建筑结构习题：拉弯构件和压弯构件练习题

拉弯构件和压弯构件

一、选择题（单项选择）

1、 单轴对称实腹式压弯构件整体稳定计算公式 和 中的gx、W1x、W2x取值为（ D ）

A、 W1x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抵抗矩，gx值亦不同；
B、 W1x和W2x为较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值亦不同；
C、 W1x和W2x为较大和较小翼缘最外纤维的毛截面抵抗矩，gx值相同；
D、 W1x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抵抗矩，gx值相同。

2、 钢结构压弯构件的设计一般应进行哪几项内容的计算? （ C ）

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 。

3、计算格构式压弯构件的缀件时，剪力应取（ B ）。

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

4、工形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据（ B ）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

5、T形截面压弯构件中腹板高度与其厚度之比不应超过（ D ）。

A、 B、 C、
D、当 时， ；当 时， ；

6、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gx主要是考虑（ A ）。

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

7、压弯构件在弯矩作用平面外，发生屈曲的形式是（ C ）。

A、弯曲屈曲 B、扭转屈曲 C、弯扭屈曲 D、三种屈曲均可能

8、实腹式偏心受压构件强度计算公式中，为（C ）

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

9、板件的宽厚比加大,其临界应力( B )。

A 、 提高 B、 降低 C、 不变 D 、 没关系。

二、简答题

1、 拉弯构件和压弯构件的截面形式与轴心受力构件的截面形式有何不同?设计时应如何考虑?

1答:

构件受到沿杆轴方向的拉力（或压力）和绕截面形心主轴的弯矩作用，称为拉弯（或压弯）构件。如果只有绕截面一个形心主轴的弯矩，称为单向拉弯（或压弯）构件；绕两个形心主轴均有弯矩，称为双向拉弯（或压弯）构件。弯矩由偏心轴力引起的压弯构件也称作偏压构件。

截面形式：

(1)按截面组成方式分为型钢，钢板焊接组合截面型钢，组合截面

(2)按截面几何特征分为开口截面，闭口截面

(3)按截面对称性分为单轴对称截面，双轴对称截面（其余各图）

(4)按截面分布连续性分为实腹式截面、格构式截面

轴心受力构件的截面有多种形式，轧制型钢截面包括圆钢、圆管、方管、角钢、工字钢、H型钢、T型钢和槽钢等。冷弯薄壁型钢截面包括带卷边和不带卷边的角形截面、帽形截面、槽形截面和方管截面等，采用冷弯薄壁型钢截面的轴心受力构件应按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》进行设计。应用型钢或钢板组成的组合截面。格构式构件容易使轴心受压构件实现两主轴方向的等稳定性，并且刚度大．抗扭性能好，用料较省。

2、偏心受力构件的截面形式有哪些？压弯构件的破坏形式有哪几种？

答：偏心受力构件的截面形式：

拉弯、压弯构件的截面形式很多，一般可分型钢截面和组合截面两类，而组合截面又分实腹式和格构式两种截面。如承受的弯矩很小而轴力很大时，其截面一般与轴心受力构件相似；但是当构件承受弯矩相对来说很大时，除采用截面高度较大的双轴对称截面外，还可以采用如图19-3所示的单轴对称截面以获得较好的经济效果。

压弯构件的破坏形式：

强度破坏—指截面的一部分或全部应力都达到甚至超过钢材屈服点的状况；

整体失稳破坏

单向压弯构件弯矩作用平面内失稳—在弯矩作用平面内只产生弯曲变形，不存在分枝现象，属于极值失稳；

单向压弯构件弯矩作用平面外失稳—在弯矩作用平面外发生侧移和扭转，又称弯扭失稳。如构成各截面的几何与物理中心是理想直线，弯矩也只作用在一个平面内，这种失稳具有分枝失稳的特点；

双向压弯构件的失稳—同时产生双向弯曲变形并伴随有扭转变形；

（3）局部失稳破坏—发生在压弯构件的腹板和受压翼缘，其产生原因与受弯构件局部失稳相同。

3、实腹式压弯构件的局部稳定如何保证？

答：1、翼缘的局部稳定

对于压弯构件的翼缘，就是验算其宽厚比限值。这里与梁的翼缘相同，要求受压翼缘的自由外伸部分的宽厚比限值为

对箱形截面构件，受压翼缘在两腹板间的部分的宽厚比限值为

2、 腹板的局部稳定

压弯构件腹板的稳定计算比较复杂。考虑塑性区的深度，规范规定的腹板计算高度 与厚度 之比的限值与弯矩作用平面内的长细比有关，即

（1）工字形截面

当 时，

当 时，

式中：

——腹板计算高度边缘的最大压应力；

——腹板计算高度另一边缘相应的应力，应力以压为正，拉应力为负 ；

λ——构件在弯矩作用平面内的长细比，当λ<30时，取λ＝30；当λ>100时，取λ＝100。

（2）箱形截面

箱形截面腹板的 不应大于由以上公式右侧乘以0.8后的值，但 不得小于 。

（3）T形截面

弯矩使腹板自由边受压的压弯构件

当 时，

当 时，

弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件

热轧剖分T型钢， ≤（15＋0.2λ）
焊接T型钢， ≤（13＋0.17λ）

当腹板的高厚比不符合上述要求时，可采用与轴心压杆相同的解决方法。但在受压较大翼缘与纵向加劲肋之间的腹板应按本节的要求。

三、计算题

1、一两端铰接支撑杆，杆长l=6m,采用I25热轧普通工字钢，钢材为Q235，杆件截面无消弱，承受静力荷载，轴心拉力设计值N=150，弯矩设计M=75，试验算该材料是否安全可用。

解：由型钢表查得I25的截面几何特征

A=48.51,=401.4

=10.17,=2.4

①强度验算

查表18-1得=1.05

=（30.92+177.95）=209

②钢度验算

最大长细比在轴方向

截面满足要求

③抗剪强度计算

=

④钢度验算

钢度验算采用标准值

=

=

⑤整体稳定验收

由表18-5得由

满足要求，所以截面合适

2、验算天窗架的侧竖杆截面2L110（长肢相连，角钢缝隙为10mm）轴向压力N=40KN，由风荷压力几风吸力引起杆件中部的最大弯矩均为505KN`m, 截面无减损，采用Q235钢材。

解：因表面无减损，不必验算强度

在风压力的作用下的稳定性验算

由附表截面几何特征A=，cm

构件长细比

由（b类截面）

①验算弯矩作用平面内侧稳定性

=104.9

=

=

②验算弯矩作用在平面外侧的稳定性

由（b类截面）

=130.53

在风吸力作用下稳定性验收

①弯矩作用平面内的稳定性

=

②弯矩作用平面外的稳定性

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