建筑结构习题：受弯构件习题

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第18章受弯构件
一、选择题(单项选择)
1、下列梁不必验算整体稳定的是（ D ）
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 ）
A、标准值 B、设计值 C、组合值 D、最大值
3、计算梁的（ A ）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、梁腹板的高厚比时，应设置（ A ）
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 ）。
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．实腹式组合工字形截面柱腹板的宽厚比限值是（ B ）。
A、 B、 C 、 D、
7、对直接承受动荷载的钢梁，其工作阶段为（ A ）。
A、弹性阶段 B、弹塑性阶段 C、塑性阶段 D、强化阶段
8、整体失稳的方式是（ D ）。
A、弯曲失稳 B、扭转失稳 C、剪切失稳 D、弯扭失稳
9、计算直接承受动力荷载的工字型截面梁抗弯强度时，取值为（ A ）。
A、1.0 B 、1.05 C、 1.15 D、 1.2
10、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 ）。
A、 15 B、 13 C、 13 D、 15
12、焊接组合梁腹板中，布置横向加劲肋为防止（ A D ）引起的局部失稳；布置纵向加劲肋为防止（ B ）引起的局部失稳。
A、剪应力 B、弯曲应力 C、复合应力 D、局部压应力
13、受弯构件的整体失稳是（ C ）屈曲。
A 、弯曲 B、扭转 C、弯扭 D、 A、B、C都不正确
14、在梁的整体稳定计算中当（ D ）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0.6 D、大于0.6
15、梁的纵向加劲肋应布置在（ C ）。
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
16、梁的支承加劲肋应设在（ C ）
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
17、钢结构梁计算公式中（ C ）。
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
18、梁的最小高度是由（ C ）控制的。
A、强度 B、建筑要求 C、刚度 D、整体稳定
19、单向受弯梁失去整体稳定时是（ C ）形式的失稳。
A、弯曲 B、扭转 C、弯扭 D、双向弯曲
20、为了提高梁的整体稳定性，（ C ）是最经济有效的办法。
A、增大截面 B、增加侧向支撑点，减少l1
C、设置横向加劲肋 D、改变荷载作用的位置
21、钢梁腹板局部稳定采用（ B ）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
22、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（ B ）。
A、自由边 B、简支边 C、固定边 D、有转动约束的支承边
23、梁的正常使用极限验算是指（ D ）
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
24、对梁挠度的验算是（D ）
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.
25、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（C ）
A、 B、
C、 D、
26、某教学楼屋面梁，其工作应处于下列哪个工作阶段（ C ）
A、弹性阶段 B、弹塑性阶段 C、塑性阶段 D、强化阶段
27、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为（A ）
A、1.05 B、1.0 C、1.2 D、1.17
28.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( A )。

二、简答题
1、简述梁格的几种布置形式？
答：（1）简单梁格：仅有主梁。适用于小跨度的楼盖或平台结构
（2）普通梁格：主梁间距较大时，在主梁间设置若干次梁，将板划分成较小区格，以减小面板的跨度和厚度，使梁格更经济。
（3）复杂梁格：在普通梁格的基础上再设置与主梁平行的次梁，或乘小梁，使板的区格尺寸与厚度保持再经济合理的范围内。这种梁格构造复杂，传力层次较多，只在必须时才采用。
2、钢梁的工作过程可分为哪几个阶段？为什么规范以梁内塑性发展到一定深度作为钢梁设计极限状态，而不以塑性弯矩作为设计极限弯矩？
答：钢梁在弯矩作用下，可分为三个工作阶段，即弹性．弹塑性及塑性阶段。
① 弹性工作阶段：当弯矩M较小时，截面上的弯曲应力呈三角形直线分布，其外缘纤维最大应力为σ=M/Wn。这个阶段可以持续到σ达到屈服点fy，此时梁截面的弯矩达到弹性极限弯矩Me。
Me=Wnfy
式中 Me——梁的弹性极限弯矩；
Wn——梁的净截面（弹性）模量。
② 弹塑性工作阶段：弯矩继续增加，截面外缘部分进入塑性状态，中央部分仍保持弹性。截面弯曲应力呈折线分布,随着弯矩增大，塑性区逐渐向截面中央扩展，中央弹性区相应逐渐减小。
③ 塑性工作阶段：在塑性工作阶段，若弯矩不断增大，直到弹性区消失，截面全部进入塑性状态，即达到塑性工作阶段，此时梁截面应力呈两个矩形分布弯矩达到最大极限，称为塑性弯矩MP。
Mp=Wpnfy
式中 Wpn——梁的净截面塑性模量。
塑性铰：当截面上弯矩达到Mp时，荷载不能再增加，但变形仍可继续增大，截面可以转动，犹如一个铰，称为塑性铰。
弹性设计与塑性设计：把梁的边缘纤维达到屈服强度作为设计的极限状态，叫做弹性设计。在一定条件下，考虑塑性变形的发展，称为塑性设计。
规范以梁截面塑性发展到一定深度（即截面只有部分区域进入塑性区）作为设计极限状态。
3、如何保证梁的整体稳定和局部稳定？
答：在实际工程中，梁的整体稳定常由铺板或支撑来保证，梁常与其它构件相互连接，有利于阻止梁丧失整体稳定。
规范规定，当符合下列情况之一时，都不必计算梁的整体稳定性：
● 有铺板（各种钢筋混凝土板或钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁的受压翼缘的侧向位移时；
● 工字形截面简支梁受压翼缘自由长度l1与其宽度b1之比不超过规范规定的数值时，例如下图所示，梁受压翼缘的跨中侧向连有支撑，可以作为其侧向不动支承点，l1则为梁的半跨长度。

●箱形截面梁

其截面尺寸满足h/b0≤6，且l1/b0 不超过下列规定的数值时，不必计算梁的整体稳定性
对Q235钢 95
对16Mn钢和16Mnq钢 65
对15MnV钢和15MnVq钢 57
避免梁的局部失稳有两个途径：
限制板件的宽厚比或高厚比；
设置加劲肋。
1）限制翼缘板宽厚比
梁的受压翼缘与轴心压杆翼缘相似，规范规定，梁受压翼缘自由外伸宽度b与其厚度t之比，应满足：

2) 设置加劲肋
梁的腹板以承受剪力为主，组合梁的腹板主要是靠设置加劲肋来保证其局部稳定。
加劲肋可以用钢板或型钢制成，焊接梁一般常用钢板。
加劲肋设置位置:

为保证加劲肋自身具有一定的刚度，加劲肋的截面应满足以下要求：
① 在腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋，其截面尺寸应符合规范要求。
② 仅在腹板一侧配置的钢板横向加劲肋，其外伸宽度应大于算得的1.2倍，厚度应不小于其外伸宽度的1/15。
③当配置有短加劲肋时，其短加劲肋的外伸宽度取为横向加劲肋外伸宽度的0.7~1.0倍，厚度不应小于短加劲肋外伸宽度的l/15。
4、钢梁的工厂拼接与工地拼接各有什么要求？
答：梁的拼接分为工厂拼接和工地拼接两种。
1）工厂拼接
概念：由于梁的长度．高度大于钢材的尺寸，常需要先将腹板和翼缘用几段钢材拼接起来，然后再焊接成梁，这些工作在工厂进行，故称为工厂拼接。
拼接位置：
腹板和翼缘的拼接位置最好错开，同时要与加劲肋和次梁连接位置错开，错开距离不小于10 tw，以便各种焊缝布置分散，减小焊接应力及变形。
当采用三级焊缝时，应将拼接布置在梁弯矩较小的位置，或采用斜焊缝。当采用一、二级焊缝时，拼接可以设在梁的任何位置。
2）工地拼接
概念：跨度大的梁，由于受运输和吊装条件限制，需将梁分成几段运至工地或吊至高空就位后再拼接起来，这种拼接在工地进行，因此称为工地拼接
拼接位置：
工地拼接位置一般布置在梁弯矩较小的地方，且常常将腹板和翼缘在同一截面断开。
工地拼接的梁也可以将翼缘和腹板拼接位置略微错开，以改善拼接处受力情况。
有时也可采用摩擦型高强螺栓作梁的拼接
5、组合梁的腹板和翼缘局部失稳时可能发生的形式时怎样的，保证翼缘和腹板局部稳定的方法是什么？
答：局部失稳时可能发生的形式：
（1）受压翼缘在弯曲压应力作用下发生的屈曲现象；
（2）梁支座附近的腹板在剪力作用下发生的屈曲现象；
（3）梁跨中腹板在弯曲压应力作用下发生的屈曲现象；
（4）当梁上的作用很大的固定集中荷载而末设加劲肋或作用有移动集中荷载时，腹板在局部压应力作用之下发生的屈曲现象；
保证翼缘和腹板局部稳定的方法：限制板件的宽厚比或高厚比；设置加劲肋。
1）限制翼缘板宽厚比
梁的受压翼缘与轴心压杆翼缘相似，规范规定，梁受压翼缘自由外伸宽度b与其厚度t之比，应满足：

2) 设置加劲肋
梁的腹板以承受剪力为主，组合梁的腹板主要是靠设置加劲肋来保证其局部稳定。
加劲肋可以用钢板或型钢制成，焊接梁一般常用钢板。
加劲肋设置位置:
为保证加劲肋自身具有一定的刚度，加劲肋的截面应满足以下要求：
① 在腹板两侧成对配置的钢板横向加劲肋，其截面尺寸应符合规范要求。
② 仅在腹板一侧配置的钢板横向加劲肋，其外伸宽度应大于式算得的1.2倍，厚度应不小于其外伸宽度的1/15。
③当配置有短加劲肋时，其短加劲肋的外伸宽度取为横向加劲肋外伸宽度的0.7~1.0倍，厚度不应小于短加劲肋外伸宽度的l/15。