轴心受力构件习题及问题详解
钢结构轴心受力构件计算
钢结构轴心受力构件计算3.1 轴心受力构件概述在钢结构中，轴心受力构件的应用十分广泛，如桁架、塔架和网架、网壳等杆件体系。
这类结构的节点通常假设为铰接，当无节间荷载作用时，杆件只受轴向力（轴向拉力或轴向压力）的作用，称为轴心受力构件（轴心受拉构件或轴心受压构件）。
图3-1所示为轴心受力构件在工程上应用的一些实例。
图3-1 轴心受力构件在工程中的应用（a）桁架；（b）塔架；（c）网架轴心受力构件常用的截面形式可分为实腹式和格构式两大类。
（1）实腹式构件制作简单，与其他构件的连接也比较方便，常用的截面形式很多，可直接选用轧制型钢截面，如圆钢、钢管、角钢、工字钢、H 型钢、T 型钢等[图3-2（a）]；也可选用由型钢或钢板组成的组合截面[图3-2（b）]；在轻型结构中则可采用冷弯薄壁型钢截面[图3-2（c）]。
以上这些截面中，截面紧凑（如圆钢）或对两主轴刚度相差悬殊者（如单槽钢、工字钢），一般适用于轴心受拉构件，而受压构件通常采用较为开展、组成板件宽而薄的截面。
（2）格构式构件[图3-2（d）]容易使压杆实现两主轴方向的稳定性。
这种构件的刚度大、抗扭性好，用料较省。
格构式截面一般由两个或多个型钢肢件组成，肢件之间采用缀条或缀板连成整体，缀条和缀板统称为缀材。
图3-2 轴心受力杆件的截面形式（a）轧制型钢截面；（b）焊接实腹式组合截面；（c）冷弯薄壁型钢截面；（d）格构式截面3.2 轴心受力构件的强度及刚度轴心受拉构件的设计除根据结构用途、构件受力大小和材料供应情况选用合理的截面形式外，还要对所选截面进行强度和刚度验算。
强度要求就是使构件截面上的最大正应力不超过钢材的强度设计值，刚度要求就是使构件的长细比不超过容许长细比。
轴心受压构件在设计时，除使所选截面满足强度和刚度要求外，还应使其满足构件整体稳定性和局部稳定性的要求。
整体稳定性要求是使构件在设计荷载作用下不致发生屈曲而丧失承载能力；局部稳定性要求一般是使组成构件的板件宽厚比不超过规定限值，以保证板件不会屈曲，或者使格构式构件的分肢不发生屈曲。
第4章练习题参考答案
第4章练习题参考答案第4章练习题参考答案第四章练习题参考答案【4-1】已知某轴心受拉杆的截面尺寸300400b h mm mm=?，配有820φ钢筋，混凝土和钢筋的材料指标为：22.0/tf N mm =，42.110cE =?2/N mm ，2270/yfN mm =，522.110/s E N mm =?。
试问此构件开裂时和破坏时的轴向拉力分别为多少？【解】配820φ钢筋，查混凝土结构设计规范（GB50010-2010）附录A ，表A.0.1得22513sA mm =。
25132.09%3.0%300400s A bh ρ===300400120000A bh mm ==?=，542.110102.110s E c E E α?===?（1）由式（4-5），开裂荷载为 0(1)(1)tcrcEt tEN E A f A αρεαρ=+=+2.0120000(1100.0209)=??+?290160N= 209.16kN =（2）由式（4-7），构件的抗拉极限承载力为2702513678510678.51tuysN f A N kN ==?==【4-2】已知某钢筋混凝土轴心受拉构件，截面尺寸为200300b h mm mm ?=?，构件的长度2000l mm =，混凝土抗拉强度22.95/tfN mm =，弹性模量422.5510/cEN mm =?，纵向钢筋的截面积2615sAmm =，屈服强度2270/yfN mm =，弹性模量522.110/sEN mm =?，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？混凝土和钢筋各承担多少外力？（3）构件开裂荷载是多少？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？【解】615 1.025% 3.0%200300s A bh ρ===220030060000A bh mm ==?=542.1108.2352.5510s E c E E α?===?，442.95 1.157102.5510t t c f E ε-===??（1）○1由0.2l mm ?=可知，构件的应变为 440.2 1.010 1.157102000t l l εε--?===?<=? 构件未开裂，处于弹性工作状态，csεεε==，构件所受的拉力为44(1) 2.551060000(18.235 1.025%) 1.010t c E N E A αρε-=+=+3165.9110N=?165.91kN=○2此时混凝土承担的外力 4432.5510 1.010********.010153.0ts c N E A N kNε-===?=○3钢筋承担的外力165.91153.012.91ts t tc N N N kN=-=-=（2）○1由0.5l mm ?=可知，构件的应变为4400.52.510 1.157102000t l l εε--?===?>=?，且35270 1.286102.110y y sf E εε-<===??构件开裂，钢筋未屈服，sεε=，构件所受的拉力为542.110 2.51061532287.532.29t s s N E A N kNε-====○2此时，混凝土开裂，在开裂处混凝土应力0c σ= ○3钢筋的应力5422.110 2.51052.5/s s E N mm σε-=== （3）○1开裂荷载为 0(1)tcrcEt N E A αρε=+442.551060000(18.235 1.025%) 1.15710-=+191.96kN=○2即将开裂时构件的变形 41.1571020000.23t l l mm ε-?=?=??=（4）构件的极限承载力为 270615166050166.05tuysN f A N kN ==?==【4-3】某钢筋混凝土轴心受拉构件的截面尺寸为300300b h mm mm ?=?，配有822的纵向受力钢筋，已知22.3/t f N mm =，422.410/c E N mm =?，2345/y f N mm =，521.9610/s E N mm =?。
第四章 轴心受力构件的性能与计算
第四章轴心受力构件的性能与计算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？答：相邻裂缝之间距离不足以使将混凝土开裂的拉力传递给混凝土。
2、如何确定受拉构件的开裂荷载和极限荷载？答：开裂荷载：混凝土与钢筋的应变达到混凝土的峰值应变。
极限荷载：钢筋达到屈服强度。
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那个快？为什么？答：钢筋的增长速度快。
钢筋的弹性模量大。
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？答：极限承载力：混凝土的应变达到峰值。
当钢筋的抗压强度大于400MPa时，只取400。
5、构件设计时，为什么要控制轴心受力构件的最小配筋率？如何确定轴心受拉和轴心受压构件的最小配筋率？答：为保证所设计的极限承载力大于截面的开裂弯矩，避免在极限状态下出现脆性破坏。
最小配筋率近似等于f t/f y。
6、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？答：防止纵向钢筋压屈，并与纵筋形成钢筋骨架，使截面中间部分混凝土成为约束混凝土，提高构件的强度和延性。
7、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？答：徐变使钢筋的变形也随之变大，钢筋的应力相应地增大，混凝土的应力减小。
8、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φ，稳定系数φ与构件两端的约束情况有何关系？答：柱子的长细比对轴心受压强度有较大的影响。
两端铰接：l0=H 一端自由，一端固定：l0=2H一端固定，一端铰接：l0=0.7H 一端固定，一段滑动：l0=0.5H9、为什么长细比l0/b>12的螺旋筋柱，不考虑螺旋筋对柱承载力的有利作用？答：此时的长细比比较大，易发生失稳现象。
10、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？答：承载力将变大。
钢结构计算题答案
第四章 轴心受力构件4。
1 验算由2∟635⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN,只承受静力作用,计算长度为3m 。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4。
37）,钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注:计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：（1）强度 查表得 ∟635⨯的面积A=6。
14cm 2,min 1.94x i i cm ==，22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=, N=270KN 327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，强度不满足，所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==，所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=, 选636⨯，面积A=7。
29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4。
2 一块—40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯进行拼接。
螺栓孔径为22mm ，排列如图4。
38所示。
钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值).钢材为Q235钢，解答下列问题; （1)钢板1—1截面的强度够否? (2）是否需要验算2-2截面的强度?假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？ （3）拼接板的强度够否？解：（1)钢板1—1截面强度验算:210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑， N=1350KN 31135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=，强度满足.（2）钢板2—2截面强度验算：(a）,种情况，（a）是最危险的。
222 2()0(5)(400808080522)206463n aA l d t mm=-⋅⋅=-++-⨯⨯=， N=1350KN32135010208.92056463nNMpa f MpaAσ⨯===≥=，但不超过5%，强度满足。
安徽理工大学钢结构第四章-题库
安徽理工大学钢结构第四章-题库(总18页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--第四章轴心受力构件一、选择题1．轴心受力构件应满足正常使用极限状态的（ C ）要求。
A．变形 B．强度 C．刚度 D．挠度2．轴心受力构件应满足承载能力极限状态的（ B ）要求。
A．变形 B．强度 C．刚度 D．挠度3．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（ D ）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4．用Q235钢和Q345钢分别建造一轴心受压柱，两轴心受压柱几何尺寸与边界条件完全一样，在弹性范围内屈曲时，前者临界力与后者临界力之间的关系为（ C ）A．前者临界力比后者临界力大B．前者临界力比后者临界力小C．等于或接近D．无法比较5．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（ C ）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6．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（ D ）A ．强度B ．整体稳定C ．拉、压变形D ．刚度7．在下列因素中，对轴心压杆整体稳定承载力影响不大的是（ D ）A ．荷载偏心的大小B ．截面残余应力的分布C ．构件中初始弯曲的大小D ．螺栓孔的局部削弱8．关于残余应力对轴心受压构件承载力的影响，下列说法正确的是（ A ）A ．残余应力对轴压构件的强度承载力无影响，但会降低其稳定承载力B ．残余应力对轴压构件的稳定承载力无影响，但会降低其强度承载力C ．残余应力对轴压构件的强度和稳定承载力均无影响D ．残余应力会降低轴压构件的强度和稳定承载力9．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 ）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10．理想弹性轴心受压构件的临界力与截面惯性矩I 和计算长度0l 的关系为（ D ）A ．与I 成正比，与0l 成正比B ．与I 成反比，与0l 成反比C ．与I 成反比，与20l 成正比D ．与I 成正比，与20l 成反比11．如图所示为轴心受压构件的两种失稳形式，其中（ D ）A ．（a ）为弯扭失稳，（b ）为扭转失稳B ．（a ）为弯扭失稳，（b ）为弯曲失稳C ．（a ）为弯曲失稳，（b ）为弯扭失稳D ．（a ）为弯曲失稳，（b ）为扭转失稳12．两端铰接轴心受压柱发生弹性失稳时，其它条件相同，轴力分布图如下所示，则各压杆的临界力的关系是（ B ）A ．Nk1>Nk2>Nk3>Nk4B ．Nk4>Nk2>Nk3>Nk1C ．Nk4>Nk3>Nk2>Nk1D ． Nk1>Nk3>Nk2>Nk413．如图所示的轴心受压构件I I x y /≥4，其临界力N cr 为（ D ）A ．π222EI a x /()B ．π22EI a x /C ．π224EI a y /()D ．π22EI a y /14．轴压杆的轴心力分布及支承情况如图所示，验算此杆整体稳定性时，计算长度应取（ D ）。
轴心受力构件部分公式及例题
N c = ϕAf = 0.802 × 8000 × 315 = 2020000 N = 2020 kN
钢结构原理 Principles of Steel Structure
第四章
轴心受力构件
某焊接T形截面轴心受压构件的截面尺寸如右图所示 形截面轴心受压构件的截面尺寸如右图所示， 例4.2 某焊接 形截面轴心受压构件的截面尺寸如右图所示， 承受轴心压力设计值（包括自重） 承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长度 ， l0x=l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为 ，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 截面无削弱， 稳定性。 稳定性。
(
)
λz =
=
Iω
2 Ai0 2 lω + I t 25.7
y
-250×8 ×
80 × 180.7 = 45.2 2 536500 300 + 28.7 25.7
x
x
λz < λ y，λx
故该构件由弯曲屈曲控制设计。 故该构件由弯曲屈曲控制设计。
钢结构原理 Principles of Steel Structure
-250×8 ×
x
x
y -250×12 ×
钢结构原理 Principles of Steel Structure
第四章 1、截面及构件几何性质计算 、
截面面积 惯性矩： 惯性矩：
轴心受力构件
A = 250 × 12 × 2 + 250 × 8 = 8000mm 2 1 I x = ( 250 × 2743 − 242 × 2503 ) = 1.1345 × 108 mm 4 12 1 I y = (12 × 2503 × 2 + 250 × 83 ) = 3.126 × 107 mm 4 y 12
(整理)第4章_轴心受力构件的性能_思考题参考答案
第4章 思考题参考答案【4-1】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？在裂缝处的混凝土不再承受拉力，所有拉力均由钢筋来承担，钢筋通过粘结力将拉力再传给混凝土。
随着荷载的增加，裂缝不断增加，裂缝处混凝土不断退出工作，钢筋不断通过粘结力将拉力传给相邻的混凝土。
当相邻裂缝之间距离不足以使混凝土开裂的拉力传递给混凝土时，构件中不再出现新裂缝。
【4-2】如何确定受拉构件的开裂荷载和极限荷载？（1） 当0t t εε=时，混凝土开裂，这时构件达到的开裂荷载为：000(1)tcr c t c E t N E A E A εαρε==+（2） 钢筋达到屈服强度时，构件即进入第Ⅲ阶段，荷载基本维持不变，但变形急剧增加，这时构件达到其极限承载力为：tu y s N f A =【4-3】 在轴心受压短柱荷载试验中，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？（1）第Ⅰ阶段，开始加载到钢筋屈服。
钢筋增长速度较快。
此时若忽略混凝土材料应力与应变关系之间的非线性关系，则钢筋与混凝土的应力分别为s E ε和c E ε，由于s c E E >，因此钢筋增长的速度较快，若考虑混凝土非线性的影响，此时混凝土应力与荷载关系呈一条上凸的曲线，则钢筋增长的速度相对混凝土更快。
（2）第Ⅱ阶段，钢筋屈服到混凝土被压碎。
混凝土增长速度较快。
当达到钢筋屈服后，此时钢筋的应力保持不变，增加的荷载全部由混凝土承担，混凝土的应力加速增加，应力与荷载关系由原来的上凸变成上凹。
（图4-9）【4-4】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？（1）当00.002εε==时，混凝土压碎，短柱达到极限承载力cu c y s N f A f A ''=+（2）由于当轴压构件达到极限承载力时00.002sεεε'===，相应的纵筋应力值为：32200100.002400/s s s E N mm σε''=≈⨯⨯=由此可知，当钢筋的强度超过2400/N mm 时，其强度得不到充分发挥，因此不宜采用高强钢筋。
第五章轴心受力构件_钢结构
21. 焊接组合工字形截面轴心受压柱，如图所示，轴心压力设计值 N＝ 2000 kN 。 柱 计 算 长 度 l 0 x 6m ， l 0 y 3m ， 钢 材 为 Q345 钢 ， f 315 N/mm 2 ，翼缘为焰切边，截面无削弱。试验算该柱的安全性。
1
20.9
[28a
1
300
20.9
300
图 5-2
12. 设某工业平台承受轴心压力设计值Ｎ=5000KN，柱高 8m，两端铰接。要求设计焊接工字形截
面组合柱。
l1
13. 试设计一桁架的轴心压杆，拟采用两等肢角钢相拼的Ｔ型截面，角钢间距为 12mm，轴心压
力设计值为 380KN，杆长 lox 3.0m ， loy 2.47 m ，Ｑ235 钢材。
－ 10 × 160
I18
b 94mm ， A=30.6 cm
, I x 1660cm
, I y 122cm
,
上、下翼缘焊接钢板
rx 7.36 cm, ry 2.0 cm）
附表 1 长细比 f y / 235 稳定系 数
a 类截面 b 类截面 c 类截面
轴心受压构件稳定系数 40 0.941 0.899 0.839 110 0.563 0.493 0.419 50 0.916 0.856 0.775 115 0.527 0.464 0.399 60 0.883 0.807 0.709 120 0.494 0.437 0.379 70 0.839 0.751 0.643 130 0.434 0.387 0.342 80 0.783 0.688 0.578 140 0.383 0.345 0.309 85 0.750 0.655 0.547 150 0.339 0.308 0.280
轴心受力构件计算题
第四章、轴心受力计算题一、计算题(12小题,共12.0分)[1]如图所示普通热轧工字型钢轴心压杆，采用Q235F，f =215N/mm2。
问：（1）此压杆是否满足要求？（2）此压杆设计是否合理？为什么？（3）当不改变截面及两端支承条件时，欲提高此杆承载力，比较合理的措施是什么？[2]某桥架结构如图所示。
采用Q235钢制造，桥架上、下弦杆采用H型钢，H型钢的腹板与桥架平面平行；腹杆均采用双角钢组成的T形截面，节点板厚度为10mm；各节点处设置侧向支撑。
已知：作用在结构上的集中荷载设计值：。
(1)试选择上弦杆的截面型号；(2)试选择上弦杆的截面型号；(3)试选择腹杆的截面型号；(4)试选择腹杆的截面型号。
[3]某两端铰接轴心受压柱的箱形截面如图所示，柱高10m，承受轴心力设计值N=5000kN（包括柱身等构造自重），钢材为Q235B F。
试验算该柱是否满足要求？[4]已知一焊接工字截面轴心受压柱（图）：翼缘板为，腹板为；计算长度，，钢材采用Q345。
验算此柱的局部稳定是否满足设计要求？[5]两端铰接的焊接工字形截面轴心受压构件，柱高10m，截面分别采用如图所示的两种尺寸。
钢材为Q235，翼缘火焰切割后又经过刨过。
试计算：①柱所能承受的轴心压力？②板件的局部稳定是否满足要求？[6]试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。
杆件由屈服强度的钢材制成，材料的应力-应变曲线近似地由图所示的三段直线组成，假定不计残余应力。
（由于材料的应力应变曲线是分段变化的，而每段的变形模量是常数，所以画出的曲线将是不连续的）。
[7]某两端铰接的支撑构件，采用热轧工字钢I20a，截面如图所示，杆长7m，承受轴心拉力设计值钢材为Q345。
试验算该支撑是否满足要求？[8]某屋架下弦拉杆采用双角钢、长肢相并组成的T形截面，两角钢间的填板厚度为6mm；拉杆两端为铰接，杆件长度10m；钢材为Q235B；承受轴心拉力设计值为580kN。
钢结构计算题答案
第四章 轴心受力构件4.1 验算由2∟635⨯组成的水平放置的轴心拉杆的强度和长细比。
轴心拉力的设计值为270KN ，只承受静力作用，计算长度为3m 。
杆端有一排直径为20mm 的孔眼（图4.37），钢材为Q235钢。
如截面尺寸不够，应改用什么角钢？ 注：计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
解：（1）强度 查表得 ∟635⨯的面积A=6.14cm 2 ，min 1.94x i i cm ==，22()2(614205)1028n A A d t mm =⨯-⋅=⨯-⨯=， N=270KN327010262.62151028n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，强度不满足，所需净截面面积为32270101256215n N A mm f ⨯≥==， 所需截面积为212562057282n A A d t mm =+⋅=+⨯=， 选636⨯，面积A=7.29cm 22729mm =2728mm ≥ （2）长细比[]min3000154.635019.4o l i λλ===≤= 4.2 一块-40020⨯的钢板用两块拼接板-40012⨯进行拼接。
螺栓孔径为22mm ，排列如图4.38所示。
钢板轴心受拉，N=1350KN （设计值）。
钢材为Q235钢，解答下列问题; （1）钢板1-1截面的强度够否？（2）是否需要验算2-2截面的强度？假定N 力在13个螺栓中平均分配，2-2截面应如何验算？（3）拼接板的强度够否？解：（1）钢板1-1截面强度验算：210min (3)(400322)206680n A b d t mm =-⋅⋅=-⨯⨯=∑， N=1350KN31135010202.12056680n N Mpa f Mpa A σ⨯===≤=，强度满足。
（2）钢板2-2截面强度验算：（a ），种情况，（a ）是最危险的。
2222()0(5)(400808080522)206463n a A l d t mm =-⋅⋅=-++-⨯⨯=， N=1350KN32135010208.92056463n N Mpa f Mpa A σ⨯===≥=，但不超过5%，强度满足。
第5章 轴心受力构件
An1 b n1 d0 t
螺栓错列布置可能沿正交截面（Ｉ －Ｉ）破坏，也可能沿齿状截面 （Ⅱ－ Ⅱ）破坏，取截面的较小面 积计算：
2 An 2c4 n2 1 c12 c2 n2 d 0 t
Steel Structure
对于高强螺栓的摩擦型连接，可以认为连接传力所依靠的摩擦力均匀分 N 布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力。 N
试计算此拉杆所能承受的最大拉力及容许达到的最大计算长度。
Steel Structure
【解】 查型钢表附表13，2∟100×10角钢：ix＝ 3.05cm，iy＝4.52cm。 f=215N／mm2，角钢的厚度为10mm，在确定危险截面之前先把它按中面展 开如图5.8 (b) 所示。 （1）容许承受的最大拉力 齿状净截面(I—I)的面积为：
缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同
组成，它们与分肢翼缘组成桁架体 系；缀板常用钢板，与分肢翼缘组
成刚架体系。
Steel Structure
5.2 轴心受压构件的强度和刚度
◆ 在进行轴心受力构件的设计时，应同时满足第一类极限状态和
第二类极限状态的要求。 ◆ 对于承载能力的极限状态，受拉构件一般以强度控制，而受压 构件需同时满足强度和稳定的要求。 ◆ 对于正常使用的极限状态，是通过保证构件的刚度－限制其长 细比来达到的。 ◆ 轴心受拉构件的设计需分别进行强度和刚度的计算； 而轴心受压构件的设计需分别进行强度、稳定和刚度的计算。
Steel Structure
『关键知识』 1.轴心受压构件的整体稳定计算； 2.轴心受压构件的局部稳定计算；
3.实腹式和格构式轴心受压构件的设计方法；
4.轴心受压柱铰接柱脚的设计。 『重点讲解』
国家开放大学 最新 《钢结构》阶段性学习测验3(形考任务3答案)
国家开放大学《钢结构》阶段性学习测验3 答案一、选择题（每小题2分，共40分）01．轴心受力构件主要包括（）A. 轴心受弯构件和轴心受拉构件B. 轴心受剪构件和轴心受压构件C. 轴心受扭构件和轴心受拉构件D. 轴心受压构件和轴心受拉构件正确答案是：轴心受压构件和轴心受拉构件02．设计轴心压杆时需计算的内容有（）A. 强度、整体稳定性、刚度（长细比）B. 强度、刚度（长细比）C. 强度、整体稳定性、局部稳定性D. 强度、整体稳定性、局部稳定性、刚度（长细比）正确答案是：强度、整体稳定性、局部稳定性、刚度（长细比）03．一般情况下，轴心受力构件满足刚度要求采取的措施是限制构件的（）A. 截面大小B. 长度C. 截面形状D. 长细比正确答案是：长细比04．理想轴心受压构件可能的三种失稳形式分别是（）A.拉扭失稳、弯曲失稳、扭曲失稳B.弯剪失稳、拉扭失稳、弯曲失稳C.弯剪失稳、扭曲失稳、弯扭失稳D. 弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳正确答案是：弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳05．双轴对称截面的构件最常见的屈曲形式是（）A. 弯扭失稳B. 拉扭失稳C. 弯曲失稳D. 扭转失稳正确答案是：弯曲失稳06．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. 弯扭屈曲B. 弯剪屈曲C. 弯曲屈曲D. 扭曲屈曲正确答案是：弯曲屈曲07．轴心受压杆件一般是由若干个板件组成，且板件的厚度与宽度相比都比较小，当杆件受压时，由于沿外力作用方向受压应力作用，板件本身也有可能发生翘曲变形而退出工作，这种现象称为轴心受压杆件的（）A. 弯曲失稳B. 局部失稳C. 整体失稳D. 弯剪失稳正确答案是：局部失稳08．选择实腹式轴心受压构件截面时，第一步应（）A. 计算主轴所需要的回转半径B. 初步确定截面尺寸C. 根据轴心压力的设计值和计算长度选定合适的截面形式D. 进行强度和刚度的验算正确答案是：根据轴心压力的设计值和计算长度选定合适的截面形式09．格构式轴心受压构件缀条设计时，由于剪力的方向不定，斜缀条选择截面时应按（）A. 轴心受剪杆B. 轴心受拉杆C. 轴心受弯杆D. 轴心受压杆正确答案是：轴心受压杆10．确定轴心受压实腹柱的截面形式时，应使两个主轴方向的长细比尽可能接近，其目的是（）A. 便于与其他构件连接B. 达到经济效果C. 构造简单、制造方便D. 便于运输、安装和减少节点类型正确答案是：达到经济效果11．当轴压构件的局部稳定不满足时,下列措施相对有效的是（）A. 降低板件宽度B. 提高板件长度C. 增加板件厚度D. 降低板件厚度正确答案是：增加板件厚度12．格构式柱穿过分肢的轴称为实轴，一般记作（）A. o轴B.y轴C. z轴D. x轴正确答案是：y轴,13．格构式柱绕实轴的计算与实腹杆件完全相同，其承载力为两个分肢压杆承载力之（）A. 和B. 比C. 积D. 差正确答案是：和14．柱子与梁的连接节点称为（）A. 柱顶B. 柱托C. 柱头D. 柱脚正确答案是：柱头15．刚接柱脚与铰接柱脚的区别在于（）A. 能否传递弯矩B. 是否需将柱身的底端放大C. 是否与基础相连D. 能否将柱身所受的内力传给基础正确答案是：能否传递弯矩16．轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于（）A. 底板的厚度B. 基础材料的抗压能力C. 底板的抗弯刚度D. 柱子的截面积正确答案是：基础材料的抗压能力17．下列关于柱脚底板厚度的说法错误的是（）A. 底板厚度与支座反力和底板的支承条件有关B. 底板厚度至少应满足t≥14mmC. 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正确答案是：其它条件相同时，四边支承板应比三边支承板更厚些18．轴心受压构件的靴梁的高度主要取决于（）A. 由底板的抗弯强度B. 预埋在基础中的锚栓位置C. 其与柱边连接所需的焊缝长度D. 底板的平面尺寸正确答案是：其与柱边连接所需的焊缝长度19．梁的主要内力为（）A. 剪力B. 拉力C. 压力D. 弯矩正确答案是：弯矩20．受弯构件有实腹式和格构式之分,其中格构式受弯构件称为（）A. 梁B. 支撑C. 桁架D. 柱正确答案是：桁架二、判断题（每小题2分，共20分）01．轴心受力构件是钢结构中经常使用的构件，广泛应用于桁架（包括屋架、桁架式桥梁等）、网架、塔架、悬索结构、平台结构、支撑等结构体系中。
最新钢结构轴力构件-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()yf 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1002．轴心压杆整体稳定公式f AN ≤ϕ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 >φyB ）φx =φyC ）φx <φyD ）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⋅≤=ϕσ B ）f A N n ≤=σ，f AN ⋅≤=ϕσ C ）f A N ≤=σ，f A N n ⋅≤=ϕσD ）f A N ≤=σ，f AN ⋅≤=ϕσ 式中，A 为杆件毛截面面积；A n 为净截面面积。
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Na= — <f(4-1)式中：N—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。
对于釆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己由孔前接触面传递。
因此，验算最外列螺栓处危险截面的强度时，应按下式计算：N' 、0- = —</ (4-2)N' = NQ_0.5±)(4-3)n式中：H—连接一侧的高强度螺栓总数；卩——计算截面(最外列螺栓处)上的高强度螺栓数；0.5——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Na = — < f(4-4)A '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來保证的，即式中：0—轴心受压构件的整体稳定系数，0=字。
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。
构件长细比几应按照下列规定确定：（1）截面为双轴对称或极对称的构件At =】0x / （r A = f oy /f y式中 W —构件对主轴x 和y 的计算长度;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，厶或心取值不得小于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。
钢结构 轴心受压构件
i
l0
(2)按照整体稳定的要求算出所需要的截面积 A=N／( f)， 同时利用附表3中截面回转半径和其轮廓尺寸的近似关 系，ix=1h和iy=2b确定截面的高度h和宽度b，选择型 钢型号或者确定组合截面尺寸。
i l0
N f A
型钢：ix , iy
组合截面：ix 1h, iy 2b
33
44
10 x x 10
10 10
验算整体稳定、刚度和局部稳定性 验算整体稳定、刚度和局部稳定性
==l xl/i/i=420/10.63=39.5<[ ]=150， xx x x x =420/10.63=39.5<[ ]=150， ==l yl/i/i=420/6.42=65.4<[ ]=150， yy y y y =420/6.42=65.4<[ ]=150，
轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。
二、刚度计算： 保证构件在运输、安装、使用时不产生过大变形 1、受拉构件。
l 0 构件的计算长度；
i I 截面的回转半径； A
l0 [ ] i
l0x x [ ] ix
( 4 2)
[ ] 构件的容许长细比，其 取值详见规范或教
10203.44 N/mm2 f f 215N/mm2 2 10 203. N/mm2 215N/mm A 00778 6322 A . .778 63. .
翼缘宽厚比为 bb/t=(12.5－0.3)/1=12.2<10＋0.1×65.4=16.5 翼缘宽厚比为 1 1 /t=(12.5－0.3)/1=12.2<10＋0.1×65.4=16.5 腹板高厚比为 hh/t/t w=(24－2)/0.6=36.7<25+0.5×65.4=57.7 腹板高厚比为 0 0 w=(24－2)/0.6=36.7<25+0.5×65.4=57.7 构件的整体稳定、刚度和局部稳定都满足要求。 构件的整体稳定、刚度和局部稳定都满足要求。
第5章受压构件思考的题目和习的题目问题解释
钢筋混凝土受压构件计算题1、某轴心受压柱，截面尺寸b ×h ＝400×500mm ，计算长度l 0＝4.8m ，采用混凝土强度等级为C25，HPB235级钢筋，承受轴向力设计值N ＝1670kN ，计算纵筋数量。
【解】由已知条件知：ƒc ＝11.9N/mm 2， f y '＝210N/mm 2⑴计算稳定系数φ l 0/b ＝4800/400＝12，查表得：φ＝0.95⑵计算纵筋截面面积A s '，并校验ρ'由于11.940050023801670c f A KN KN =⨯⨯=>，即混凝土的抗压能力已经满足轴向力的要求，所以纵筋按照构造要求配置即可。
2min 0.6%4005001200sA A mm ρ''=⨯=⨯⨯= ⑶配筋采用4Φ20，2212561200sA mm mm '=>，可以。
截面每一侧配筋率0.512560.003140.2%400500ρ⨯'==>⨯，可以。
所以，选用4根直径20mm 的HPB235级钢筋，21256sA mm '=。
2、某钢筋混凝土偏心受压柱，承受轴向压力设计值N ＝250kN ，弯矩设计值M ＝158kN ·m ，截面尺寸为b ×h ＝300×400mm ，a s ＝a s '＝40mm ，柱的计算长度l 0＝4.0m ，采用C25混凝土和HRB335钢筋，进行截面对称配筋设计。
【解】由已知条件知：ƒc ＝11.9N/mm 2， f y '＝f y ＝300N/mm 2⑴计算初始偏心距e i e 0＝N M ＝631581025010⨯⨯＝632mm e a ＝｛30h ，20mm ｝max ＝｛13mm ，20mm ｝max ＝20mmi 0a ⑵计算偏心距增大系数ηh 0＝400－40＝360mml 0/h ＝4000/400＝10＞5，应考虑附加弯矩的影响。
混凝土结构设计原理选择题
第三章轴心受力构件承载力选择题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；4.一般来讲，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；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；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；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；9.螺旋筋柱的核心区混凝土抗压强度高于fc是因为（）。
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.有两个配有螺旋钢箍的柱截面，一个直径大，一个直径小，其它条件均相同，则螺旋箍筋对哪一个柱的承载力提高得大些（）。
A．对直径大的；B．对直径小的；C．两者相同；11.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；12.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（）。
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1. 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______。
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______。
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，______。
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必须加厚腹板必须设置纵向加劲肋必须设置横向加劲肋12.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______。
钢结构原理-第4章轴心受力构件
《钢结构原理》 第4章 轴心受力构件
4.4.4.2 初弯曲的影响
假设构件变形 为正弦曲线：
x
y0 v0 sin l v0为初始挠度
《钢结构原理》 第4章 轴心受力构件
平衡微分方程：
d2y
x
EI dx2 NyNv0sin l
可得：Yy0y1N v0NEsinlx
vm
v0
v
《钢结构原理》 第4章 轴心受力构件
对于有孔洞的构件，在孔洞附近存在着高额应力集 中现象，孔洞边缘的应力较早地达到屈服应力而发展塑 性变形。由于应力重分布，净截面的应力最终可以均匀 地达到屈服强度fy。
孔洞处截面应力分布 (a) 弹性状态应力 (b)极限状态应力
《钢结构原理》 第4章 轴心受力构件
施工中的钢屋架及支撑
济南遥墙机场候机大厅 管桁架及柱
《钢结构原理》 第4章 轴心受力构件
输电塔
广播电视塔
网架
《钢结构原理》 第4章 轴心受力构件
4.1.3 轴心受力构件的截面形式
(a)
y
y
y
x
x
x
x
x
x
y
y
y
y
x
x
y
y
x
x
y
y
x
x
y
(b) x
y x
y
y
x
x
y
y
x
x
y
y
x
x
y
y
x
x
y
y
x
x
y
(c) x
《钢结构原理》 第4章 轴心受力构件
4.4.4.1 纵向残余应力的影响 残余应力性质：截面内自相平衡的初始应力 产生原因：焊接、轧制、加工切割等 测量方法：锯割法
结构设计原理第六章受压构件习题及答案
第六章受压构件正截面承截力一、选择题1．轴心受压构件在受力过程中钢筋和砼的应力重分布均（）A ．存在；B. 不存在。
2．轴心压力对构件抗剪承载力的影响是（）A ．凡有轴向压力都可提高构件的抗剪承载力，抗剪承载力随着轴向压力的提高而提高；B ．轴向压力对构件的抗剪承载力有提高作用，但是轴向压力太大时，构件将发生偏压破坏；C ．无影响。
3．大偏心受压构件的破坏特征是：（）A ．靠近纵向力作用一侧的钢筋和砼应力不定，而另一侧受拉钢筋拉屈；B ．远离纵向力作用一侧的钢筋首先被拉屈，随后另一侧钢筋压屈、砼亦被压碎；C ．远离纵向力作用一侧的钢筋应力不定，而另一侧钢筋压屈，砼亦压碎。
4．钢筋砼柱发生小偏压破坏的条件是：（）A ．偏心距较大，且受拉钢筋配置不多；B ．受拉钢筋配置过少；C ．偏心距较大，但受压钢筋配置过多；D ．偏心距较小，或偏心距较大，但受拉钢筋配置过多。
5．大小偏压破坏的主要区别是：（）A ．偏心距的大小；B ．受压一侧砼是否达到极限压应变；C ．截面破坏时受压钢筋是否屈服；D ．截面破坏时受拉钢筋是否屈服。
6．在设计双筋梁、大偏压和大偏拉构件中要求2s x a '≥的条件是为了：（）A ．防止受压钢筋压屈；B ．保证受压钢筋在构件破坏时能达到设计屈服强度y f '；C ．避免y f '> 400N/mm 2。
7．对称配筋的矩形截面偏心受压构件（C20，HRB335级钢），若经计算，0.3,0.65i o e h ηξ>=，则应按（ ）构件计算。
A ．小偏压； B. 大偏压； C. 界限破坏。
8．对b ×h o ，f c ，f y ，y f '均相同的大偏心受压截面，若已知M 2>M 1，N 2>N 1，则在下面四组内力中要求配筋最多的一组内力是（）A ．(M 1，N 2)； B.（M 2，N 1）； C. ( M 2，N 2)； D. (M 1，N 1)。
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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，______。
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
必须加厚腹板
必须设置纵向加劲肋
必须设置横向加劲肋
12.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______。
f x>f y f x=f y f x<f y需要根据稳定性分类判别
13. 纵向均匀受压四边简支矩形薄板的稳定系数为。
当a=3600mm，b=1500mm 时，k min=______。
4.000
5.138 4.134 4.203
14. 轴心压杆的f－λ关系曲线如图所示两个区组成， I区为中小长细比部分，II区为大长细比部分。
改变钢材的种类来提高钢材的强度，______。
可提高两区的整体稳定承载力
不能提高两区的整体稳定承载力
只能提高II区的整体稳定承载力
只能提高I区的整体稳定承载力
15. 在下列因素中，______对压杆的弹性屈曲承载力影响不大。
压杆的残余应力分布构件的初始几何形状偏
差材料的屈服点变化荷载的偏心大小
正确答案 CCDAB BCCAB ADADC
二、计算题
1．验算由2L75×5（面积为7.41×2cm2）组成的水平放置的轴心拉杆。
轴心拉力的设计值为270KN，只承受静力作用，计算长度为3m。
杆端有一排直径为20mm的螺栓孔，图示。
钢材为Q235钢。
计算时忽略连接偏心和杆件自重的影响。
[λ]＝250。
i x＝2.32cm，i y＝3.29cm，单肢最小回转半径i1＝1.50cm
2．一钢柱长6 m，两端铰接，承受轴心压力设计值5000kN。
柱子截面由[40 a 和钢板组成，钢材均为Q235，每隔15 cm用螺栓连接，螺栓孔径为20 mm。
=75.05 cm2，I x1=17577.9 cm4，I y1=592 cm4，翼缘宽度已知[40 a的截面积A
1
为100, 钢材强度设计值 f =215N/mm2，图示，螺栓连接已经验算。
要求综合考虑柱子的强度、整体稳定和局部稳定，讨论该柱是否可用？
3．一工字形截面轴心受压柱如图所示，l0x=l = 9m，l0y=3m , 在跨中截面每个翼缘和腹板上各有两个对称布置的d = 24mm的孔，钢材用Q235AF， f =215N/mm2，翼缘为焰切边。
试求其最大承载能力N。
局部稳定已保证，不必验算。
4．如图所示普通热轧工字型钢轴心压杆，采用Q235F， f =215N/mm2。
问：（1）此压杆是否满足要求？
（2）此压杆设计是否合理？为什么？
（3）当不改变截面及两端支承条件时，欲提高此杆承载力，比较合理的措施是什么？
轴心受力构件计算题答案
1．解：Q235钢，f =215N/mm2
(1) 净截面强度计算：
(2)
据上述计算该拉杆强度、刚度均满足要求。
2．解：
（1）强度验算
（2）整体稳定性
（3）局部稳定
槽钢腹板、翼缘局部稳定不必验算。
钢板局部稳定为：
中间部分
悬挑部分
所以，翼缘板中间部分局部稳定不能满足。
3．解：
截面几何特性：
按强度条件确定的承载力：
按稳定条件确定的承载力：
因x轴为弱轴，且，因而对y轴的稳定承载力小于对x轴的稳定承载力，由查表得所以
所以此柱的最大承载力为2160kN。
4．解：
l0y=2600mm，N=300kN，截面无削弱，其承载力取决于整体稳定。
如图l
0x=
（1）
对y轴为b类截面，查表得：
整体稳定不符合要求。
（（2）此压杆设计不合理，对x、y轴长细比相差太大，致使对y轴极易失稳，而对x轴承载力有富余，不经济。
（3）提高对y轴的稳定承载力，设侧向支承，使l0y=l/2=1300mm则查表得：
对于x轴，且对x轴为a类截面了，因而对x轴也不会失稳。
设置合
理的侧向支承，有效地提高了此压杆的承载能力。