《钢结构设计原理》第三阶段离线作业.doc

《钢结构设计原理》第三阶段离线作业 一、填空题： 1. 轴心压杆可能的屈曲形式有 弯曲屈曲 、 扭转屈曲 、和 弯扭屈曲 。 2. 轴心受压构件的稳定系数与 残余应力 、 初弯曲 和 初偏心、长细比 有关。 3. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是 加强受压翼缘 和 增加侧向支承点 。 4. 影响钢梁整体稳定的主要因素有 荷载类型 、 荷载作用点位置 、 梁的截面形式 、 侧向支承点的位置 和 距离、梁 。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用 限制宽厚比 的方法来保证，而腹板的局部稳定则常采用 设置加劲肋 的方法来解决。 二、问答题： 1.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 答：受轴心压力作用的直杆或柱，当压力达到临界值时，会发生有直线平衡状态转变为弯曲平衡状态变形分枝现象，这种现象称为压杆屈曲或整体稳定，发生变形分枝的失稳问题称为第一类稳定问题。由于压杆截面形式和杆端支承条件不同，在轴心压力作用下可能发生的屈曲变形有三种形式，即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。 2.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 答：在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑残余应力的影响、初弯曲和初偏心的影响、杆端约束的影响。 3.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 答：格构式轴心受压构件一旦绕虚轴失稳，截面上的横向剪力必须通过缀材来传递。但因缀材本身比较柔细，传递剪力时所产生的变形较大，从而使构件产生较大的附加变形，并降低稳定临界力。所以在计算整体稳定时，对虚轴要采用换算长细比（通过加大长细比的方法来考虑缀材变形对降低稳定临界力的影响）。 4.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施是什么？ 答：1)钢梁在弯矩较小时，梁的侧向保持平直而无侧向变形；即使受到偶然的侧向干扰力，其侧向变形也只是在一定的限度内，并随着干扰力的除去而消失。但当弯矩增加使受压翼缘的弯曲压应力达到某一数值时，钢梁在偶然的侧向干扰力作用下会突然离开最大刚度平面向侧向弯曲，并同时伴随着扭转。这时即使除去侧向干扰力，侧向弯扭变形也不再消失，如弯矩再稍许增大，则侧向弯扭变形迅速增大，产生弯扭屈曲，梁失去继续承受荷载的能力，这种现象称为钢梁丧失整体稳定。? 2)影响钢梁整体稳定的主要因素有：荷载类型、荷载作用点位置、梁的截面形式、侧向支承点的位置和距离、梁端支承条件。? 3)提高钢梁整体稳定性的有效措施是加强受压翼缘、增加侧向支承点，提高侧向抗弯刚度，提高抗扭刚度，增加支座约束，降低荷载位置。? 下列情况不要验算整体稳定：1有刚性铺板密封在梁的受压翼缘上并与其牢固连接。2工字型钢受压翼缘自由长度与宽度比小于规定。3箱型简支梁，h/b6,l/b95.? 5.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？ 答：在钢梁中，当腹板或翼缘的高厚比或宽厚比过大时，就有可能在梁发生强度破坏或丧失整体稳定之前，组成梁的腹板或翼缘出现偏离其原来平面位置的波状屈曲，这种现象称为钢梁的局部失稳。 6.压弯构件的整体稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 答：在钢梁中，当腹板或翼缘的高厚比或宽厚比过大时，就有可能在梁发生强度破坏或丧失整体稳定之前，组成梁的腹板或翼缘出现偏离其原来平面位置的波状屈曲，这种现象称为钢梁的局部失稳。 组合钢梁翼缘局部稳定性的计算： 梁受压翼缘自由外伸宽度b1与其厚度t之比的限值： 箱形截面受压翼缘板在两腹板之间的宽度b0与其厚度t之比的限值： 组合钢梁腹板局部稳定的计算 仅用横向加劲肋加强的腹板： 同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板： a．受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格（区格I）： b．受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格（区格II）： 同时用横向加劲肋、纵向加劲肋和短加劲肋加强的腹板： a．受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格（区格I）： b．受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格（区格II）： 7.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 答：局部稳定性属于平板稳定问题，应应用薄板稳定理论，通过限制翼缘和腹板的宽厚比所保证的。确定限值的原则：组成构件的板件的局部失稳应不先于构件的整体稳定失稳，或者两者等稳。轴心受压构件中，板件处于均匀受压状态；压弯构件中，板件处于多种应力状态下，其影响因素有板件的形状和尺寸、支承情况和应力状况（弯曲正应力、剪应力、局部压应力等的单独作用和各种应力的联合作用），弹性或弹塑性性能，同时还有在腹板屈曲后强度的利用问题。 三、计算题： 1.工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。梁上均布荷载（包括梁自重），跨中已有一集中荷载，现需在距右端4m处设一集中荷载。问根据边缘屈服准则