接构件选用Q345时，焊条选用_____ 。
(4分)(B) E50参考答案：B8. 钢材经历了应变硬化(应变强化)之后_____ 。
(4分)(A) 强度提高参考答案：A9. 钢材的强度指标是_____ 。
(4分)(C) 屈服点参考答案：C10. 钢材中硫的含量超过限值时，钢材可能会出现_____ 。
(4分)(B) 热脆参考答案：B11. 在构件发生断裂破坏前，无明显先兆的情况是_____的典型特征。
(4分)(A) 脆性破坏参考答案：A12. 钢结构用钢的含碳量一般不大于_____ 。
(4分)(C) 0.22%参考答案：C13. 钢结构具有良好的抗震性能是因为_____。
(4分)(C) 钢材良好的吸能能力和延性参考答案：C二、填空题(2). 参考答案: 设计值2. 钢结构中采用的各种板材和型钢，都是经过多次辊扎形成的，薄钢板的屈服点比厚钢板的屈服点___(3)___ 。
剖分T型钢轴心受压构件的弯扭屈曲
；乙为 ； 扭转屈曲的计算长度．
１ 单轴对称截面轴心受压构件 的 ２种失稳
形 式
理 想 的两端 简支单轴 对称截 面轴心受压 构 件， ２ 有 种失稳 的可能性 ， 一种是绕截面非对称轴 的 弯 曲 屈 曲， 曲 变 形 函 数 可 表 示 为 ＝ 弯
ｃｓ （ｒ １， 曲应 力 为 ｎ ｅ ｉ Ａｃｉｃ ｒ Ｔ ｈｏ ｇ ，Ｘ’ １０ ５ Ｃ ｎ ） ｘ ’ｎＵ ｉ ｒｔ ｏ ｒｈｅｔ ｅ＆ ｅ ｎｌ ｙ ｉａ ７０ ５ ， ｈ ａ ｖ ｓｙ ｆ ｔ ｕ ｃ ｏ ｎ ｉ
Ａｂ ｔａ ｔ Ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｎ ｒｄ ｃ ｓ ｗ ｅ ｔｂ ｌ ｉｇ ｐ ｔ ｒ ｓａ ｄ ａｇ ｒ ｈ ｒ ｌ ｕ ａ— ｏ ｓ ｎ ｌＢ ｃ ｌ ｇｏ ｓｒ ｃ ： ｈ ｓ ａ ｅ ｔ ｕ ｅ ｏｄ ｓａ ｉ ｚｎ ａｔｎ ｎ ｌｏｉ ｍｓｆ ｅ ｒ Ｔ ｒ ｏ ａ ｕ ｋｉ ｆ ｉ ｏ ｔ ｉ ｅ ｔ ｏ Ｆ ｘ ｌ ｉ ｎ
ｓａ ｌ ｎｓｂｅｔｏｃｍ ｒ ｓ ｎｎｅ ｓ ｏｂ ｈｃｅ ｎｆ ｘｒ ｒｏ ａ ｂ ｃｈ ｇｗｔ ｔｅａ ｐ ａｈ ｈｐ ｃ ｕ ｕｊ ｏ ｐｅ ｉ ｅｄ ｅｃｅｋ ｏ ｅｕａ ｔ ｉ ｌ ｕ ｋ ｎ ｉ ｐ ｒ ｃ ｅ ｏｍ ｃｔ ｓｏ ｔ ｄ ｌ ｌ ｏ ｎ ｓ ｈｈ ｏ
现 行 “ 结 构 设 计 规 范 ” Ｇ ５０７—２０ ） 钢 （Ｂ０１ ０３ …
残余应力划分 ， 将弯扭 屈曲用换算 长系 比的方法
换 算 为弯 曲屈 曲 ， 照 ｂ类截 面计 算 ． 按
在对轴心受 压构件 进行稳定设计时 ， 考虑了残 余
应 力 和初 弯 曲 的影 响 ， 照极 限强 度 理论 确 定 构 按 件 的稳 定 系数 ， 截 面划 分 为 ａ， 将 ｂ和 ｃ３类 ． 应该
钢结构第四章计算题.
-250×12
2、整体稳定性验算
截面关于x轴和y轴都属于b类，
x y
查表得： 61.1 235 235
fy
N 2000103 311.9 N / m m2 f 315N / m m2 A 0.802 8000
满足整体稳定性要求。 其整体稳定承载力为：
-250×8
回转半径：
Ix 1.1345 108 ix 119.1mm A 8000 x
x y
iy
Iy
3.126 107 62.5mm A 8000
长细比：
x
l x 6000 50.4 ix 119.1
3000 y 48.0 i y 62.5
ly
例1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示， 承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长度l0x=6m ， l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=315N/mm2，截面 无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。 y
-250×8
x
x
y -250×12
1、截面及构件几何性质计算
故整体稳定性满足要求。
二、热轧H型钢
1、初选截面
由于热轧H 型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因而长 细比的假设值可适当减小，假设=60，对宽翼缘H型钢因b/h>0.8， 所以不论对x轴或y轴均属类b截面。
fy 235
60
查附表4.2得
0.807
需要的截面几何量为
N 1600 103 2 A 92 . 2 cm f 0.807 215 102
yz x
查表得：
0.788
钢结构演示实验1-T型截面
文档《钢结构结构基本原理》试验课程作业L ENGINEERING钢结构基本原理试验报告试验名称T 形轴心受压柱的整体稳定试验试验课教师******学号****手机号**理论课教师*日期2012年11月21日一、试验目的1、了解T形截面轴心受压钢构件的整体稳定试验方法，包括试件设计、试验装置设计、测点布置、加载方式、试验结果整理与分析等。
2、观察T形截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式，加深对其整体稳定概念的理解。
3、将柱子理论承载力和实测承载力进行比较，加深对T形截面轴心受压构件整体稳定系数及其计算公式的理解。
二、试验原理轴心受压构件的可能破坏形式有强度破坏、整体失稳破坏和局部失稳等几种，其中整体失稳破坏时轴心受压构件的主要破坏形式。
对于理想压杆模型，即杆件是等截面压杆，压力作用线与截面形心纵轴重合，材料是完全均匀和弹性的，其整体稳定性能可用欧拉临界力或欧拉临界应力表征：然而对于实际构件而言，都带有多种初始缺陷，根据开口薄壁杆件理论，引入初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为：我国规通过试验统计获得了四组柱子曲线：图2钢结构规柱子曲线对于T型截面压杆，其欧拉临界力为x,uy,v图1 ,T型截面示意图T形截面属于单轴对称截面，而且其对称轴为弱轴，因此，当不设置平面外支撑时，T 形截面轴心受压构件总是发生弯扭失稳。
稳定系数与承载力计算如下:对其弱轴x轴：换算长细比：力根据Perry公式T型截面压杆的稳定承载三、试验设计1、试件设计根据反力架的尺寸以及千斤顶的最大行程与加载能力，本实验设计的试件主要参数如下，试件截面（T形截面）h×b×t w×t f=60mm×600mm×5mm×5mm试件长度：L＝500mm钢材牌号：Q235B2、实验装置设计下图为进行工字形截面轴心受压构件整体稳定实验采用的实验装置，加载设备为千斤顶。
构件竖向放置，千斤顶于构件上端施加压力，荷载值由液压传感器测得。
建筑结构第17章
第17章 轴心受力构件
图17-3柱曲线
第17章 轴心受力构件 表17-5 轴心受压构件的截面分类（板厚t≥40 mm）
第17章 轴心受力构件
第17章 轴心受力构件
二、实腹式轴心受压构件的局部稳定
钢结构构件通常由一些板件组成，轴心受压构件截面设计时常选用 肢宽壁薄的截面，以提高其整体稳定性，但如果这些板件的宽厚比很小， 即板较薄时，在板平面内压力作用下，将可能发生平面的凹凸变形，从 而丧失局部稳定。 实腹式轴心受压构件因主要承受轴心压力作用，故应按均匀受压板 计算其板件的局部稳定。板件失稳时的应力称为板件的临界应力或屈曲 应力。 对于轴心受压构件，主要应限制板件的宽厚比不能过大，以保证在 构件丧失整体稳定之前，不会发生局部失稳。即根据板的屈曲应力σcr和 构件的整体稳定极限承载应力σu相等的等稳定准则，计算板件的宽厚比 限值。
第17章 轴心受力构件
2.对虚轴的整体稳定性
轴心受压构件整体弯曲后，杆内将出现弯矩和剪力，对于实腹式受压杆， 可以忽略剪力产生的附加变形对整体稳定承载力的影响。但对于格构式 轴心受压杆绕虚轴发生弯曲失稳时，其影响不能忽略。按照结构稳定理 论，两端铰接的双肢缀条格构式构件在弹性阶段对虚轴的临界应力为
容许长细比 150
2
支撑（吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外）
用以减少受压构件长细比的杆件
200
注：①桁架（包括空间桁架）的受压腹杆，当其内力等于或小于承
载能力的50%时，容许长细比可取200。 ②单角钢受压构件长细比的计算方法与表17-1注②相同。
③跨度等于或大于60 m的桁架，其受压弦杆和端压杆的容许长细比
第17章 轴心受力构件
（3）截面上的残余应力及其影响 ①残余应力的成因及分布规律 ②残余应力对临界力的影响
整体稳定性
结构的整体稳定性1概述结构的整体稳定性指结构的整体工作能力，以及抵御抗倾覆、抗连续坍塌的能力。
结构的失稳破坏是一种突然破坏，人们没有办法发觉及采取补救措施，所以其导致的后果往往比较严重。
正因为如此，在实际工程中不允许结构发生失稳破坏。
1.1稳定性的分析层次在对某个结构进行稳定性分析，实际上应该包括两个层次。
（一）是单根构件的稳定性分析。
比如一根柱子、网壳结构的一根杆件、一个格构柱（桅杆）等。
单根构件的稳定通常可以根据规范提供的公式进行设计。
不过对于由多根构件组成的格构柱等子结构，还是需要做试验及有限元分析。
（二）是整个结构的稳定分析。
比如整个网壳结构、混凝土壳结构等结构整体的稳定性分析。
整体稳定性分析目前只能根据有限元计算来实现。
1.2整体稳定性分析的内容通常，稳定性分析包括两个部分：Buckling分析和非线性“荷载-位移”全过程跟踪分析。
（1）Buckling分析（屈曲分析是一种用于确定结构开始变得不稳定时的临介荷载和屈曲结构发生屈曲响应时的模态形状的技术。
）Buckling分析是一种理论解，是从纯理论的角度衡量一个理想结构的稳定承载力及对应的失稳模态。
目前几乎所有的有限元软件都可以实现这个功能。
Buckling分析不需要复杂的计算过程，所以比较省时省力，可以在理论上对结构的稳定承载力进行初期的预测。
但是由于Buckling分析得到的是非保守结果，偏于不安全，所以一般不能直接应用于实际工程。
但是Buckling又是整体稳定性分析中不可缺少的一步，因为一方面Buckling可以初步预测结构的稳定承载力，为后期非线性稳定分析施加的荷载提供依据；另一方面Buckling分析可以得到结构的屈曲模态，为后期非线性稳定分析提供结构初始几何缺陷分布。
（2）非线性稳定分析由于Buckling分析是线性的，所以它不可以考虑构件的材料非线性，所以如果在发生屈曲之前部分构件进入塑性状态，那么Buckling也是无法模拟的。
混凝土的轴心受压强度试验标准
混凝土的轴心受压强度试验标准一、前言混凝土作为一种广泛应用的建筑材料，其性能评价是保证建筑物结构安全的重要手段。
混凝土轴心受压强度试验是评价混凝土强度的重要方法之一。
本文将详细介绍混凝土轴心受压强度试验的标准。
二、试验方法1.试验设备混凝土轴心受压强度试验所需的设备包括：压力机、试验机夹具、砂浆试模、试样制备工具等。
2.试样制备混凝土轴心受压强度试验所需的试样为直径为100mm，高度为200mm的圆柱形试样。
试样的制备必须符合《混凝土试验方法标准》中的相关规定。
3.试验操作试验前应检查试样的尺寸、表面质量等，并记录相关数据。
试验时应确保试样在试验机夹具中的中心线与试验机主轴中心线重合。
试验时应按照规定的加载速度进行加载，并记录相关数据。
4.试验结果计算试验完成后，应根据试验数据计算出试样的轴心受压强度。
试样轴心受压强度的计算公式为：P/A，其中P为试样的破坏荷载，A为试样的横截面积。
三、试验标准1.试验标准文件混凝土轴心受压强度试验的标准文件为《GB/T 50081-2002 混凝土结构设计规范》和《GB/T 50107-2010 混凝土强度检验标准方法》。
2.试验要求混凝土轴心受压强度试验应在试验室内进行。
试样应在28天龄期内进行试验。
试样的数量应根据建筑物结构的要求确定，单组试样的数量应不少于3个。
3.试验结果判定试样的轴心受压强度应按照设计要求和标准要求进行判定。
当试样的轴心受压强度小于设计要求或标准要求时，应进行补强措施或重新制备试样进行试验。
四、结论混凝土轴心受压强度试验是评价混凝土强度的重要方法之一。
试验前应检查试样的尺寸、表面质量等，并记录相关数据。
试验时应按照规定的加载速度进行加载，并记录相关数据。
试验完成后，应根据试验数据计算出试样的轴心受压强度。
试样的轴心受压强度应按照设计要求和标准要求进行判定。
第一类t型截面受弯构件的受压区形状
第一类t型截面受弯构件的受压区形状
第一类T型截面受弯构件的受压区形状
在结构工程中，T型截面是一种常见的构件形式，常用于承受受弯力的结构构件中。
在受弯构件中，T型截面承受的受压力会导致截面产生形变，从而影响结构的整体性能。
因此，了解T型截面受压区的形状对于设计和分析结构至关重要。
T型截面受弯构件的受压区形状通常可以分为两种情况：一是受压翼板宽度小于等于受压区高度的情况；二是受压翼板宽度大于受压区高度的情况。
对于受压翼板宽度小于等于受压区高度的情况，受压区的形状通常呈现为整体受压的状态，受压区的形状近似为矩形或梯形。
在这种情况下，受压区的形状相对简单，易于进行分析和计算。
设计时需要考虑受压区的极限承载能力，以确保结构的安全性。
对于受压翼板宽度大于受压区高度的情况，受压区的形状会呈现出更为复杂的情况。
受压区的形状可能会出现受压破坏，如局部屈曲或侧面屈曲等。
在这种情况下，需要考虑受压区的受压构件的稳定性，以防止发生局部失稳而导致整体结构的破坏。
在实际工程中，设计师需要根据具体的结构要求和受力情况来选择合适的T型截面形式，并对受压区的形状进行合理的分析和设计。
通过合理设计受压区的形状，可以提高结构的承载能力和整体稳定
性，确保结构在受弯作用下的安全性能。
总的来说，T型截面受弯构件的受压区形状对结构的性能和安全性具有重要影响。
设计师需要根据具体情况合理选择受压区的形状，并进行相应的设计和分析，以确保结构的安全可靠。
通过深入理解和研究T型截面受压区形状的特点，可以为结构设计和分析提供重要参考，提高结构的整体性能和稳定性。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Iymm^470957.29
Amm^2445.34
yc1mm43.86
荷载读数
PkN9.67
应变读数
29_1με-94
29_2με-89
29_3με-71
29_4με-84
29_5με-94
29_6με-112
y1mm16.26
y2mm38.86
平均应变με-90.67
反推压力kN8.32
二、试验原理
1.轴心受压构件的整体稳定性及其基本微分方程
轴心受压构件是指其受力通过形心，而整体失稳破坏则是轴压破坏的主要破坏形式。理想压杆是无缺陷杆件，而实际杆件则是有初弯曲、初偏心、残余应力等缺陷的有缺陷杆件。
根据开口薄壁杆件理论，具有初始缺陷的轴心压杆的弹性微分方程为：
2.压杆整体失稳
压杆的整体失稳形式主要有三种，即弯曲失稳、弯扭失稳和扭转失稳。易知对于T形截面
刀口板已经碰到），千斤顶作用力无法继续增加，力不再增大位移也急剧增加，说明构件已经达到了极限承载力，无法继续加载。卸载后，有残余应变，说明构件已经发生了塑性变形。
4）破坏模式：弯扭失稳破坏。
2.荷载—应变曲线
3.荷载—位移曲线
4.实测承载力比较
实测极限承载力为111.09kN
1）和欧拉公式比较：
实测值小于欧拉荷载74.07kN
3321.84449.2624.00%
4333.33450.6722.00%
5285.71427.1427.00%
6321.43423.5720.00%
平均值306.77434.6424.50%
3.设备标定
需要标定的设备有：千斤顶；油压传感器；位移计；应变片；数据采集板。
4.检查测点
逐个检查测点是否工作正常即可
有
第1个等式独立，第2、3个等式耦合
有2种情况：绕x轴弯曲失稳；或绕y轴弯曲同时绕杆轴扭转的弯扭失稳。
哪个长细比大，则发生那种失稳；
哪个欧拉荷载小，则发生哪种失稳；
3.T形截面的长细
绕x轴弯曲失稳有
绕y轴弯曲失稳有
绕z轴扭转失稳有
弯扭失稳等效长细比为
4.T形截面的欧拉荷载
绕x轴弯曲失稳有
绕y轴弯曲失稳有
2）规范公式计算是在以初弯曲为l/1000,选用不同的界面形式，不同的残余应力模式计算出近200条柱子曲线。并使用数理方程的统计方式，将这些曲线分成4组，公式采用了偏于安全的系数，在这个过程中规范所考虑的初始缺陷影响小于此次实验，所以实验所得的承载力
值小于计算值。
六、结论
1.此次试验过程中操作出现失误，弯矩分布不匀，最终可能导致局部受压失稳，实测承载力与预估承载力不符；
绕z轴扭转失稳有
弯扭失稳为
5.柱子曲线
当λ̅≤0.215，φ= σ_cr/f_y =1-α_1 λ ̅^2
当λ̅≥0.215，φ= σ_cr/f_y =1/(2λ ̅^2 )[(α_2+α_3 λ ̅+λ ̅^2 )-√((α_2+α_3 λ ̅+λ ̅^2 )^2-4λ ̅^(2 ) ) ]
α_1=0.65,α_2=0.965,α_3=0.300
3.测点布置
需要考虑以下几点：
1）需要测试的数据有荷载、应变、变形、转角
2）测点数量合理；
3）测点的布置方便控制试验过程；
4）数据之间可以相互印证。
因此，布置如下图：
4.制定加载制度
调加载
加载初期：分级加载
每级荷载约10%*Pu
时间间隔约2分钟
接近破坏：连续加载
理控制加载速率
连续采集数据
卸载阶段：缓慢卸载
2.公式本身的不确定性及其材料的不稳定性可能导致实际承载力与预估值不符合。
3.由于制造、安装误差的存在，压杆也一定存在不同程度的初偏心。初偏心对压杆的影响与初弯曲的十分相似，一是压力一开始就产生挠曲，并随荷载增大而增大；二是初偏心越大
变形越大，承载力越小；三是无论初偏心e_0多小,它的临界力Ncr永远小于欧拉临界力NE。
刀口厚度mm36.00
计算长度Lxmm670.00
计算长度Lymm670.00
计算长度Lwmm292.00
材性试验
屈服强度fyMPa306.77
弹性模量EMPa206000.00
2.材料拉伸试验
试件编号屈服强度抗拉强度延伸率
1292.57429.9826.00%
2285.71427.2128.00%
2）和规范公式比较：
实测值小于规范得出的极限荷载17.04kN。
5.分析试验结果和理论值之间的差异，进行试件缺陷分析
实测极限承载力为111.09kN，小于欧拉荷载，大于规范公式计算结果。
1）欧拉公式是采用“理想弹性压杆模型”，即假定杆件是等截面直杆，压力的作用线与截面的形心纵轴重合，材料是完全均匀和弹性的，没有考虑构件的初始缺陷如材料不均、初始偏心及初弯曲等的影响，但在试验中不可能保证试件没有缺陷，同时试件的加载也不可能完全处于轴线上，故实际承载力低于欧拉公式算得力。
2）检测应变片和位移计；
3）压紧试件，消除空隙；
4）预加载荷载一般为极限承载力的30%。
五、试验结果初步分析
1.试验现象
1）加载初期：无明显现象，随着加载的上升，柱子的位移及应变呈线性
变化，说明构件处于弹性阶段。
2）接近破坏：应变不能保持线性发展，跨中截面绕弱轴方向位移急剧增
大。
3）破坏现象：柱子明显弯曲，支座处刀口明显偏向一侧（可能已经上下
5.采用实测截面和材料特性估算承载力
1）欧拉荷载
即有
2）按规范公式计算
即有
综上可知，理论上承载力应该在94.05~185.16kN之间。
6.试件对中
截面规格T61*61*4*4
Hmm60.11333333
Bmm60.33333333
Twmm3.773333333
Tfmm3.863333333
fyMpa306.77
三、试验设计
1.试件设计
注意三点：实现试验目的；考虑加载能力；考虑经济条件；
最终试件设计：
B×H×t＝60×60×4.0mm；
试件长度：L＝500~800mm；
钢材牌号：Q235B；
如图所示
2.支座设计
采用双刀口设计，如下图所示
这样的双刀口设计实现了双向可转动，端部不可翘曲，端部不可扭转的约束条件。
4.残余应力使部分截面区域提前屈服，从而削弱了构件刚度，导致稳定承载力下降。
5.严格的讲，杆件不可能直，在加工、制造、运输和安装的过程中，不可避免的要形成不同形式、不同程度的初始弯曲，导致压力一开始就产生挠曲，并随荷载增大而增大。
6.构件由于初始缺陷及安装误差，造成截面并非完全对称。
四、试验准备
1.截面实测
实测截面平均值截面1截面2截面3
截面高度Hmm60.1160.2560.0460.05
截面宽度Bmm60.3360.3760.3260.31
腹板厚度Twmm3.773.713.823.79
翼缘厚度Tfmm3.863.893.843.86
试件长度Lmm598.00598.00598.00598.00压力误差- Nhomakorabea3.98%
应变差xμε-14
绕弱轴曲率1/mm-2.781E-07
绕弱轴弯矩kN*mm-4.07
绕弱轴偏心mm-0.489
腹板平均应变με-103
翼缘平均应变με-85
绕强轴曲率1/mm1.678E-07
绕强轴弯矩kN*mm2.45
绕强轴偏心mm0.295
7.预加载
1）检测设备是否正常工作；
T型截面轴心受压构件试验
姓名：
学号：
实验日期：2014年10月31日
试验老师：王伟，郭小农
任课老师：童乐为
一、试验目的
1、通过试验掌握钢构件的试验方法，包括试件设计、加载装置设计、测点布置、试验结果整理等方法。
2、通过试验观察T字型截面轴心受压柱的失稳过程和失稳模式。
3、将理论极限承载力和实测承载力进行对比，加深对轴心受压构件稳定系数计算公式的理解。