轴心受压柱柱脚
轴心受压长柱的破坏特征
轴心受压长柱的破坏特征轴心受压长柱是指在静力学条件下，受到纵向压力作用的柱子。
在工程设计和结构分析中，轴心受压长柱是一种常见的结构元素。
轴心受压长柱的破坏特征是指柱体在受到压力作用下发生的变形和破坏现象。
本文将从轴心受压长柱的受力、变形和破坏机理等方面，详细描述轴心受压长柱的破坏特征。
首先，我们需要了解轴心受压长柱的受力情况。
轴心受压长柱在受到纵向压力作用下，柱体受到的压力是均匀分布在柱体的截面上的。
这意味着柱体的纵向拉力和压力之间没有剪力，柱体内部各点受到的强度是相同的。
在这种情况下，轴心受压长柱的变形和破坏特征主要受到柱体的几何形状和材料性质的影响。
其次，轴心受压长柱的变形特征是指柱体在受到纵向压力作用下发生的形变现象。
一般来说，轴心受压长柱的变形有两种方式：一种是弹性变形，另一种是塑性变形。
在受到小的压力作用时，柱体会发生弹性变形，即柱体恢复原状的能力。
然而，当受到大的压力作用时，柱体会发生塑性变形，即柱体无法完全恢复原状，会有残余变形。
此外，轴心受压长柱在变形过程中还会产生一定的应力和应变，这些应力和应变的分布情况也会对柱体的变形特征产生影响。
最后，轴心受压长柱的破坏机理是指柱体在受到极限承载力作用下发生的破坏现象。
当柱体受到极限承载力时，柱体无法再承受更大的压力，会发生破坏。
轴心受压长柱的破坏形式有多种，常见的有屈服破坏、稳定破坏和局部失稳破坏等。
屈服破坏是指柱体发生塑性变形，产生明显的屈服现象，柱体在某个部位首先产生破裂。
稳定破坏是指柱体在压力作用下，整体弹性变形仍然保持完整，但由于其它因素（如缺陷和几何形状等）的影响，柱体发生局部破坏。
局部失稳破坏是指柱体在受到压力作用下，由于材料的非均匀性或缺陷导致柱体突然失稳并发生破坏。
虽然轴心受压长柱的破坏特征可能会因柱体的几何形状、材料性质和外部载荷等因素而有所不同，但总体来说，柱体在受到压力作用下会发生屈服、变形和破坏等现象。
因此，在工程设计和结构分析中，需要合理选择柱体的材料和几何形状，以提高轴心受压长柱的承载能力和抗破坏能力，确保结构的安全可靠。
不同支撑形式时轴心受压柱的计算长度_印克
， Ａ Ｂ Ｓ Ｔ Ｒ Ａ Ｃ Ｔ： Ｂ ａ ｓ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈ ｅ ｓ ｍ ａ ｌ ｌ ｄ ｅ ｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｅ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｔ ｈ ｅ ｏ ｒ ｆ ｉ ｖ ｅ ｍ ｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｃ ａ ｌ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｎ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｓ ｏ ｆ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ ｌ ｙ ｙ ｇ ｙ ， ｃ ｏ ｌ ｕ ｍ ｎ ｓ ｗ ｉ ｔ ｈ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｂ ｒ ａ ｃ ｅ ｓ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｌ ｉ ｓ ｈ ｅ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｅ ｕ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ａ ｌ ｚ ｅ ｄ ｂ ｅ ｕ ｉ ｌ ｉ ｂ ｒ ｉ ｕ ｍ ｃ ｏ ｍ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｐ ｙ ｑ ｙ ｙ ｑ ｐ ， ， ｉ ｖ ｅ ｎ ｍ ｅ ｔ ｈ ｏ ｄ． Ａ ｓ ａ ｃ ｏ ｎ ｃ ｌ ｕ ｓ ｉ ｏ ｎ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｅ ｎ ｔ ｈ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｓ ｗ ｅ ｒ ｅ ａ ｎ ｄ ｓ ｈ ｏ ｗ ｎ ｉ ｎ ｔ ａ ｂ ｌ ｅ ｓ ｗ ｈ ｉ ｃ ｈ ｍ ａ ｂ ｅ ａ ｒ ｅ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｆ ｏ ｒ ｇ ｇ ｙ ｄ ｅ ｓ ｉ ｎ ｅ ｒ ｓ ． ｇ ： ； ； ； Ｋ Ｅ Ｙ ＷＯ Ｒ Ｄ Ｓ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ａ ｌ ｌ ｃ ｏ ｍ ｒ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｍ ｅ ｍ ｂ ｅ ｒ ｓ ｓ ｔ ａ ｂ ｉ ｌ ｉ ｔ ｂ ｒ ａ ｃ ｅ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｅ ｎ ｔ ｈ ｆ ａ ｃ ｔ ｏ ｒ ｙ ｐ ｙ ｇ
， 利用 柱 上 下 两 端 的 梁 柱 线 刚 度 比 值 在
轴心受压柱的柱头和柱脚
§4.7 轴心受压柱的柱头和柱脚为了使柱子实现轴心受压，并安全将荷载传至基础，必须合理构造柱头、柱脚。
原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、安全可靠，并且具有足够的刚度而构造又不复杂。
为了达到如上要求，通常存在不可调合的矛盾，这时就必须抓主要矛盾。
一. 柱头1．实腹式柱头传力路线：梁焊缝突缘挤压垫板承压柱顶板焊缝①加劲肋焊缝②柱身有时，当荷载较大时，加劲肋高度1h 将很大，显然构造不合理，这时，可将腹板切开一个缺口，将两边的加劲肋连为一体，这时，四条焊缝就都只承受N /4力并均匀受剪，但要求1h ≤f 60h （侧焊缝最大焊缝长度）2．格构式柱头传力路线：梁焊缝垫板挤压垫板承压柱顶板焊缝1加劲肋焊缝2缀板焊缝3柱肢 缀板与加劲肋受力形式相同。
加劲肋的抗弯及抗剪强度应进行计算。
3．简单实腹式柱端构造这两种构造非常简单——传力简捷，但不明确，只有在荷载不太大的时候采用，无论哪一种都应当考虑其中一边无活荷作用时偏心荷载的作用。
4. 侧面和梁连接的柱头按V =1.25N 计算承托焊缝二．柱脚通常为铰接。
传力路线：柱肢焊缝1靴梁焊缝2底板承压混凝土基础通常柱肢制作稍短一些，其与底板用构造焊缝相连，不计受力。
计算自下而上，即从底板开始，从柱底板放大的概念上讲，可以将柱脚定义为“柱鞋”，即保证混凝土基础不被压坏。
1．底板L B ⋅≥cf N c f ——混凝土轴心抗压设计强度1a ——槽钢高度t ——靴梁厚度10～14mm c ——悬臂宽度，c =3～4倍螺栓直径d 。
d =20～24mm ，则L 可求。
底板的厚度确定取决于受力大小，可将其分为不同受力区域：四边支承、三边支承和一边支承（悬臂板）。
悬臂部分： 其中：（取单位宽度）BLN q = 三边支承部分：a 1——自由边长度β──因数，与11/a b 有关。
从表中可以看出，1b 越小，约束作用越大，3M 小，反之，1b 大，则第三约束边作用小，当11/a b ≥1.4时，此影响接近于0，板所受弯矩为2)1/8(qa M =，为了减小板厚，1b ＞1a 时，可加隔板，进一步划分一块四边支承部分。
国开作业《钢结构（本）期末复习指导》 (57)
题目：3．轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于（）选项A：底板的抗弯刚度选项B：柱子的截面积选项C：基础材料的抗压能力选项D：底板的厚度答案：基础材料的抗压能力题目：4．下列关于柱脚底板厚度的说法错误的是（）选项A：底板厚度至少应满足t≥14mm选项B：底板厚度与支座反力和底板的支承条件有关选项C：其它条件相同时，四边支承板应比三边支承板更厚些选项D：底板不能太薄，否则刚度不够，将使基础反力分布不均匀答案：其它条件相同时，四边支承板应比三边支承板更厚些题目：5．轴心受压构件的靴梁的高度主要取决于（）选项A：其与柱边连接所需的焊缝长度选项B：由底板的抗弯强度选项C：底板的平面尺寸选项D：预埋在基础中的锚栓位置答案：其与柱边连接所需的焊缝长度题目：1．柱子与梁的连接节点称为（）选项A：柱脚选项B：柱顶选项C：柱头选项D：柱托答案：柱头题目：2．刚接柱脚与铰接柱脚的区别在于（）选项A：是否需将柱身的底端放大选项B：能否传递弯矩选项C：能否将柱身所受的内力传给基础选项D：是否与基础相连答案：能否传递弯矩题目：1．柱头的作用是将柱的下端固定于基础，并将柱身所受的内力传给基础。
（）选项A：对选项B：错答案：错题目：2．靴梁按支承于柱边的双悬臂梁计算，根据所承受的最大弯矩和最大剪力值，验算靴梁的抗弯和抗剪强度。
（）选项A：对选项B：错答案：对题目：3．由于轴心受压柱脚不承担弯矩，为铰接柱脚，故锚栓按构造设置。
（）选项A：对选项B：错答案：对题目：4．一般设计锚栓时不考虑锚栓受剪，而依靠底板与基础顶面之摩擦抵抗柱间支撑之水平分力。
（）选项A：对选项B：错答案：对。
简述轴心受压柱失稳破坏原因
简述轴心受压柱失稳破坏原因
轴心受压柱是一种柱形结构，它对上载荷的响应是受轴向力的作用影响的。
一般来说，当轴向力太大时，轴心受压柱会失稳。
轴心受压柱失稳破坏的原因可以归纳为以下几点：
一、结构自身原因：轴心受压柱结构在某种程度上不稳定，在轴向力作用下，它会失
去平衡，弯曲甚至断裂。
二、材料质量原因：轴心受压柱集中受压，构件材料强度不够，或材料内部含有缺陷
和疲劳裂纹，构件容易破坏。
三、施工质量原因：构件受压区未作加固处理，弯曲力以及基础板松弛，承载力不足，使构件容易受力失稳；基础下沉和滑移，构件会受到拉力，导致变形破坏。
四、过载原因：外加轴向力过大，塑性变形或破坏，使构件失去稳定性，造成破坏。
五、激烈应力集中原因：构件在受力集中区域处于弹塑性应力状态，应力超过材料极
限强度，使构件很容易破坏。
六、轴向变形原因：由于材料受弯曲过多或受拉力过多，使构件失去本身的位移稳定性，产生轴向变形，从而破坏构件稳定性。
总之，轴心受压柱失稳破坏的原因主要是结构自身原因、材料质量原因、施工质量原因、过载原因、激烈应力集中原因和轴向变形原因。
为了避免构件出现失稳破坏，在工
程设计和构件生产时都应当遵守相关设计和检验标准，按照规定进行施工及安装，并进行
有效监督检查和维护，以保证构件安全可靠使用。
2.2轴心受力构件设计
x 1
y
肢件
1
截面的虚实轴：与肢件腹板相交的主轴为实轴，否则 是虚轴，图4-20a、b、c、d。
a)
x
y
b)
x
y
c)
x y
d)
x y
图4－7 格构式柱的截面型 式
对轴心受力构件截面形式的要求：
1）能提供强度所需要的截面面积； 2）制作简便；便于和相邻构件连接； 3）截面宽大而壁厚较薄，以满足刚度要求。
N f An
式中
N——构件的轴心拉力或压力设计值； An——构件的净截面面积； f ——钢材的抗拉或抗压强度设计值。
§5-2 轴心受力构件的强度和刚度
5.2.1 强度计算
轴心受力构件强度承载力以截面平均应力达到钢 材屈服应力为极限 对有削弱的截面，虽然存在应力集中现象，但应 力高峰区会率先屈服使应力塑性重分布，最终达 到均匀分布
双向 ix ， iy 接近， 经济性好，截面 增加加工焊接工 作量 组合灵活，便于 自动焊
加工量较少，材 料单价较低
用材增多，截面 形式、尺寸均受 限制，连接复杂
ix 和 iy 相同或接近 （矩形管），回 圆管单价较高， 转半径大，抗压 与其它构件连接 时相对较繁 稳定性好，用材 省，抗扭刚度大
4.3.2. 截面选择
轴心受力构件的设计：
承载能力的极限状态：
轴心受拉构件—强度控制 轴心受压构件—强度和稳定控制
正常使用的极限状态：
通过保证构件的刚度——限制其长细比
二、轴心受力构件的强度及刚度
2.1 轴心受力构件的强度
轴心受力构件在轴心力作用下，截面内会产生均匀的 拉或压应力，规范规定轴心受力构件的强度应以净截面的 平均应力不超过钢材的屈服强度为准则。轴心受力构件的 强度计算公式：
轴心受压柱的稳定性计算
轴心受压柱的稳定性计算一、轴心受压柱的基本概念二、轴心受压柱的稳定性失稳形式当轴心受压柱受到一定的压力作用时，会出现以下几种稳定性失稳形式：1.弯曲失稳：柱长较大、截面尺寸较小或截面形状不均匀时，柱易发生弯曲失稳形式；2.扭转失稳：柱长较小、截面尺寸较大或截面形状不规则时，柱易发生扭转失稳形式；3.局部失稳：柱截面上出现弯曲或剪切破坏，称为局部失稳。
局部失稳的发生与柱的截面形状、尺寸以及材料性能等因素有关。
三、轴心受压柱的稳定性计算方法1.欧拉公式法欧拉公式法是根据轴心受压柱的材料和几何尺寸，通过应变能和应力能的平衡关系来推导出的稳定性计算方法。
欧拉公式为：Pcr = (π^2 * E * I) / (L^2)其中，Pcr为柱的临界压力，E为材料的弹性模量，I为柱截面的惯性矩，L为柱的长度。
步骤如下：1)根据柱的截面形状和尺寸计算出惯性矩I；2) 根据柱的弹性模量E和长度L计算出临界压力Pcr。
2.龙柯壳方程法龙柯壳方程法是通过将柱分为若干薄壳元来近似求解柱的稳定性问题，这种方法适用于复杂的截面形状和尺寸的计算。
步骤如下：1)将柱分为若干薄壳元，每个薄壳元的高度为h，宽度为b；2)计算薄壳元的截面特性参数，如截面面积A、惯性矩I、截面模量Z等；3) 根据柱的弹性模量E和长度L，计算薄壳元的临界压力Pcr；4) 将所有薄壳元的临界压力Pcr相加，得到柱的总临界压力。
四、注意事项在进行轴心受压柱的稳定性计算时，需要注意以下几点：1)材料性能的选择要与实际情况匹配，考虑材料的弹性模量、屈服强度等参数；2)柱截面的形状和尺寸要符合设计要求，避免出现局部失稳的情况；3)柱的边界条件要明确，计算时要考虑支撑方式和约束条件。
五、结论轴心受压柱的稳定性计算是确保结构安全性的重要环节。
本文介绍了欧拉公式法和龙柯壳方程法这两种常用的稳定性计算方法，并对其步骤进行了详细解析。
在进行计算时，需根据实际情况选择合适的方法，并注意材料性能、柱截面形状和尺寸的选择，以及边界条件的考虑。
轴心受压柱柱脚设计
轴心受压柱柱脚设计一、基本设计原理柱脚的构造应使柱身的内力可靠地传给基础，并和基础有牢固的连接。
轴心受压柱的柱脚主要传递轴心压力，与基础的连接一般采用铰接（图1）。
图1 平板式铰接柱脚图1是几种常用的平板式铰接柱脚。
由于基础混凝土强度远比钢材低，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。
图1(a)是一种最简单的柱脚构造形式，在柱子下端仅焊一块底板，柱中压力由焊缝传递至底板，在传给基础。
这种柱脚只能用于小型柱，如果用于大型柱，底板会太厚。
一般的铰接柱脚常采用图1(b)、(c)、(d)的形式，在柱端部与底板之间增设一些中间传力零件，如靴梁、隔板和肋板等，以增加柱子与底板之间的连接焊缝长度，并且将底板分隔成几个区格，使底板的弯矩减小，厚度减薄。
图1(b)中，靴梁焊于柱的两侧，在靴梁之间用隔板加强，以减小底板的弯矩，并提高靴梁的稳定性。
图1(c)是格构柱的柱脚构造。
图1(d)中，在靴梁外侧设置肋板，底板做成正方形或接近正方形。
布置柱脚中的连接焊缝时，应考虑施焊的方便与可能。
例如图1(b)隔板的里侧，图1(c)、(d)中靴梁中央部分的里侧，都不宜布置焊缝。
柱脚是利用预埋在基础中的锚栓来固定其位置的。
铰接柱脚只沿着一条轴线设立两个连接于底板上的锚拴，见图1。
底板的抗弯刚度较小，锚栓受拉时，底板会产生弯曲变形，阻止柱端转动的抗力不大，因而此种柱脚仍视为铰接。
如果用完全符合力学模型的铰，如图3，将给安装工作带来很大困难，而且构造复杂，一般情况没有此种必要。
图2 柱脚的抗剪键图3铰接柱脚不承担弯矩，只承受轴向压力和剪力。
剪力通常由底板与基础表面的摩擦力传递。
当此摩擦力不足以承受水平剪力时，即时，应设置抗剪板(或抗剪链)。
应在柱脚底板下设置抗剪键（图2），抗剪键由方钢、短T 字钢或H 型钢做成。
N V 4.0>铰接柱脚通常仅按承受轴向压力计算，轴向压力N 一部分由柱身传给靴梁、肋板等，再传给底板，最后传给基础，另一部分是经柱身与底板间的连接焊缝传给底板，再传给基础。
轴心受压钢构件柱子曲线
轴心受压钢构件柱子曲线一、概述轴心受压钢构件柱子曲线是指在轴向受压力作用下，钢结构柱子所产生的曲线形状。
这种曲线是由柱子的变形引起的，对于了解钢构件柱子的稳定性和承载能力具有重要意义。
在建筑工程中，使用钢构件作为柱子的结构支撑元素，是非常常见的选择。
钢材具有高强度、耐久性和可塑性等特点，能够承受较大的压力。
然而，当柱子受到较大的轴向压力时，会导致柱子产生弯曲和压缩变形，从而影响其整体稳定性。
二、轴心受压力作用下的柱子变形当柱子受到轴向压力作用时，会产生三种变形形式：弯曲变形、侧向扭曲和轴向压缩变形。
这些变形会导致柱子的形状发生变化，并且可能使柱子失去原有的稳定性。
(1) 弯曲变形受压钢柱在轴向受到压力时，会由于压力的作用而发生弯曲变形。
这种变形会导致柱子产生曲线形状，曲率半径随着压力的增大而减小。
在弯曲变形过程中，柱子的顶端发生压缩，底端则会发生拉伸。
这种变形会导致柱子的稳定性下降，当达到某一临界压力时，柱子将会失去稳定性，即失稳破坏。
(2) 侧向扭曲在柱子受到轴向压力的作用下，柱子还会发生侧向扭曲。
这种变形会使柱子沿纵轴线产生扭转，表现为柱子不再处于直立状态，而呈现出弯曲。
侧向扭曲会导致柱子的弯曲刚度变小，从而降低了柱子的稳定性。
在扭曲过程中，柱子的截面形状会发生失稳和扭曲。
(3) 轴向压缩变形受压钢柱在轴向受到压力作用时，会产生轴向压缩变形。
这种变形是指柱子在压力作用下变短的现象。
轴向压缩变形是柱子变形中最直观和最常见的现象，也是最容易观察到的。
这种变形会导致柱子的截面积变小，从而增加了柱子的受力强度。
当压力作用继续增大，柱子可能会发生局部屈曲或全局屈曲。
三、柱子曲线的稳定性分析钢构件柱子的稳定性分析是指研究柱子在受到轴向压力作用下是否能够保持稳定的过程。
稳定性分析通常采用欧拉公式或弯扭耦合稳定分析等方法进行。
欧拉公式是描述柱子稳定性的基本方程之一，公式表达了柱子稳定性的临界压力和柱子几何形状参数之间的关系。
轴心受力构件(五)
第四章轴心受力构件一、轴心受力构件的特点和截面形式轴心受力构件包括轴心受压杆和轴心受拉杆。
轴心受力构件广泛应用于各种钢结构之中，如网架与桁架的杆件、钢塔的主体结构构件、双跨轻钢厂房的铰接中柱、带支撑体系的钢平台柱等等。
实际上，纯粹的轴心受力构件是很少的，大部分轴心受力构件在不同程度上也受偏心力的作用，如网架弦杆受自重作用、塔架杆件受局部风力作用等。
但只要这些偏心力作用非常小（一般认为偏心力作用产生的应力仅占总体应力的3％以下。
）就可以将其作为轴心受力构件。
轴心受力的构件可采用图中的各种形式。
其中a）类为单个型钢实腹型截面，一般用于受力较小的杆件。
其中圆钢回转半径最小，多用作拉杆，作压杆时用于格构式压杆的弦杆。
钢管的回转半径较大、对称性好、材料利用率高，拉、压均可。
大口径钢管一般用作压杆。
型钢的回转半径存在各向异性，作压杆时有强轴和弱轴之分，材料利用率不高，但连接较为方便，单价低。
b) 类为多型钢实腹型截面，改善了单型钢截面的稳定各向异性特征，受力较好，连接也较方便。
c) 类为格构式截面，其回转半径大且各向均匀，用于较长、受力较大的轴心受力构件，特别是压杆。
但其制作复杂，辅助材料用量多。
二、轴心受拉杆件轴心受拉杆件应满足强度和刚度要求。
并从经济出发，选择适当的截面形式，处理好构造与连接。
1、强度计算轴心拉杆的强度计算公式为：（6－1）式中：N ——轴心拉力；An——拉杆的净截面面积；f ——钢材抗拉强度设计值。
当轴心拉杆与其它构件采用螺栓或高强螺栓连接时，连接处的净截面强度计算如连接这一章所述。
公式（6－1）适用于截面上应力均匀分布的拉杆。
当拉杆的截面有局部削弱时，截面上的应力分布就不均匀，在孔边或削弱处边缘就会出现应力集中。
但当应力集中部分进入塑性后，内部的应力重分布会使最终拉应力分布趋于均匀。
因而须保证两点：（1）选用的钢材要达到规定的塑性（延伸率）。
（2）截面开孔和消弱应有圆滑和缓的过渡，改变截面、厚度时坡度不得大于1:4。
4.7轴心受压柱的柱头和柱脚的构造设计与计算
承受的弯矩和剪力计算确定，一般宜大于柱翼缘厚度。
隔板可视为两端简支于靴梁的简支梁。其承受荷载按受荷面积 计算弯矩和剪力。由剪力可计算得隔板与靴梁间的连接竖焊缝
高度，此即隔板的高度；由弯矩可计算得隔板厚度。按构造要 求，隔板厚度一般不小于 b 50 （b为隔板高度）。
肋板可按支承于靴梁上的悬臂梁计算。
缝传给水平焊缝，最后传给底板。计算水平焊缝时，
一般不考虑柱与底板间的水平焊缝，其原因是加工的
误差或施工时要调整柱垂直度等因素的影响，使得柱与底板难源自完全接触，其间的焊缝质量也难以保证。
4.7
轴心受压柱的柱头和柱脚的构造与计算
⑷ 靴梁、隔板、肋板的设计
靴梁可视为支承于柱身的双悬臂梁 ，承受连接竖焊缝传来的反 力作用，其高度由传递N力所需的竖焊缝高度确定，其厚度由其
4
pa
2
悬挑板： M
2 三边支承及两邻边支承：M 2( 3) p a1 N 上式中： p －作用于底板净反力； a －四边支承的短边长； A A0 a －三边支承时的自由边长或二邻边支承时的对角线长度；
1 p c2 2
1
Ｃ－悬挑长度；
－三边或二邻边支承系数，由 b1 a 查表。 1
N A L B A0 fc
f c －基础砼抗压强度设计值
A0 －安装地锚栓时的底板开孔面积
在根据柱的截面尺寸调整底板长和板宽时，应尽量做成正方
L 形或 2 的长方形，不宜做成狭长形。 B
4.7
轴心受压柱的柱头和柱脚的构造与计算
②底板厚度
底板的厚度由底板承受的反力弯矩确定。按例梁法将底板净反 力Ｐ作为作用于底板的外荷载，将柱端、靴梁、隔板和肋板作为底 板的支承。根据底板划分情况分别按下式计算。 四边支承板： M
柱脚
0.3 0.026 0.4 0.042 0.5 0.056 0.6 0.072 0.7 0.085 0.8 0.092 0.9 0.104
L
1.0 0.111
1.1 0.120
≥1.2 0.125
β
当b1/a1<0.3时，可按悬臂长度为b1的悬臂板计算。
2019/1/11 柱脚
t1 B t1
A0―锚栓孔的面积。
平面尺寸取决于基础材料的抗压能力
2019/1/11 柱脚
a1 t1 B t1
§7.12.1 轴心受压柱的柱脚
§7.12.1 轴心受压柱的柱脚
底板宽： B=b+2t+2c b— 构件截面高度 t— 靴梁厚度一般为10～14mm c— 悬臂宽度，c=3～4倍螺栓直 径d，d=20～24mm,c=20-100mm 底板长： L=A/B B≤L≤2B q=N/(B×L-A0)
b2/a2
0.3 0.4 0.5 01
β
0.026
0.042
0.056
0.072
0.085
0.092
0.104
0.111
0.120
0.125
2019/1/11
柱脚
§7.12.1 轴心受压柱的柱脚
③三边支承部分：
a1
M3 β q a
2 1
a
b1
式中： a1--自由边长度； β --系数，与 b1 / a1 有关。
肋板
锚栓用以固定柱脚位置，沿轴线布置2个，直径 20-24mm，锚栓孔1.5-2d，用零件板固定。
2019/1/11 柱脚
柱脚零件间的焊缝布置
带靴梁铰接柱
平板式铰接柱
焊缝布置原则：
简述轴心受压柱失稳破坏原因。
简述轴心受压柱失稳破坏原因。
轴心受压柱是一种非常常见的结构形式，普遍用于建筑结构、石油管道以及机械设备中。
轴心受压柱的稳定性是决定其正常使用的重要因素。
因此，一旦发现它的破坏原因，及时采取措施应对是极为重要的。
最常见的轴心受压柱失稳破坏原因主要有：
（1）轴心受压柱在设计时进行了极限分析，但在实际使用时受到了超出极限值的外部载荷，从而导致破坏。
（2）由于承载荷载很大，它部分荷载传递到基础设施上，而基础设施的强度不足以承受，从而导致轴心受压柱的抗滑移能力减弱，最终导致破坏。
（3）在安装、焊接过程中出现缺陷，影响了其结构失稳的抗冲击能力，从而导致破坏。
（4）由于缺乏系统的维护和检修，对某些重要部位的强度和稳定性未经检验，从而使轴心受压柱失稳，最终导致破坏。
（5）在实际应用中，由于特殊环境因素，如地表沉降、地震、洪水和雷电等，也可能导致轴心受压柱的失稳破坏。
以上是关于轴心受压柱失稳破坏原因的概述，为了有效预防出现破坏，在实际的工程设计和施工中，应重点考虑轴心受压柱的特性，选择合理的材料，合理设置抗剪耐拉性强的指定墙体支撑，以及通过一定的技术措施，增加其抗震性能，以确保其安全有效的使用。
同时，在使用过程中，应定期检查轴心受压柱的抗能力和抗力能
力，如发现异常，及时采取有效措施，以确保其能正常使用。
此外，在受到重大外力荷载时，也应及时进行检查，以确保轴心受压柱的稳定性。
通过以上的分析，综上所述，轴心受压柱失稳破坏的原因包括过大的荷载，基础设施的强度不足，安装或焊接缺陷，缺乏系统的维护和检查，以及环境因素等原因。
为了有效预防出现破坏，必须重视轴心受压柱的设计、施工和维护，以确保他们能正常使用。
第五章轴心受压钢柱
以双肢缀条柱为例，其换算长细比计算如下：
设一个节间两侧斜缀条面积之和为A1；节间长度为l1 单位剪力作用下斜缀条长度及其内力为：
V
ld
l1
cos
1
N d sin
V
a V=1 b △ b’
α γ1
γ1
c
d
V=1
因此，斜缀条的轴向变形为：
d
Nd EA1
ld
l1
EA1 sin cos
假设变形和剪切角有限微小，故水平变形为：
横向加劲肋
造选定焊脚尺寸即可。
bs
二、格构式构件的设计----稳定性
（1）对实轴（y-y轴）的整体稳定
因 1 很小，因此可以忽略剪切变形，λo=λy,
其弹性屈曲时的临界应力为：
y 实轴
x
x
虚
轴
y
则稳定cr计y 算 ：π2yE2
N f
yA
y 由 y并按相应的截面分类查得。
对实轴的整体稳定性考虑，与实腹式构件完全相同
2.轴心受压杆件的弹性弯曲屈曲
N
N
A 稳 定 平F 衡 状 态
B 随 遇 平F 衡 状 态
l
N
N
Ncr Ncr C 临 界 状F 态
Ncr
下面推导临界力Ncr
设M作用下引起的变形为y1，剪力作用下引起的变形 为y2，总变形y=y1+y2。
由材料力学知：
d 2 y1 M
dx 2
EI
剪力V产生的轴线转角为：
轴心受力构件
强度 （承载能力极限状态） 稳定 刚度 （正常使用极限状态）
一、强度计算（承载能力极限状态）
N f
An
N—轴心压力设计值； An—构件的净截面面积； f—钢材的抗拉强度设计值。
混凝土结构：2-1轴心受压柱设计
柱的箍筋一般采用HPB235级钢筋、HRB335级钢筋，也 可采用HRB400级钢筋，且应做成封闭式，并与纵筋绑扎或焊 接形成整体骨架。
（2）直径
一端固定，一端自由
注：l —构件支点间长度。
计算长度l0 0.5l 0.7 l 1.0 l 2.0 l
二、普通箍筋柱的计算
（一）计算公式 （二）截面设计 （三）承载力复核
（一）计算公式
根据上述受力分析，轴心受压柱 正截面受压承载力计算简图如图3-9 所示。
根据计算简图和内力平衡条件， 并满足承载能力极限状态设计表达 式的要求，可得轴心受压普通箍筋 柱正截面受压承载力计算公式： KN≤φ（fcA+fy′As′）
表3-1 钢筋混凝土轴心受压柱的稳定系数φ
≤8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28
l0/i ≤28 35 42 48 55 62 69 76 83 90 97
φ
1.0 0.98 0.95 0.92 0.87 0.81 0.75 0.70 0.65 0.60 0.56
L0/b 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50 L0/i 104 111 118 125 132 139 146 153 160 167 174 φ 0.52 0.48 0.44 0.40 0.36 0.32 0.29 0.26 0.21 0.19
实际工程中，真正的轴心受压柱是不存在的。因为实际的 荷载合力对构件截面重心来说总是或多或少存在着偏心.
例如:混凝土浇注不均匀，构件尺寸的施工误差，钢筋的 不对称布置，装配式构件安装定位的不准确，都会导致轴向力 产生偏心。当偏心矩小到在设计中可忽略不计时，如等跨柱网 的内柱、只承受节点荷载的桁架压杆、码头中的桩等结构，则 可近似按轴心受压柱计算。
轴心受压柱柱脚
已知：柱子采用热扎H 型钢，截面为HW250×250×9×14，轴心压力设计值为1650KN ，柱脚钢材选用Q235，焊条为E43型。
基础混凝土强度等级为C15，f c =7.5N/mm 2。
解：选用带靴梁的柱脚，如下图所示。
1． 底板尺寸锚栓采用d =20mm ，锚栓孔面积A 0约为5000mm 2，靴梁厚度取10mm ，悬臂C = 4d ≈76mm ，则需要的底板面积为：430105.2250005.7101650⨯=+⨯=+=⨯=A f N L B A c mm 2 B = a 1+2t + 2c = 278 + 2 (10+76) = 450mm500450105.224=⨯==B A L mm 采用B ×L = 450×580。
底板承受的均匀压应力：45.6500058045010165030=-⨯⨯=-⨯=A L B N q N/mm 2 四边支承板（区格①）的弯矩为：b /a = 278/190=1.46，查表8.6.1，α = 0.07862M q a α=⋅⋅=0.0786×6.45×1902=18302 N·mm三边支承板（区格②）的弯矩为b 1/a 1=100/278=0.36，查表8.6.2，β = 0.035621M q a β=⋅⋅=0.0356×6.45×2782 = 17746N·mm悬臂板（区格③）的弯矩为：186287645.6212122=⨯⨯=⋅=c q M N·mm 各区格板的弯矩值相差不大，最大弯矩为： 18628max =M N.mm底板厚度为：t ≥3.232051862866max =⨯=⋅f M mm 取底板厚度为24mm 。
2．靴梁与柱身间竖向焊缝计算连接焊缝取h f = 10mm ，则焊缝长度L w 为：3165010368mm 6040.740.710160w w f f N L h f ⨯===<⨯⋅⨯⨯⨯h f 靴梁高度取400mm 。
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第四章 轴心受力构件 一、选择题：1.下列有关残余应力对压杆稳定承载力的影响,描述正确的是 A 残余应力使柱子提前进入了塑性状态,降低了轴压柱的稳定承载力 B 残余应力对强轴和弱轴的影响程度一样C 翼缘两端为残余拉应力时压杆稳定承载力小于翼缘两端为残余压应力的情况D 残余应力的分布形式对压杆的稳定承载力无影响 2.轴心受压柱的柱脚,底板厚度的计算依据是底板的 A 抗压工作 B 抗拉工作 C 抗弯工作 D 抗剪工作3．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4．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 5．轴压柱在两个主轴方向等稳定的条件是 ;A 杆长相等B 计算长度相等C 长细比相等D 截面几何尺寸相等 6．实腹式组合工字形截面柱翼缘的宽厚比限值是 ; A()y f 2351.010λ+ B ()yf 2355.025λ+ C y f 23515D yf 23580 7. 一根截面面积为A ,净截面面积为A n 的构件,在拉力N 作用下的强度计算公式为 ; ABCD8. 实腹式轴心受拉构件计算的内容有 ;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 ; 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10. 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, ; A 可在计算时仅考虑腹板两边缘各的部分截面参加承受荷载B 必须加厚腹板C 必须设置纵向加劲肋D 必须设置横向加劲肋11.实腹式轴压杆绕x,y 轴的长细比分别为λx 、λy ,对应的稳定的系数分别为f x 、f y ,若λx =λy ,则 ;A ．f x >f y =f y C. f x <f y D.需要根据稳定性分类判别12. 在下列因素中, 对压杆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 材料的屈服点变化D 荷载的偏心大小 13．长细比较小的十字形轴压构件易发生屈曲形式是A 弯曲B 扭曲C 弯扭屈曲D 斜平面屈曲 14．与轴压杆稳定承载力无关的因素是A. 杆端的约束状况B. 残余应力C. 构件的初始偏心D. 钢材中有益金属元素的含量 15．轴压构件丧失整体稳定是由A ．个别截面的承载力不足造成的B ．个别截面的刚度不足造成的C ．整个构件承载力不足造成的D ．整个构件刚度不足造成的16．单轴对称的轴心受压拄,绕对称轴发生屈曲的形式是A ．弯曲屈曲B ．扭转屈曲C ．弯扭屈曲D ．三种屈曲均可能 17．与轴心受压构件的稳定系数φ有关的因素是A ．截面类别、钢号、长细比B ．截面类别、计算长度系数、长细比C ．截面类别、两端连接构造、长细比D ．截面类别、两个方向的长度、长细比 18．由二槽钢组成的格构式轴压缀条柱,为提高虚轴方向的稳定承载力应A ．加大槽钢强度B ．加大槽钢间距C ．减小缀条截面积D ．增大缀条与分肢的夹角 19．以下截面中抗扭性能较好的是A. 槽钢截面B. 工字型截面C. T 形截面D. 箱形截面20．某轴心受拉构件,截面积为14002mm ,承受轴拉力N=300,该杆截面上的应力是A ．120 N/2mm N/2mm C. N/2mm N/2mm 21．N/φA ≦f 的物理意义是A ．构件截面平均应力不超过钢材抗压强度设计值B ．构件截面最大应力不超过构件欧拉临界应力设计值C ．构件截面平均应力不超过构件欧拉临界应力设计值D ．轴心压力设计值不超过构件稳定极限承载力设计值 22．格构式轴压柱等稳定的条件是 A ．实轴计算长度等于虚轴计算长度 B ．实轴计算长度等于虚轴计算长度的2倍 C ．实轴长细比等于虚轴长细比 D ．实轴长细比等于虚轴换算长细比 23．格构式柱中缀材的主要作用是A 、保证单肢的稳定B 、承担杆件虚轴弯曲时产生的剪力C 、连接肢件D 、保证构件虚轴方向的稳定24．某承受轴拉力的钢板,宽250,厚10,钢板沿宽度方向有两个直径为的螺栓孔,钢板承受的拉力设计值为400KN,钢板截面上的拉应力最接近下列哪项A 、2/160mm NB 、2/193mm NC 、2/215mm ND 、2/254mm N25．受拉构件按强度计算极限状态是 A ．净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度u f B ．毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度u f C ．净截面的平均应力达到钢材的屈服强度y f D ．毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度y f长细比为 ;A26．验算工字形组合截面轴心受压构件翼缘和腹板的局部稳定时,计算公式中的绕强轴的长细比B 绕弱轴的长细比C 两方向长细比的较大值D 两方向长细比的较小值 27．格构柱设置横隔的目的是A 保证柱截面几何形状不变B 提高柱抗扭刚度C 传递必要的剪力D 上述三种都是 28．下面的 情况应将其设计强度进行折减;A 动力荷载作用的构件B 单角钢单面按轴压计算稳定的构件C 有应力集中影响的构件D 残余应力较大的构件 29．轴压柱脚设计中采用锚栓目的 ;A 承受柱底的弯矩B 承受柱底的剪力C 承受柱底的轴力D 便于柱子安装定位30．计算长度一定的轴心压杆回转半径增大,其稳定承载力 ; A 提高 B 降低 C 不变 D 不能确定31．设轴心受压柱a 、b 、c 三类截面的稳定系数分别为,则在长细比相同的情况下,他们的关系为 ;32. 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 33. 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 34. 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35. 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36. a 类截面的轴心压杆稳定系数ϕ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37. 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38. 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39. 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40. 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=0B. 1227A Ax y +=λλC.12027A Ay y +=λλ D. y x λλ=41. 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 λB. ox λC. y λD. oy λ42. 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 43. 双肢格构式受压柱,实轴为x －x,虚轴为y －y,应根据 确定肢件间距离;A. y x λλ=B. x y λλ=0C. y yλλ=0 D. 强度条件44. 在下列关于柱脚底板厚度的说法中,错误的是 ; A. 底板厚度至少应满足t≥14mmB. 底板厚度与支座反力和底板的支承条件有关C. 其它条件相同时,四边支承板应比三边支承板更厚些D. 底板不能太薄,否则刚度不够,将使基础反力分布不均匀 选择题答案：1．A 二、填空题：1．轴心受压构件的承载能力极限状态有 强度 和 稳定性 ; 2．格构式轴心受压构件的等稳定性的条件 ; 3．双轴对称的工字型截面轴压构件失稳时的屈曲形式是 屈曲; 4. 单轴对称截面的轴心受压构件,当构件绕对称轴失稳时发生 屈曲; 5．轴心受压构件的缺陷有 、 、 ; 6．轴心受压构件的屈曲形式有 、 、 ; 7．对于缀板式格构柱,单肢不失稳的条件是 ,且不大于 ; 8．缀条式格构柱的缀条设计时按 构件计算; 9．对于缀条式格构柱,单肢不失稳的条件是 ;10．按钢结构设计规范,就一般情况而言,为做到轴心受压构件对两主轴的等稳定,应使 ; 11．轴压柱的柱脚中锚栓直径应 确定;12．在轴心压力一定的前提下,轴压柱脚底板的面积是由 决定的; 13．轴压构件腹板局部稳定保证条件是 ;14. 当临界应力cr σ小于 时,轴心受压构件属于弹性屈曲问题;15. 我国钢结构设计规范在制定轴心受压构件整体稳定系数ϕ时,主要考虑了 两种降低其整体稳定承载能力的因素;16. 格构式轴心受压柱构件满足承载力极限状态,除要求保证强度、整体稳定外,还必须保证 ;17. 双肢缀条格构式压杆绕虚轴的换算长细比：12027A Ax x +=λλ,其中1A 代表 ;18. 计算轴心受压柱柱脚的底板厚度时,其四边支承板的2a q M⋅⋅=α,式中a 为四边支承板中的 ;19. 柱脚中靴梁的主要作用是 ; 20. 格构式轴压柱绕虚轴失稳时,剪力主要由 分担; 填空题答案：1.强度、稳定性2.实轴的长细比等于虚轴的换算长细比3.弯曲4.弯扭5.初弯曲、初偏心、残余应力6.弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲7.max 15.0λλ≤、40 8.轴心受压 9. max 17.0λλ≤ 10. y λλ≈x 11.按构造 12.基础材料的抗压能力 13.yw f t h 235)5.025(0λ+≤ 14.屈服强度 15.残余应力和长细比 16.单肢的稳定性 17.一个节间内两侧斜缀条的面积之和 18. 短边长度 19.增加柱与底板的连接焊缝长度,并且将底板分隔成几个区格,使底板弯矩减小,厚度减薄; 20.缀材第五章 受弯构件 一、选择题：1．下列梁不必验算整体稳定的是A 焊接工字形截面B 箱形截面梁C 型钢梁D 有刚性铺板的梁 2．验算组合梁刚度时,荷载通常取 A 标准值 B 设计值 C 组合值 D 最大值 3．计算梁的 时,应用净截面的几何参数 A 正应力 B 剪应力 C 整体稳定 D 局部稳定 4．梁腹板的高厚比170800<<wt h 时,应设置A 横向加劲肋B 纵向加劲肋C 纵横向加劲肋D 短加劲肋 5．下列哪项措施对提高梁的稳定承载力有效 ;A 加大梁侧向支撑点间距B 减小梁翼缘板的宽度C 提高钢材的强度D 提高梁截面的抗扭刚度 6. 对直接承受动荷载的钢梁,其工作阶段为 ;A 弹性阶段B 弹塑性阶段C 塑性阶段D 强化阶段 7．梁整体失稳的方式是 ;A 弯曲失稳B 扭转失稳C 剪切失稳D 弯扭失稳8．计算直接承受动力荷载的工字型截面梁抗弯强度时,x γ取值为 ; A B C D9．支承加劲肋进行稳定计算时,计算面积应包括加劲肋两端一定范围内的腹板面积,该范围是 ; A 15y wf t 235 B 13y w f t 235 C 13235y w f t D 15235y w f t 10．在梁的整体稳定计算中当b ϕ 时梁在弹塑性阶段失稳; A 大于等于1 B 小于等于1 C 大于等于 D 大于11．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12. 梁的支承加劲肋应设在A．弯矩较大的区段 B．剪力较大的区段C．有固定集中荷载的部位 D．有吊车轮压的部位13. 钢结构梁计算公式中 ;A与材料强度有关 B是极限弯矩与边缘屈服弯矩之比C表示截面部分进入塑性 D与梁所受荷载有关14. 梁的最小高度是由控制的;A强度B刚度 C建筑要求 D整体稳定15. 单向受弯梁失去整体稳定时是形式的失稳;A弯曲 B扭转C弯扭 D双向弯曲16. 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l1C设置横向加劲肋 D改变荷载作用的位置17. 当梁上有固定较大集中荷载作用时,其作用点处应 ;A设置纵向加劲肋 B设置横向加劲肋C减少腹板宽度 D增加翼缘的厚度18. 钢梁腹板局部稳定采用准则;A腹板局部屈曲应力与构件整体屈曲应力相等B腹板实际应力不超过腹板屈曲应力C腹板实际应力不小于板的屈服应力D腹板局部临界应力不小于钢材屈服应力19. 如图示钢梁,因整体稳定要求,需在跨中设侧向支点,其位置以为最佳方案;A B C D20. 当梁整体稳定系数时,用代替,主要是因为 ;A梁的局部稳定有影响 B 梁已进入弹塑性阶段C梁发生了弯扭变形 D 梁的强度降低了21.分析焊接工字形钢梁腹板局部稳定时,腹板与翼缘相接处可简化为 ;A自由边 B简支边 C固定边 D有转动约束的支承边22. 对提高工字形截面的整体稳定性作用最小;A增加腹板厚度 B约束梁端扭转 C设置平面外支承D加宽梁翼缘23. 双轴对称截面梁,其强度刚好满足要求,而腹板在弯曲应力下有发生局部失稳的可能,下列方案比较,应采用 ;A 在梁腹板处设置纵、横向加劲肋B 在梁腹板处设置横向加劲肋C 在梁腹板处设置纵向加劲肋D 沿梁长度方向在腹板处设置横向水平支撑24. 一焊接工字形截面简支梁,材料为Q235,f y =235N/mm 2梁上为均布荷载作用,并在支座处已设置支承加劲肋,梁的腹板高度和厚度分别为900mm 和12mm,若考虑腹板稳定性,则 ; A 布置纵向和横向加劲肋 B 无需布置加劲肋C 按构造要求布置加劲肋D 按计算布置横向加劲肋 25.下列简支梁整体稳定性最差的是A ．两端纯弯作用B ．满跨均布荷载作用C ．跨中集中荷载作用D ．跨内集中荷载作用在三分点处 26.经济梁高是指A. 用钢量最小时的梁截面高度B. 强度与稳定承载力相等时截面高度C. 挠度等于规范限值时的截面高度D. 腹板与翼缘用钢量相等时截面高度 27.梁的正常使用极限验算是指A. 梁的抗弯强度验算B. 梁的抗剪强度演算C. 梁的稳定计算D. 梁的挠度计算 28.支撑加劲肋应验算的内容是A. 抗拉强度B. 抗剪强度C. 稳定承载力D. 挠度 29.对梁挠度的验算是A ．承载力极限状态的验算,荷载用设计值B ．承载力极限状态的验算,荷载用标准值C ．正常使用极限状态的验算,荷载用设计值D ．正常使用极限状态的验算,荷载用标准值30.某焊接工字形截面梁,翼缘板宽250,厚18,腹板高600,厚10,钢材Q235,受弯计算时钢材的强度应为 A 、2/235mm kN f =B 、2/215mm kN f = C 、2/205mm kN f =D 、2/125mm kN f =31.某教学楼屋面梁,其工作应处于下列哪个工作阶段 A 、弹性阶段 B 、弹塑性阶段 C 、塑性阶段 D 、强化阶段32.某焊接工字形截面梁,翼缘板宽250,厚10,腹板高200,厚6,该梁承受静荷载,钢材Q345,其截面塑性发展系数x γ为 A 、 B 、 C 、 D 、 33.计算梁的抗弯强度,与此相应的翼缘外伸肢宽厚比不应超过 ;34. 在主平面内受弯的工字形截面组合梁,在抗弯强度计算中,允许考虑截面部分发展塑性变形时,绕x 轴和y 轴的截面塑性发展系数x γ和y γ分别为 ; A. ,B. ,C. ,D. ,35. 焊接工字形截面简支梁,其他条件均相同的情况下,当 时,梁的整体稳定性最好;A. 加强梁的受压翼缘宽度B. 加强梁受拉翼缘宽度C. 受压翼缘与受拉翼缘宽度相同D. 在距支座l /6l 为跨度减小受压翼缘宽度36. 一悬臂梁,焊接工字形截面,受向下垂直荷载作用,欲保证此梁的整体稳定,侧向支撑应加在 ;A. 梁的上翼缘B. 梁的下翼缘C. 梁的中和轴部位D. 梁的上翼缘及中和轴部位 37. 焊接工字形截面梁腹板设置加劲肋的目的是 ;A. 提高梁的抗弯强度B. 提高梁的抗剪强度C. 提高梁的整体稳定性D. 提高梁的局部稳定性38. 在充分发挥材料强度的前提下,Q235钢梁的最小高度m in h Q345钢梁的m in h ;其他条件均相同A. 大于B. 小于C. 等于D. 不确定选择题答案：1．D 8. A 10. D 二、填空题：1．为保证组合梁腹板的局部稳定性,当满足时,应 ;2．梁的最小高度是由 控制的;3．支承加劲肋应验算的内容是 、 、 ; 4．钢梁在集中荷载作用下,若局部承压强度不满足应采取的措施是 ; 5．按正常使用极限状态计算时,受弯构件要限制 ,拉、压构件要限制 ; 6．荷载作用在上翼缘的梁较荷载作用在下翼缘的梁整体稳定承载力 ;7．承受静力荷载或间接承受动力荷载的工形截面压弯构件,其强度计算公式中,塑性发展系数γx 取______; 8．工字形截面组合梁的抗弯强度计算考虑部分截面发展塑性时,其受压件翼缘板的外伸宽度应满足______; 9．组合梁腹板与翼缘间的连接焊缝受______；当该焊缝为角焊缝时,最大计算长度______;10. 对承受静力荷载或间接承受动力荷载的钢梁,允许考虑部分截面发展塑性变形,在计算中引入 ;11. 梁的正应力公式为：nxx x W M γ≤f ,式中：x γ是 ,nx W 是 ;12. 在工字形梁弯矩剪力都比较大的截面中,除了要验算正应力和剪应力外,还要在 处验算折算应力; 13. 当荷载作用在梁的 翼缘时,梁整体稳定性提高; 14. 梁整体稳定判别式11/b l 中,1l 是 ,1b 是 ;15. 梁腹板中,设置 加劲肋对防止 引起的局部失稳有效,设置 加劲肋对防止 引起的局部失稳有效;16. 梁截面高度的确定应考虑三种参考高度,是指由 确定的 ；由 确定的 ；由确定的 ;17. 梁翼缘宽度的确定主要考虑 ;18. 受均布荷载作用的简支梁,如要改变截面,应在距支座约 处改变截面较为经济; 填空题答案：1.设置横向加劲肋,并满足构造和计算要求2.刚度条件3.腹板平面外的稳定性、端面承压强度、支承加劲肋与腹板的连接焊缝4.设置支承加劲肋5.最大挠度、长细比6.小 8.yf t b 235131≤ 9.剪力、不受限制 10.截面塑性发展系数 11.截面塑性发展系数、梁的净截面弹性模量 12.腹板和翼缘交接处 13.下 14.梁受压翼缘的自由长度、梁受压翼缘的宽度 15.横向、剪力、纵向、弯曲应力 16.建筑高度、最大高度、刚度条件、最小高度、经济要求、经济高度 17.抗弯强度 |6 第六章 拉弯和压弯构件 一、选择题：1. 两端铰接、单轴对称的T 形截面压弯构件,弯矩作用在截面对称轴平面并使翼缘受压;可用 等公式进行计算; I 、II 、III 、IV 、A I 、II 、III BII 、III 、IV CI 、II 、IV DI 、III 、IV2. 单轴对称的实腹式压弯构件整体稳定计算公式⎪⎪⎭⎫⎝⎛'-+Ex x x xmx xN N W M N8.011γβϕ≤f 和⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'--Exx x xmx N NW M AN 25.112γβ≤f 中的x γ、x W 1、x W 2为 ;A. x W 1和x W 2为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量,x γ值不同B. x W 1和x W 2为较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量,x γ值不同C. x W 1和x W 2为较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量,x γ值相同D. x W 1和x W 2为单轴对称截面绕非对称轴较大和较小翼缘最外边缘的毛截面模量,x γ值相同 3. 钢结构压弯构件的设计一般应进行哪几项内容的计算 A 强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形 B 弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比 C 强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形D强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比4. 计算格构式压弯构件的缀件时,剪力应取 ;A构件实际剪力设计值 B由公式计算的剪力C上述两者取大值 D由计算值5. 工形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据确定的;A介于轴压杆腹板和梁腹板高厚比之间B与腹板的应力梯度a0、构件的长细比的关系C腹板的应力梯度a0 D构件的长细比6. T形截面压弯构件中腹板高度与其厚度之比不应超过 ;A B CD当时,；当时,；7. 实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的xγ主要是考虑 ;A. 截面塑性发展对承载力的影响B. 残余应力的影响C. 初偏心的影响D. 初弯矩的影响8．压弯构件在弯矩作用平面外,发生屈曲的形式是 ;A弯曲屈曲 B扭转屈曲 C弯扭屈曲 D三种屈曲均可能9．实腹式偏心受压构件强度计算公式fWMANnxn≤+γ中,nW为A. 受压较大纤维的毛截面抵抗矩B. 受压较小纤维的毛截面抵抗矩C. 受压较大纤维的净截面抵抗矩D. 受压较小纤维的净截面抵抗矩10．板件的宽厚比加大,其临界应力 ;A 提高B 降低C 不变D 关系不定11. 承受静力荷载或间接承受动力荷载的工字形截面,绕强轴弯曲的压弯构件,其强度计算公式中,塑性发展系数xγ取 ;A. B. C. D.12. 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D. 视情况绕对称轴或非对称轴作用13.在压弯构件弯矩作用平面外稳定计算式中,轴力项分母里的y ϕ是 ;A. 弯矩作用平面内轴心压杆的稳定系数B. 弯矩作用平面外轴心压杆的稳定系数C. 轴心压杆两方面稳定系数的较小者D. 压弯构件的稳定系数14. 两根几何尺寸完全相同的压弯构件,一根端弯矩使之产生反向曲率,一根产生同向曲率,则前者的稳定性比后者的 ;A. 好B. 差C. 无法确定D. 相同15. 弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯构件应进行 和缀材的计算;A. 强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性、单肢稳定性B. 弯矩作用平面内的稳定性、单肢稳定性C. 弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性D. 强度、刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性选择题答案：1．A 3. D 6. D 7. A 8. C 10. B二、填空题：1. 对直接承受动力荷载作用的实腹式偏心受力构件,其强度承载能力是以 为极限的,因此计算强度的公式是nx x n W M A N ±=σ≤f ;2. 实腹式拉弯构件的截面出现 是构件承载能力的极限状态;但对格构式拉弯构件或冷弯薄壁型钢截面的拉弯构件,将截面 视为构件的极限状态;3. 实腹式偏心受压构件的整体稳定,包括弯矩 的稳定和弯矩 的稳定;4. 格构式压弯构件绕虚轴受弯时,以截面 屈服为设计准则5. 偏心受压构件弯矩作用平面内的稳定问题属于第 类稳定问题;6. 引入等效弯矩系数的原因,是将 ;7. 保证拉弯、压弯的刚度是验算其 ;8. 缀条格构式压弯构件单肢稳定计算时,单肢在缀条平面内的计算长度取 ,而在缀条平面外则取 之间的距离;9. 格构式压弯构件绕虚轴弯曲时,除了计算平面内整体稳定外,还要对缀条式压弯构件的单肢按 计算稳定性,对缀板式压弯构件的单肢按计算稳定性;10. 当偏心弯矩作用在截面最大刚度平面内时,实腹式偏心受压构件有可能向平面外而破坏;填空题答案：1.截面边缘达到屈服强度2.塑性铰、截面边缘达到屈服强度3.作用平面内、作用平面外4.边缘5.二6. 把各种荷载作用的弯矩分布形式转化为均匀受弯7.长细比不超过容许长细比8.缀条体系的节间长度、构件侧向支承点之间的距离9.轴心受压构件、实腹式压弯构件 10.失稳。
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已知：柱子采用热扎H 型钢，截面为HW250×250×9×14，轴心压力设计值为1650KN ，柱脚钢材选用Q235，焊条为E43型。
基础混凝土强度等级为C15，f c =7.5N/mm 2。
解：选用带靴梁的柱脚，如下图所示。
1． 底板尺寸
锚栓采用d =20mm ，锚栓孔面积A 0约为5000mm 2，靴梁厚度取10mm ，悬臂C = 4d ≈76mm ，则需要的底板面积为：
43
0105.2250005.7101650⨯=+⨯=+=⨯=A f N L B A c mm 2 B = a 1+2t + 2c = 278 + 2 (10+76) = 450mm
500450
105.224
=⨯==B A L mm 采用B ×L = 450×580。
底板承受的均匀压应力：
45.65000
5804501016503
0=-⨯⨯=-⨯=A L B N q N/mm 2 四边支承板（区格①）的弯矩为：
b /a = 278/190=1.46，查表8.6.1，α = 0.0786
2M q a α=⋅⋅=0.0786×6.45×1902=18302 N·mm
三边支承板（区格②）的弯矩为
b 1/a 1=100/278=0.36，查表8.6.2，β = 0.0356
21M q a β=⋅⋅=0.0356×6.45×2782 = 17746N·mm
悬臂板（区格③）的弯矩为：
186287645.62
12122=⨯⨯=⋅=c q M N·mm 各区格板的弯矩值相差不大，最大弯矩为： 18628max =M N.mm
底板厚度为：
t ≥3.23205
1862866max =⨯=⋅f M mm 取底板厚度为24mm 。
2．靴梁与柱身间竖向焊缝计算
连接焊缝取h f = 10mm ，则焊缝长度L w 为：
3
165010368mm 6040.740.710160
w w f f N L h f ⨯===<⨯⋅⨯⨯⨯h f 靴梁高度取400mm 。
3．靴梁与底板的焊缝计算
靴梁与底板的焊缝长度为：
580425021820w L ∑=⨯-⨯=mm
所需焊缝尺寸h f 为：
86.622.116017607.010165022.1)106(7.03
=⨯⨯⨯⨯=⨯⨯⨯-∑⨯=w f w f f L N h mm 选用h f =10mm
4．靴梁强度计算
靴梁按双悬臂简支梁计算，悬伸部分长度l =165mm 。
靴梁厚度取t =10mm 。
底板传给靴梁的荷载q 1为：
145145.62
45021=⨯=⋅=q B q N/mm 靴梁支座处最大剪力V max 为：
51max 104.21651451⨯=⨯=⋅=l q V N
靴梁支座处最大弯矩M max 为：
226max 111145116519.81022
M q l ==⨯⨯=⨯N·mm 靴梁强度：
90400
10104.25.15.15
max =⨯⨯⨯=⨯⨯=h t V τN/mm 2 < f v =125N/mm 2。
3.74400
10108.19626
max =⨯⨯⨯==W M σN/mm 2 < f =215 N/mm 2 5．隔板计算
隔板按简支梁计算，隔板厚度取t =8mm 。
底板传给隔板的荷载：
125845.621901002=⨯⎪⎭⎫ ⎝
⎛+=q N/mm 隔板与底板的连接焊缝强度验算（只有外侧焊缝）：连接焊缝取h f =10mm ，焊缝长度为L w 。
14722
.1107.0125822.17.02=⨯⨯=⨯⨯⨯⨯=w f w f L h L q σN/mm 2 <w f f =160N/mm 2 隔板与靴梁的连接焊缝计算：取h f =8mm 。
隔板的支座反力R 为：
17486227812582
1=⨯⨯=R N 焊缝长度L w 为：
195160
87.01748627.0=⨯⨯=⨯=w f f w f h R L mm
取隔板高度h =270mm ，取隔板厚度t = 8mm > 50b =50
278=5.6mm 。
隔板强度验算： 4max 105.17⨯==R V N
62max 102.1227812588
1⨯=⨯⨯=M N·mm 121270
8105.175.15.14
max =⨯⨯⨯=⨯⨯=h t V τN/mm 2 < f v =125N/mm 2 126270
8102.12626
max =⨯⨯⨯==W M σ N/mm 2 < f =215N/mm 2 柱脚与基础的连接按构造要求选用两个直径d =20mm 的锚栓。