3-轴心受力构件习题
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ϕ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，ϕ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，塑性应力重分布反而不明显了2. 配置螺旋箍筋的钢筋混凝土柱的抗压承载力，高于同等条件下不配置螺旋箍筋时的抗压承载力是因为 [ ]。
钢结构设计原理轴心受力构件试卷(练习题库)(2023版)
钢结构设计原理轴心受力构件试卷(练习题库)1、对于焊接组合工字形截面轴心受压杆，其腹板局部稳定的高厚比限制条件是根据边界条件为的矩形板单向均匀受2、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（）。
3、当缀条采用单角钢时，按轴心压杆验算其承载能力，但必须将钢压杆，（）对弹性屈曲承载力的影响不大。
17、单轴对称轴心受压柱，不可能发生（）。
18、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l0的关系为（）。
19、理想轴心压轩的临界应力σcr＞fp（比例极限）时，因（），应采用切线模量理论。
20、按照规范，主要受压构件的容许长细比为（）。
21、实腹式轴心受压构件应进行（）计算。
22、轴心受压构件的整体稳定系数ϕ与构件（）等因素有关。
23、计算轴心受压构件整体稳定性的公式N/（ϕA）≤f的物理意义是（）。
24、组合工字形截面轴心柱，翼缘的局部稳定宽厚比限值条件是根据（）确定的。
25、轴心压杆的截面分为a、b、c、d类，其中（）截面的稳定系数最低。
26、轴心压杆的截面分为a、b、c、d类，其中（）截面的稳定系数最高。
27、 a类截面的轴心压杆稳稳定系数ϕ值最高，主要是由于（）。
28、轴心压杆整体稳定计算时，在下列截面中属a类截面的是（）。
29、在进行格构式轴心受压构件的整体稳定计算时，由于（），因此以换算长细比λ0x代替λx。
30、对格构式轴压杆绕虚轴的整体稳定进行计算时，用换算长细比λox代替λ，这是考虑（）。
31、确定双肢格构式柱的二肢间距是根据（）。
32、缀条式轴压柱的斜缀条可按轴心压杆设计，但钢材的强度要乘以折减系数以考虑（）的影响。
33、保证焊接组合工字形截面轴心受压杆翼缘板局部稳定的宽厚比限制条件，是根据矩形板单向均匀受压确定的，其边34、在计算工字形截面两端铰支轴心受压构件腹板的临界应力时，其支承条件为（）。
35、工字形或箱形截面柱的截面局部稳定是通过（）来保证的。
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。
混凝土结构设计原理_课后习题答案
第三章 轴心受力构件承载力1． 某多层现浇框架结构的底层内柱，轴向力设计值N=2650kN ，计算长度m H l 6.30==，混凝土强度等级为C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB400级（2'/360mm N f y =），环境类别为一类。
确定柱截面积尺寸及纵筋面积。
解：根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm 由9400/3600/0==b l ，查表得99.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A23''1906)4004003.1499.09.0102650(3601)9.0(1mm A f N f A c y s=⨯⨯-⨯⨯=-=ϕ%6.0%2.14004001906'min ''=>=⨯==ρρA A s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
选 ，2'1964mm A s = 设计面积与计算面积误差%0.3190619061964=-<5%，满足要求。
2．某多层现浇框架厂房结构标准层中柱,轴向压力设计值N=2100kN,楼层高H=5.60m ，计算长度l 0=1.25H ，混凝土用C30（f c =14.3N/mm 2），钢筋用HRB335级（2'/300mm N f y =），环境类别为一类。
确定该柱截面尺寸及纵筋面积。
[解] 根据构造要求，先假定柱截面尺寸为400mm ×400mm长细比5.17400560025.10=⨯=b l ，查表825.0=ϕ 根据轴心受压承载力公式确定's A2''1801)4004003.14825.09.02100000(3001)9.0(1mm A f N f A c y s =⨯⨯-⨯=-=ϕ%6.0%1.14004001801'min ''=〉=⨯==ρρA A s ，对称配筋截面每一侧配筋率也满足0.2%的构造要求。
第三章 轴心受力构件图
墙下基础 柱下基础
纵筋h 箍筋 b源自纵筋N (kN)200
150
混凝土：fc=30.8MPa; ft=1.97MPa; Ec=25.1×103MPa. 钢筋： fy=376MPa; fsu=681MPa; Es=205×103MPa; As=284mm2.
钢筋屈服
混凝土开裂
100 Nt 915 152 50 152
当现浇钢筋混凝土轴压构件截面长边或直径小于300mm时，考 虑构件制作缺陷，混凝土强度设计值应乘以系数0.8。
全部纵向受压钢筋面积； As′ —— 全部纵向受压钢筋面积； 构件截面面积， A —— 构件截面面积，当纵向钢筋配筋率大于 ′ 0.03时，A该用 Ac = A − As 。 时 该用
Nc Nc
轴线
N
(轴拉)
N
轴线
N
(轴压)
N
由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混凝土不均匀性等原因， 由于施工制造误差、荷载位置的偏差、混凝土不均匀性等原因， 往往存在一定的初始偏心距 理想的轴心受力构件不存在。 初始偏心距， 往往存在一定的初始偏心距，理想的轴心受力构件不存在。
压
压 压
拉
拉
楼板
楼梯 柱
墙 梁 地下室底板 梁
混凝土结构设计原理
本章重点
掌握轴心受力构件的应力分析及受力 性能； 性能； 了解轴心受拉构件和轴心受压构件的 受力全过程； 受力全过程； 掌握轴心受拉构件和轴心受压构件正截 面承载力的计算方法； 面承载力的计算方法； 熟悉轴心受力构件的构造要求。 熟悉轴心受力构件的构造要求。
轴向力作用线与构件截面形心线重合的构 件，称之为轴心受力构件 轴心受力构件。 轴心受力构件
长柱的承载力<短柱 的承载力（相同材料、 截面和配筋）
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
钢结构设计原理课后习题答案(张耀春版)
所设焊脚尺寸满足要求。
所以此牛腿与柱的连接角焊缝焊脚尺寸取hf=6mm，。
3.13如图（P115习题3.13）所示梁与柱的连接中，钢材为Q235—B，弯矩设计值M=100kN。m,剪力V=600kN，试完成下列设计和验算：
1）剪力V由支托焊缝承受，焊条采用E43型，手工焊，求焊缝A的高度hf
《钢结构设计原理》
三。连接
3。8试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值N=1500kN，钢材Q345—A,焊条E50型,手工焊，焊缝质量三级.
解：
三级焊缝
查附表1.3： ，
不采用引弧板：
，不可。
改用斜对接焊缝：
方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度：
设计满足要求。
方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度.此时设置引弧板求解方便些。
连接板件净截面面积A1(直线):
净截面面积A2（折线):
构件截面最大能承受的轴力设计值：
所以此连接最大能承受的轴力设计值Fmax=1048kN.
3.16。如上题中将C级螺栓改为M20的10。9级高强度螺栓，求此连接最大能承受的Fmax值。要求按摩擦型连接和承压型连接分别计算（钢板表面仅用钢丝清理浮锈）
梁的强度和刚度满足要求。
5.4如果习题5。3中梁仅在支座处设有侧向支承，该梁的整体稳定是否能满足要求。如果不能，采用何种措施?
解：
1）截面几何性质
对y轴的惯性矩：
→
2）整体稳定验算：
，
该梁的整体稳定是不能满足要求。
改进措施:在跨中集中力作用处设一侧向支承.则l0y=5000mm
，查附表3。1
材料已进入弹塑性，需要修正：
解：
钢结构自测题
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 ()y f 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（ ）。
A B C D8. 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（ ）。
《金属结构设计》第三章 轴心受力构件
iy ≥
[λ ]
l0 y
=
12000 = 34.3mm 350
因需要的i ≈2i 拟选用两个不等边角钢，长边外伸如图3 所示。 因需要的iy≈2ix，拟选用两个不等边角钢，长边外伸如图3-4所示。查型钢 选用2∠100 63×10， 2∠100× 表。选用2∠100×63×10，几何特性为
3. 轴心受力构件
图3-1 轴心受力构件的截面形式
3. 轴心受力构件
§3.2轴心受力构件的强度和刚度 3.2轴心受力构件的强度和刚度
3.2.1轴心受力构件的强度计算 §3.2.1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点为承载能力极 限状态。对于有孔洞削弱的轴心受力构件， 限状态。对于有孔洞削弱的轴心受力构件，仍以其净截面的平均应力达到屈服 点作为设计的控制值。 点作为设计的控制值。
3. 轴心受力构件
3.3.1理想轴心受压构件的屈曲临界力 §3.3.1理想轴心受压构件的屈曲临界力 理想轴心受压构件就是假设构件完全挺直，荷载沿构件形心轴作用， 理想轴心受压构件就是假设构件完全挺直，荷载沿构件形心轴作用，在受 荷之前构件无初始应力、初弯曲和初偏心等缺陷，截面沿构件是均匀的。 荷之前构件无初始应力、初弯曲和初偏心等缺陷，截面沿构件是均匀的。当压 力达到某临界值时，理想轴心受压构件可能以三种屈曲形式丧失稳定。 力达到某临界值时，理想轴心受压构件可能以三种屈曲形式丧失稳定。 ⑴弯曲屈曲 构件的截面只绕一个主轴旋转，构件的纵轴由直线变为曲线， 构件的截面只绕一个主轴旋转，构件的纵轴由直线变为曲线，这是双轴对 称截面构件最常见的屈曲形式。 5(a)就是两端铰接工字形截面构件发生的 称截面构件最常见的屈曲形式。图3-5(a)就是两端铰接工字形截面构件发生的 绕弱轴的弯曲屈曲。 绕弱轴的弯曲屈曲。 ⑵扭转屈曲 失稳时构件除支承端外的各截面均绕纵轴扭转， 5(b)为长度较小的十 失稳时构件除支承端外的各截面均绕纵轴扭转，图3-5(b)为长度较小的十 字形截面构件可能发生的扭转屈曲。 字形截面构件可能发生的扭转屈曲。 ⑶弯扭屈曲 单轴对称截面构件绕对称轴屈曲时， 单轴对称截面构件绕对称轴屈曲时，在发生弯曲变形的同时必然伴随着扭 5(c)即 形截面构件发生的弯扭屈曲 形截面构件发生的弯扭屈曲。 转。图3-5(c)即T形截面构件发生的弯扭屈曲。 下面讨论理想轴心受压构件的屈曲临界力的计算。 下面讨论理想轴心受压构件的屈曲临界力的计算。
砼复习题..
砼复习题..混凝土复习题第1章一、填空题1．混凝土的( )强度高，( )强度低。
2．衡量钢筋拉伸时的塑性指标是( )。
3．无明显屈服点的钢筋，以残余应变为( )的应力作为假想屈服点。
4．《规范》将混凝土的强度按照其（）的大小划分为（）个强度等级。
5．在混凝土结构设计中，（）钢筋端部一般不设弯钩，而（）钢筋端部则应设置弯钩。
6．钢筋表面形状的选择取决于钢筋的强度，其中HPB300钢筋表面形状为（），其余级别热轧钢筋的表面形状为（）。
7．变形钢筋的粘结力由三个方面组成：混凝土握固钢筋的摩擦力；水泥胶凝体与钢筋间的胶合力；（）。
二、选择题1．复合受力下，混凝土抗压强度的次序为：（）A Fc1 < Fc2 < Fc3；B Fc2 < Fc1 < Fc3 ；C Fc2 < Fc1 = Fc3；D Fc1 =Fc2 < Fc32. 下面关于影响混凝土强度的说法正确的有：（）A 试件截面尺寸小，测得的混凝土强度小B 龄期低，测得的混凝土强度低C 加荷速度快，测得的混凝土强度低D 水灰比大，测得的混凝土强度高3. 对于有流幅的钢筋，《混凝土结构设计规范》取（）作为钢筋设计强度的取值。
A．弹性极限；B．屈服强度；C．极限强度；D．条件屈服强度；4. 测定混凝土的轴心抗压强度时,试件涂油和不涂油相比，( )的测定值大。
A、涂油；B、不涂油；C、一样大D．不确定；5. 钢筋混凝土构件的混凝土的强度等级不应低于( )。
A、C20；B、C25；C、C30 D．C156.钢筋混凝土构件中的最大的粘结力出现在( )。
A、离端头较近处；B、靠近钢筋尾部；C、钢筋的中间的部位7.预应力混凝土构件所采用的混凝土的强度等级不应低于( )。
A、C20；B、C30；C、C40D、C25；8.国产建筑钢筋按（）要求出厂。
A、化学成分B、机械性能C、工艺性能D、既按机械性能又按化学成分9.混凝土结构设计规范给出的锚固长度a l是（）。
【练习】混凝土结构设计原理作业习题及答案
第一章材料的力学性能一、填空题1、钢筋混凝土及预应力混凝土中所用的钢筋可分为两类：有明显屈服点的钢筋和无明显屈服点的钢筋，通常分别称它们为_软钢___________和硬钢。
2、对无明显屈服点的钢筋，通常取相当于残余应变为 0.2% 时的应力作为假定的屈服点，即条件屈服强度。
3、碳素钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
随着含碳量的增加，钢筋的强度提高、塑性降低。
在低碳钢中加入少量锰、硅、钛、铬等合金元素，变成为普通低合金钢。
4、钢筋混凝土结构对钢筋性能的要求主要是强度高、塑性好可焊性好、对混泥土的粘结锚固性能好。
5、钢筋和混凝土是不同的材料，两者能够共同工作是因为两者能牢固粘结在一起、线膨胀系数相近、混泥土能保护钢筋不被锈蚀6、光面钢筋的粘结力由化学胶结力、摩擦力、钢筋端部的锚固力三个部分组成。
7、钢筋在混凝土中应有足够的锚固长度，钢筋的强度越高、直径越粗、混凝土强度越低，则钢筋的锚固长度就越长。
8、混凝土的极限压应变包括弹性应变和塑性应变两部分。
塑性应变部分越大，表明变形能力越大，延性越好。
9、混凝土的延性随强度等级的提高而降低。
同一强度等级的混凝土，随着加荷速度的减小，延性有所提高，最大压应力值随加荷速度的减小而减小。
10、钢筋混凝土轴心受压构件，混凝土收缩，则混凝土的应力减少，钢筋的应力增加。
11、混凝土轴心受拉构件，混凝土徐变，则混凝土的应力减少，钢筋的应力增加。
12、混凝土轴心受拉构件，混凝土收缩，则混凝土的应力增加，钢筋的应力减少。
二、判断题1、混凝土强度等级是由一组立方体试块抗压后的平均强度确定的。
N2、采用边长为100mm的非标准立方体试块做抗压试验时，其换算系数是0.95。
Y3、混凝土双向受压时强度比其单向受压时强度降低。
N4、线性徐变是指徐变与荷载持续时间之间为线性关系。
Y5、对无明显屈服点的钢筋，设计时其强度标准值取值依据是条件屈服强度。
Y6、强度与应力的概念完全一样。
N7、含碳量越高的钢筋，屈服台阶越短、伸长率越小、塑性性能越差。
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
轴心受力构件练习题
轴⼼受⼒构件练习题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 D 。
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 B 。
A. 强度计算B. 强度、整体稳定性、局部稳定性和刚度计算C. 强度、整体稳定和刚度计算D. 强度和刚度计算（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 B 。
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）普通轴⼼受压钢构件的承载⼒经常取决于 C 。
A. 扭转屈曲B. 强度C. 弯曲屈曲D.弯扭屈曲（5）在下列因素中， C 对轴⼼压构件的稳定承载⼒影响不⼤。
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（6）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 B 。
(Ix,iy上升，Lx 下降,⼊x下降)A. 尽可能集中于截⾯的形⼼处B. 尽可能远离截⾯形⼼C. 任意分布，⽆影响D. 尽可能集中于截⾯的剪切中⼼（7）轴⼼受压构件的稳定系数是按何种条件分类的？(A)A按截⾯类型B按焊接与轧制不同加⼯⽅法C按截⾯长细⽐D强度和长细⽐计算（8）轴⼼受压构件的整体稳定系数?与 B 等因素有关。
A. 构件截⾯类型、两端连接构造、长细⽐B. 构件截⾯类型、钢号、长细⽐C. 构件截⾯类型、计算长度系数、长细⽐D. 构件截⾯类型、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 D 。
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h0/t w不⼤于某⼀限值，此限值 D 。
P141A. 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 D 。
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。
混凝土结构设计原理梁兴文课后习题答案
压、弯、剪、扭；受拉弦杆是受拉构件，主要受拉、弯。 （5）本课程所要解决的不仅是构件的承载力和变形计算等问题，还包括构件的截面形
式、材料选用及配筋构造等。结构构件设计是一个综合性的问题，需要考虑各方面的因素。 因此，学习本课程时要注意学会对多种因素进行综合分析，培养综合分析判断能力。
（6）混凝土设计与施工工作必须按照规范进行，各种规范是长期理论研究成果和工程 实践的总结。不但要熟练掌握基本要求、使用范围，还要深入了解每一条文的理论依据，做 到深入理论，灵活运用。同时，随着科学的发展和实践的要求，许多新成果会不断的涌现， 规范会及时修订，一般我国混凝土规范 10 年左右修订一次，但随着社会的发展，规范的修 订速度会加快，因此，具体工作时应当及时掌握最新的规范。
4． 混凝土结构有什么优缺点？ 答：优点：（1）可模性好；（2）强价比合理；（3）耐火性能好；（4）耐久性能好；（5） 适应灾害环境能力强，整体浇筑的钢筋混凝土结构整体性好，对抵抗地震、风载和爆炸冲击 作用有良好性能；（6）可以就地取材。 钢筋混凝土结构的缺点：如自重大，不利于建造大跨结构；抗裂性差，过早开裂虽不影 响承载力，但对要求防渗漏的结构，如容器、管道等，使用受到一定限制；现场浇筑施工工 序多，需养护，工期长，并受施工环境和气候条件限制等。 5． 房屋混凝土结构中各个构件的受力特点是什么？ 答：在房屋建筑中，永久荷载和楼面活荷载直接作用在楼板上，楼板荷载传递到梁，梁 将荷载传递到柱或墙，并最终传递到基础上，各个构件受力特点如下： 楼板：是将活荷载和恒荷载通过梁或直接传递到竖向支承结构（柱、墙）的主要水平构 件，楼板的主要内力是弯矩和剪力，是受弯构件。 梁：是将楼板上或屋面上的荷载传递到立柱或墙上，前者为楼盖梁，后者为屋面梁，梁 承受板传来的荷载，主要内力有弯矩和剪力，有时也可能是扭矩，属于受弯构件。 柱：柱承受梁、板体系传来的荷载，主要内力有轴向压力、弯矩和剪力，可能是轴心受 压构件，当荷载有偏心作用时，柱受压的同时还会受弯，是压弯构件。 墙：承重的混凝土墙常用作基础墙、楼梯间墙，或在高层建筑中用于承受水平风载和地 震作用的剪力墙，它受压的同时也会受弯，是压弯构件。 基础：是将上部结构荷载传递到地基（土层）的承重混凝土构件，基础主要内力是压力 和弯矩，是受压构件或压弯构件。 6． 简述混凝土结构设计方法的主要阶段。 答：混凝土结构设计方法大体可分为四个阶段： （1）在 20 世纪初以前，钢筋混凝土本身计算理论尚未形成，设计沿用材料力学的容许 应力方法。 （2）1938 年左右已开始采用按破损阶段计算构件破坏承载力，50 年代，出现了按极限 状态设计方法，奠定了现代钢筋混凝土结构的设计计算理论。 （3）二战以后，设计计算理论已过渡到以概率论为基础的极限状态设计方法。 （4）20 世纪 90 年代以后，开始采用或积极发展性能化设计方法和理论。 7． 简述性能设计的主要步骤。 答：性能化方法是确定工程结构要达到的总体目标或设计性能，设计师根据性能目标的 不同，设计不同的设计方案，并评估设计方案是否达到性能目标的要求。 8． 简述学习《混凝土结构设计原理》课程的应当注意的问题。 答：（1）钢筋混凝土是由钢筋和混凝土两种材料组成的复合材料，是非均匀、非连续、 非弹性的材料。力学关系是在试验的基础上，通过几何、物理和平衡关系建立的。 （2）钢筋混凝土构件中的两种材料在强度和数量上存在一个合理的配比范围。如果钢 筋和混凝土在面积上的比例及材料强度的搭配超过了这个范围，就会引起构件受力性能的改 变，从而引起构件截面设计方法的改变，这是学习时必须注意的一个方面。 （3）由于混凝土材料的复杂性、离散性，混凝土材料的理论体系是建立在试验的基础 上的。许多假定依赖与试验结果，许多公式来源于试验验证，许多因素无法控制，仍需通过 构造措施加以解决，许多理论尚需不断发展与完善，具有不同功能的混凝土材料性能尚需不 断挖掘。 （4）本课程主要讲解钢筋混凝土基本构件，应当了解每一种构件在结构体系的作用、 受力情况。例如梁、柱是受弯构件，主要受弯、受剪；柱、墙、受压弦杆是受压构件，主要 受压、弯，受压、剪，双向受压弯；雨蓬梁、柱是受扭构件，主要受扭，受弯、剪、扭，受
钢结构复习题及答案
填空题1．高强螺栓根据螺栓受力性能分为（ )和( ）两种。
2．高强螺栓连接同时承受拉力和剪力作用时，如果拉力越大，则连接所能承受的剪力( ）。
3．焊缝连接形式根据焊缝的截面形状，可分为( )和（ ）两种类型.4．性能等级为4。
6级和4.8级的C 级普通螺栓连接，（ ）级的安全储备更大。
5当构件轴心受压时，对于双轴对称截面,可能产生（ )；对于无对称轴的截面，可能产生（ )；对于单轴对称截面，则可能产生( ).6．加劲肋按其作用可分为( )、（ ）。
7提高钢梁的整体稳定性最有效的办法之一就是设置侧向支承点，但侧向支承点必须设在钢梁的（ ）翼缘.8 （ )不能忽略，因而绕虚轴的长细比 要采用( ）。
9．轴心受压构件，当构件截面无孔眼削弱时，可以不进行（ )计算。
10．钢材的两种破坏形式为（ )和( ）。
11．随着时间的增长,钢材强度提高，塑性和韧性下降的现象称为( )。
12．梁整体稳定判别式l 1/b 1中，l 1是( ）b 1是( )。
1． 偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定的计算公式是：f N N W M A N Ex x x xmx x ≤⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛'-+8.011γβϕ式中：mx β是:( ）,'Ex N 表示 （ ）,其表达式为（ ）。
2．普通螺栓按制造精度分（ ）和( ）两类：按受力分析分（ ）和（ ）两类。
3．由于焊接残余应力本身自相平衡，故对轴心受压构件( )无影响.4．在高强螺栓群承受弯矩作用的连接中，通常认为其旋转中心位于（ )处。
5．梁的最大可能高度一般是由建筑师提出，而梁的最小高度通常是由梁的（ )要求决定的.6．国内建筑钢结构中主要采用的钢材为碳素结构钢和（ )结构钢。
7．高强度螺栓根据其螺栓材料性能分为两个等级：8.8级和10.9级，其中10.9表示（ ) 。
8 ．使格构式轴心受压构件满足承载力极限状态,除要保证强度、整体稳定外，还必须保证( ).9．钢材随时间进展将发生屈服强度和抗拉强度提高、塑性和冲击韧性降低的现象，称为( ）。
第 3 章 轴心受压构件
N cr y 1 GA
N cr EI y 0
令k
2
N cr
N cr EI 1 GA
，则：
y k 2 y 0
第三章 轴心受力构件
2 y k y0 对于常系数线形二阶齐次方程：
其通解为： y A sin kx B cos kx
格 构 式 柱 （ 缀 条 式 ）
(a )
实 腹 式 柱
(b ) 格 构 式 柱 （ 缀 板 式 ）
l =l
1 0
缀 条
1
1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第三章 轴心受力构件
二、轴心受压构件的截面形式 1、实腹式截面 热轧型钢
型钢+板材
冷弯薄壁型钢
第三章 轴心受力构件
2、格构式截面 截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。
Ncr,r
△σ
△σ
l
x y
Ncr,r
所以应力、应变全截面增加，无退降区，切线模 量Et通用于全截面。由于△N较Ncr,t小的多，近似取 Ncr,t作为临界力。因此以Et替代弹性屈曲理论临界力公 式中的E，即得该理论的临界力和临界应力：
N cr,t
2 Et I
l
2
cr,t
2 Et 2
由于各种缺陷对不同截面不同对称轴的影响不同所以cr曲线柱子曲线呈相当宽的带状分布为减小误差以及简化计算规范在试验的基础上给出了四条曲线四类截面并引入了稳定系第三章轴心受力构件第三章轴心受力构件3实际轴心受压构件的整体稳定计算轴心受压构件不发生整体失稳的条件为截面应力不大于临界应力并考虑抗力分项系数crcr稳定系数可按截面分类和构件长细比查表得到
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)。
轴压复习题
轴压复习题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 。
(A)y n f A N ≤=/σ (B) y f A N ≤=/σ (C) f A N n ≤=/σ (D) y f A N ≤=/σ2．轴心受拉构件按强度极限状态是 。
(A) 净截面的平均应力达到钢材的抗拉强度f u(B) 毛截面的平均应力达到钢材的抗拉强度f u(C) 净截面的平均应力达到钢材的屈服强度f y(D) 毛截面的平均应力达到钢材的屈服强度f y3．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）4．工字形轴心受压构件，翼缘的局部稳定条件为yf 235)1.010(t b 1λ+≤，其中λ的含义为 。
(A) 构件最长细比，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 5．轴心压杆整体稳定公式f AN ≤ϕ的意义为 。
(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截力设计值6．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，这是因为 。
(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) 考虑剪切变形的影响(D) 考虑单支失稳对构件承载力的影响7．计算格构式压杆对虚轴x 轴的整体稳定性时，其稳定系数应根据 查表确定。
(A) x λ (B) ax λ (C) y λ (D) oy λ8．双肢格构式轴心受压柱，实轴为x-x 轴，虚轴为y-y 轴，应根据 确定肢件间距离。
(A) x λ=y λ (B) oy λ=x λ (C) oy λ=y λ (D) 强度条件9．普通轴心受压钢构件的承载力经常取决于 。
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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ϕ，稳定系数ϕ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：
（1）压力加大到多少时，钢筋将屈服？此时柱长缩短多少？
（2）该柱所能承担的最大轴压力为多少？
3-7 已知某多层房屋中柱的计算高度为4.2m，f y'=310N/mm2，f c=10N/mm2，轴向压力为700kN，柱子截面为b⨯h=250mm⨯250mm，试确定纵筋数量。
3-8 某轴心受压柱，柱计算高度4.7m，混凝土棱柱体抗压强度f c=10N/mm2，配置纵筋4φ20，f y'=310N/mm2，试求：
（1）当截面尺寸为300mm⨯300mm时，该柱所能承受的轴力；
（2）当截面尺寸为250mm⨯250mm时，该柱所能承受的轴力。
3-9 轴心受压螺旋筋柱，直径450mm，柱的计算高度为l0=3.5m，混凝土棱柱体抗压强度f c=10N/mm2，配置纵向钢筋8φ22，f y'=210N/mm2，轴向压力为2500kN。
若螺旋箍筋的屈服强度为f y=210N/mm2，试确定螺旋箍筋的数量。
3-10 轴心受压螺旋箍筋柱，直径500mm，计算长度l0=4.0m，f c=10N/mm2，纵筋选用6φ22，f y'=310N/mm2，螺旋箍筋选用φ10@50，f y=210N/mm2，试求该柱的极限抗压承载力。
3-11 其他条件同3-10，但螺旋箍筋选用φ8@80，试求该柱的极限抗压承载力。