《钢结构》串讲

钢结构串讲讲义应考指导一、考试相关情况说明（一）课程基本情况 钢结构是全国高等教育自学考试土木建筑类建筑工程专业的专业课，是为培养和检测自学应考者在建筑钢结构方面的基本理论知识和应用设计能力而设置的一门课程。本课程的指定教材是全国高等教育自学考试指导委员会组编，钟善桐主编：钢结构，武汉大学出版社2005年版。本教材系统阐述和介绍了钢结构的材料性能、连接计算方法和轴心受力构件、受弯构件和拉压弯构件、屋架等基本构件的设计原理和方法。从自学者角度来说，本课程难点知识虽较多，但学习起来如果方法得当，辅之以老师讲授则可以较容易通过考试。（二）题型与分值从题型与分值来看，本课程共有五种题型模式：单项选择，填空，计算，分析和综合。题型与分值情况如下：单选（共20小题，每题2分，共40分）；填空（共10小题，每题1分，共10分）；计算（共5小题，每题6分，共30分）；分析（共1小题，每题8分，共8分）；综合（共1小题，每题12分，共12分）。（三）知识点分布从知识点分布来看，本课程试题覆盖了教材7章的全部内容。单项选择和填空覆盖面比较广，主要是考查学生掌握基本概念的能力，基本上每章都能涉及。计算题主要考查学生解决一般应用问题的能力，共5小题，一般是第三章2题，第四、五、六章各1题。分析和综合主要考查学生解决较复杂应用问题的能力，考查点一般也是出现在第三、四、五、六章。（四）试题难度从试题难度来看，试题绝大部分属于计算题型。对于重点题型每年都会重复出现。难点是分析题，所占比例不高。总体而言，试题较为容易。（五）重难点分析第一章 概述本章重点：钢结构的特点和合理应用范围、钢结构的设计方法。典型例题：钢结构轻质高强的特点是指( B )A.钢材的重量轻，强度高 B.钢材所制成的结构重量轻，承载能力强C.钢材所制成的结构重量轻，抗冲击荷载的能力强 D.钢材的重量轻，抗拉强度高解析：本题考查的是钢结构特点之一轻质高强，属于本章重点知识。另外，在这一章中，涉及到的钢结构的其他特点和相应的应用范围，也需要扎实掌握住，这是历年考试的重要考点。第二章 结构钢材及其性能本章重点：结构钢材一次拉伸时的力学性能，结构钢材的力学性能指标，多轴应力状态下钢材的屈服条件，应力集中，钢材的种类和规格。本章难点：钢材的疲劳强度典型例题：伸长率是反映钢材产生巨大变形时( A )A.抵抗断裂能力的指标B.所具有的承载能力的指标C.抵抗脆性破坏能力的指标D.抗冲击荷载能力的指标解析：本题考查的是结构钢材的力学性能指标，属于本章重点知识。从历年考试的情况来看，关于结构钢材的力学性能指标的知识点是每年必考，因此特别提醒大家注意。第三章 钢结构的连接本章重点：采用对接焊缝的对接连接、T形连接和采用角焊缝的对接、搭接和T形连接的强度承载力计算，普通螺栓和高强螺栓受剪、受拉、同时承受剪力和拉力的计算。本章难点：焊接应力和焊接变形，连接的疲劳。典型例题：图示三面围焊的角钢与钢板连接中，静载N=667kN，角钢为2L10010，钢板厚t=8mm，Q235钢，=1600N/mm2，试确定所需焊脚尺寸及焊缝长度。解：最小焊脚尺寸：最大焊脚尺寸：肢尖=10（12）=89，肢背=1.28=9.6取=8=1.220.78（2100160）=218.6109N肢背：=0.7667-=357.6kN肢尖：=0.3667-=90.8kN角钢肢背和肢尖的每条侧面角焊缝实际长度为: 取205 按构造要求取 故取70第四章 轴心受力构件本章重点：轴心受压构件的刚度和整体稳定，实腹式轴心受压构件的局部稳定，等稳定设计概念。本章难点：轴心受压构件的整体稳定和局部稳定。典型例题：如图所示为一轴心受压柱的工字形截面，该柱承受轴心压力设计值N=4500kN,计算长度为钢材为Q235BF，验算该柱的刚度和整体稳定性。15202530354045 0.9830.9700.9530.9360.9180.8990.878解： （1） 刚度验算： （2） 整体稳定算：当时， 第五章 受弯构件本章重点：受弯构件的强度、刚度、整体稳定，腹板和受压翼缘板的局部稳定。本章难点：梁的整体稳定和腹板及受压翼缘板的局部稳定。典型例题：一工字形截面梁绕强轴受力，截面尺寸如图，当梁某一截面所受弯矩M=400kNm、剪力V=580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235B，f=215N/mm2,fv=125N/mm2。解： 截面边缘纤维最大正应力： 满足要求腹板上边缘处：正应力：剪应力：折算应力：第六章 拉弯和压弯构件本章重点：拉弯和压弯构件的强度，实腹式压弯构件在弯矩作用平面内、外的稳定和局部稳定。本章难点：实腹式压弯构件局部稳定。典型例题：验算图示双轴对称工字形截面压弯杆件在弯矩作用平面内的整体稳定性。已知E=206103N/mm2，f=215N/mm2，N=800kN，Q=160kN(均为设计值)，N作用在截面形心，Q作用在梁的跨中。提示：fNEx=mx =1-0.2N/NEx。102030400.9920.9700.9360.899解： 查表得满足要求。第七章 屋盖结构本章重点：屋盖结构中各种支撑的布置，屋架腹杆的布置和主要尺寸的确定，屋架杆件计算长度的确定。本章难点：屋架杆件计算长度的确定。典型例题：两端简支且跨度为24m的梯形屋架，当下弦无折线时宜起拱，适合的起拱高度为( C ) A.30mm B.40mm C.50mm D.60mm解析：本题考查屋架起拱高度的确定，属于重点知识。跨度L24m的梯形屋架和L15m的三角形屋架，当下弦无折线时宜起拱，起拱高度一般为L/500。对于此类知识点，必须要准确掌握。（六）命题特点从整体来看，题型结构分为5大部分，涵盖了教材所有章节的重要知识点，始终以考查基本概念为出发点，知识点内容的考查会反复出现，考点来自于教材，但不拘泥于教材，同时对于重要公式的主要参数也会进行不同程度的考查。比如说，钢材的力学性能中关于伸缩率、抗拉强度，屈服点、冷弯性能、冲击韧性；钢材在复杂应力条件下的屈服状态；钢材中化学成分对其性能的影响；温度对钢材性能的影响；建筑用钢的种类和钢材牌号的表达方法等，都是历年考试的重点。对同一知识点也会从不同的方位进行反复的考查，因此要对知识点进行全面掌握理解，并能做到举一反三。这样我们在答题时才能做到有的放矢，提高答题的准确率和速度，才能以更加平稳的心态正常发挥。二、本课程的学习建议根据自己的实际情况制定一个切实可行的学习计划，合理安排时间，鉴于本课程的特殊性，需要结合工程力学进行复习；三、本课程的学习方法1.紧扣大纲复习，以真题为练习。历年考查重点基本不变，做真题，有助于把握复习重点。2.复习过程中加强练习。做题是为了有助于理解和记忆教材的知识点，检查自己对知识的掌握情况，同时分析出题的思路，所以做完题要注意分析总结。3.将做错的试题重点划出来，认真查找错误原因所在。认真钻研解题技巧，要认真领会，揣摩并加以熟练掌握。 四、复习技巧学完本课程后，进入复习阶段，一般说来至少要留出一个月的复习时间。在复习期间，考生应注意：1.树立考试成功的信心，不打 “退堂鼓”每年都会有一部分考生在听完辅导或自学完教材后，进入复习阶段时感到心中没底，加之时间紧，就放弃了。进入复习阶段，考生应多给自己鼓鼓劲，树立“我能行” 的信心。2.制定详细的复习计划，按部就班地复习，提高效率在复习时更应注意经常翻阅和回忆教材内容，强化记忆；分析整理知识点、出题点、出题角度、解题方法等；做模拟题和考试真题，熟悉考点以及出题思路，熟练、巩固和检验所学知识，把握教材中的要点。3.注意概括总结，浓缩所学知识在复习阶段，要善于概括总结，提炼要点，以便记忆。五、考试过程中的注意事项1.排除一切思想杂念，一心一意答题。2.拿到试卷后，迅速浏览试卷。同时要快速浏览考题和相应的分值，按难易程度确定做题的顺序，首先做最熟悉的题目和内容；主观题中如有得心应手题，应先做，然后再按顺序答题，遇到一时难答的题果断跳过，答后面的题，以防在某道题上耽搁时间，影响后面的答题。3.答完卷后别忘记重新考虑最初没确定答案的那些题，另外要至少全部检查一遍看有没有因疏忽而出错的地方。4.不要盲目提前交卷，在确保没有漏题的情况下经过两遍检查方可交卷。六、各类题型的特点和答题技巧（一）单项选择题和填空题单项选择题和填空题通常是考核教材中的基本知识点，绝大部分知识点属于识记和领会层次。因此，要想在这两部分拿高分，甚至拿满分的话，就必须熟练地掌握教材内容。从近三年的试题情况来看，这部分考查的知识点比较细，需要大家在仔细阅读教材的过程中将一些特殊内容标识出来，专门记忆。从难度来看，单选题的难度是所有题型中最容易的，应该说只要熟练掌握教材，不会有不会做的题。（二）计算题计算题主要是考查基本公式的应用，本题型的历年考查知识点基本不变，但是考查的公式多，范围广。因此对重要公式的应用和参数的选取要熟练掌握。（三）分析题本题型相对计算题来说具有一定的难度和深度，主要是考查考生对教材知识点在理解的基础上的灵活运用能力。 （四）综合题本题作为压轴题具有难度大、得分率不高的特点，但是考查的知识点还是来源于教材，主要是考查综合运用的能力。综上，要在考试中取得好成绩，需要做到对基本概念和重要知识点的全面掌握，对重点考查的知识点做到熟练掌握，加强公式的记忆和理解，针对教材例题反复练习，做到举一反三，这样才能取得好成绩。第一章 概述一、复习建议本章在历年考试中，以选择和填空的形式出现，一般数量为3个左右，并且比较简单。建议学员对重要知识点复习即可。二、本章重要知识点第一节 钢结构在我国的发展状况学员了解即可。第二节 钢结构的特点和合理应用范围（一）钢结构的特点1.钢结构自重轻而承载力高（轻质高强）2.钢材的塑性和韧性好3.钢材具有良好的焊接性能-钢材在焊接过程中和焊接后，都能保持焊接部分不开裂的完整性的性质。4.钢材耐腐蚀性差镀锌 5.钢结构耐热性好，防火性能差（二）钢结构的合理应用范围1大跨度结构自重轻而承载力高2高耸结构和高层建筑自重轻而承载力高第三节 钢结构的设计方法（一） 结构的可靠性结构在规定的时间内，在规定的条件下，完成预定功能的概率。是结构安全性、适用性和耐久性的概称，用来度量结构可靠性的指标称可靠指标。（二）钢结构设计方法近似概率极限状态设计法1. 承载能力极限状态 结构或构件达到最大承载能力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态，它包括强度、稳定计算。采用荷载的设计值。【例题】钢结构的承载能力极限状态是指（ ）A.结构发生剧烈振动 B.结构的变形已不能满足使用要求C.结构达到最大承载力产生破坏 D.使用已达五十年【答案】C【解析】钢结构的承载能力极限状态是结构达到最大承载力时的极限状态。2. 正常使用极限状态结构或构件达到正常使用的某项规定极限值时的极限状态。包括刚度计算。采用荷载的标准值。（三）可靠指标和失效概率Pf之间的关系Pf越小，越大，结构越可靠。【例题】已知某一结构在=3时，失效概率为Pf =0.001，若改变，准确的结论是( ) A.=2.5,Pf 0.001，结构可靠性降低 C.=3.5,Pf 0.001，结构可靠性提高 D.=3.5,Pf 6mm时，hfmax=t-(12)mm。2.计算长度角焊缝的计算长度不应小于8 和40 mm ；在动荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于40hf ；在静荷载作用下，侧面角焊缝的计算长度不宜大于60hf 。（二）角焊缝连接的计算1角焊缝连接的基本计算公式式中：正面角焊缝的强度设计值增大系数。对承受静力荷载和间接承受动力荷载的结构，=1.22 ；对直接承受动力荷载的结构，=1.0。2.轴心力作用时盖板连接的角焊缝计算（1） 侧面角焊缝连接（2） 正面角焊缝连接（3） 三面围焊缝连接正面角焊缝所能承受的内力为： 侧面角焊缝的强度为：【例题】图示连接中，焊脚尺寸hf=8mm,钢材为Q235B,f=215N/mm2,手工焊，焊条为E4303, =160N/mm2,盖板厚10mm，主板厚18mm,试计算此连接的承载能力。【解析】焊缝的承载能力： 板件承载能力：因为A1=210250A2=30018所以因此此连接的承载能力取小值，为1075kN。3.轴心力作用时角钢连接的角焊缝计算 (1) 当采用侧面角焊缝连接时 是肢背和肢尖焊缝的内力分配系数。角钢角焊缝的内力分配系数角钢类型连接情况 分配系数角钢肢背角钢肢尖等边角钢0703不等边角钢长肢相拼065035不等边角钢短肢相拼075025求出各焊缝所受的内力后，可按下式计算角钢肢背与肢尖焊缝的强度： 式中： 分别是肢背焊缝和肢尖焊缝的焊脚尺寸。(2) 当采用三面围焊时，先求出正面角焊缝所分担的轴心力 【例题】试设计角钢与连接板的连接角焊缝，采用侧面角焊缝连接。轴心力设计值N=830KN（静力荷载），角钢为2L1258010，长肢相拼，采用连接板厚t=12mm，钢材为Q235B，焊条E43型，手工焊。【解析】 焊脚尺寸= t -(1 2)mm=10 -(1 2)mm = 89mm=1.5=1.5=5.2mm 取=8mm肢背和肢尖焊缝分担的力为： kN kN则肢背和肢尖焊缝的实际长度为：mm 取320mmmm 取180mm 4.弯矩、剪力、轴心力共同作用时的角焊缝计算 一T形连接的角缝同时承受弯矩M、 剪力V和轴心力N。计算时先确定焊缝可能的最危险点，求出该点在M、V和N单独作用下产生的应力。在M和N作用下产生的垂直于焊缝长度方向的应力为： 式中： 分别为角焊缝有效截面的抵抗矩和面积。在V作用下产生的平行于焊缝长度方向的应力为： 在M、V和N共同作用时，焊缝上端点处最危险。该点焊缝应满足： 【例题】计算图示角焊缝连接能承受的最大静力设计荷戴P。已知：钢材为Q235BF，焊条为E43型， 【解析】 故角焊缝连接能承受的最大静力设计荷戴第四节 焊接应力和焊接变形焊接残余应力对结构工作的影响：（1）不影响构件的静力强度（2）降低了构件的刚度（3）降低了构件的稳定性（4）降低了构件的疲劳强度。第五节 普通螺栓连接（一）螺栓的排列和构造1.螺栓的排列要求： （1）受力要求（2）构造要求（3）施工要求2. 螺栓受剪破坏时的破坏形式（1）栓杆被剪断（2）板件被挤压破坏（3）构件被拉断破坏（4）构件端部被冲剪破坏-端距2d0（5）栓杆受弯破坏-板件总厚度前三种破坏需通过计算来保证，而后两种破坏需采取构造措施。（二）普通螺栓连接受剪时的计算1.单个受剪螺栓的承载力设计值 抗剪承载力设计值。 式中：一个螺栓的受剪面数，单剪=1，双剪=2；一螺栓杆的直径；一螺栓的抗剪强度设计值。 承压承载力设计值。 式中：一在同一受力方向承压构件的较小总厚度(取2和中的较小值)；一螺栓的承压强度设计值。2. 抗剪螺栓群在轴心力作用下的计算受轴心力作用的螺栓连接的双盖板对接连接。其计算公式为： 连接一侧所需的螺栓数目为： 3.抗剪螺栓群在扭矩作用下的计算在扭矩T的作用下，计算每个螺栓的受力时，假设受扭矩T作用时，所有螺栓均绕螺栓群形心O旋转。各螺栓所受力的大小与该螺栓至形心距离成正比，其方向与连线垂直,1号螺栓受力最大。 4.抗剪螺栓群在轴心力、剪力、扭矩共同作用下的计算下图（a）为偏心力V作用的螺栓连接。偏心力的作用线至螺栓中心线的距离为e，将力向螺栓群的形心O简化后，可与图（b）（c）所示的剪力V及扭矩T=Ve共同作用的结果等效。在剪力V的作用下，每个螺栓的受力为： 在扭矩T的作用下，计算每个螺栓的受力时，假设受扭矩T作用时，所有螺栓均绕螺栓群形心O旋转。各螺栓所受力的大小与该螺栓至形心距离成正比，其方向与连线垂直,1号螺栓受力最大。 将其分解得： 故在扭矩T和轴心力V的共同作用下，受力最大的螺栓“1”承受的合力应满足下式： 若连接在承受以上偏心力作用的同时，沿x-x轴承受轴力N，且力N通过螺栓群形心O，则螺栓“1”承受的合力应满足： 【例题】上图（a）所示的普通螺栓连接。M22螺栓，孔径为23.5mm，荷载设计值F=140KN，柱翼缘板厚度为12mm，拼接板厚度为10mm，偏心距e=300mm，材料Q235。【解析】单个螺栓的抗剪和承压承载力设计值为：（三）普通螺栓连接受拉时的计算1.单个受拉螺栓的抗拉承载力设计值 2.抗拉螺栓群在弯矩作用下的计算螺栓群的旋转中心在弯矩指向的最外一排螺栓的轴线上。受力最大的螺栓需满足的条件为：其中最外排螺栓到旋转中心的距离；每排螺栓到旋转中心的距离；螺栓的列数。第六节 高强度螺栓连接（一）高强度螺栓连接受剪时的工作性能高强度螺栓连接的承载力比普通螺栓高得多，剪切变形小。摩擦型高强度螺栓连接是以板件之间出现滑动，即摩擦阻力刚被克服作为承载能力极限状态。承压型高强度螺栓连接受剪是以螺栓杆被剪坏或螺栓孔壁挤压破坏为极限状态。（二）高强度螺栓连接摩擦面的抗滑移系数高强度螺栓应严格按照施工规程操作，不得在潮湿或淋雨状态下进行拼装，不得在摩擦面上涂红丹、油漆等，保证连接处摩擦面干燥、清洁。（三）高强度螺栓连接的计算1高强度螺栓连接受剪时的计算（1）高强度螺栓抗剪承载力设计值1）一个摩擦型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为： 式中：传力摩擦面数目；m 摩擦面抗滑移系数；P 一个高强度螺栓的设计预拉力；2）一个承压型高强度螺栓的抗剪承载力设计值为： 抗剪承载力设计值 承压承载力设计值 （2）螺栓群在轴心力作用下的计算每个螺栓的受力是相等的 连接一侧所需的螺栓数目为： （3）抗剪螺栓群在扭矩作用下的计算在扭矩T的作用下，计算每个螺栓的受力时，假设受扭矩T作用时，所有螺栓均绕螺栓群形心O旋转。各螺栓所受力的大小与该螺栓至形心距离成正比，其方向与连线垂直,1号螺栓受力最大。 （4）抗剪螺栓群在轴心力、剪力、扭矩共同作用下的计算受力最大的螺栓“1”承受的合力应满足下式： 【例题】图示为摩擦型高强螺栓的对接接头，钢板材料为Q235B，用8.8级高强螺栓M20，孔径为21.5mm，预拉力P=110kN，接触面喷砂处理=0.45，求接头所能承受的最大拉力N?【解析】钢板毛截面面积：钢板净截面面积：由得： 所以最大拉力2.高强度螺栓连接受拉时的计算（1）高强度螺栓抗拉承载力设计值1）一个摩擦型高强度螺栓的抗拉承载力设计值为： 2）一个承压型高强度螺栓的抗拉承载力设计值为： （2）螺栓群在轴心力作用下的计算每个螺栓的受力是相等的 连接一侧所需的螺栓数目为： （3）螺栓群在弯矩作用下的计算在弯矩作用下，螺栓群的旋转中心位于螺栓群的形心3.高强度螺栓连接同时承受拉力和剪力时的计算 （1）摩擦型高强度螺栓连接，需满足条件： （2）承压型高强度螺栓连接，需满足条件：【例题】验算如图所示摩擦型高强螺栓连接是否安全，已知：荷载N=300kN,螺栓M20,10.9级，=0.5,预紧力P=155kN。 【解析】螺栓群形心O处的内力有：轴心拉力：剪力：弯矩：在N、M作用下，最上面一排螺栓最不利，每个螺栓所受的最大拉力为：所以此螺栓连接安全。第七节 连接的疲劳计算高强螺栓摩擦型连接按毛截面计算应力幅，高强螺栓承压型连接按净截面计算应力幅。第四章 轴心受力构件一、复习建议本章在历年考试中，各种题型都有可能出现，特别是近几年考试中，本章所占内容有增加趋势，并且可能结合其他章节进行考核。建议学员对全面掌握，重点复习。二、本章重要知识点第一节 轴心受力构件的特点和截面形式学员掌握轴心受力构件两种极限状态的设计内容即可。第二节 轴心受拉构件承载能力极限状态以屈服点为极限，只有强度承载力计算，计算公式为： 正常使用极限状态用以限制长细比来保证的，即： 第三节 实腹式轴心受压构件（一）轴心受压构件计算（1）承载能力极限状态包括强度承载力和稳定承载力强度承载力以屈服点为极限状态，计算公式为： 稳定承载力以临界力为极限状态，计算公式为： 式中： 轴心受压构件的整体稳定系数，（2）正常使用极限状态用以限制长细比来保证的，即： （二）轴心受压构件整体稳定性1. 三种屈曲形式丧失稳定(1) 弯曲屈曲双轴对称截面构件最常见的屈曲形式。(2) 扭转屈曲十字形截面构件可能发生扭转屈曲。(3) 弯扭屈曲单轴对称截面构件2. 初始缺陷对轴心受压构件稳定承载力的影响初弯曲、荷载初偏心和残余应力等初始缺陷，降低轴心受压构件的稳定承载力。3. 稳定性的计算（1）等稳定设计概念构件在两个主轴方向的稳定承载力相等。两主轴方向的稳定系数不属于同一类截面时,等稳定的条件为。两方向的稳定系数属于同一类截面时,等稳定的条件为。（2）截面为双轴对称 （3）截面单轴对称的构件用绕对称轴的换算长细比代替【例题】图示为一轴心受压柱的工字形截面，该柱承受轴心压力设计值N=4500kN,计算长度为钢材为Q235BF，验算该柱的刚度和整体稳定性。152025303540450.9830.9700.9530.9360.9180.8990.878【解析】（3） 刚度验算：（4） 整体稳定算：当时， 柱的刚度、整体稳定性满足要求。（三）工字形截面轴心受压构件的局部稳定性1.翼缘由于工字形截面的腹板一般较薄，对翼缘板几乎没有嵌固作用，因此翼缘可视为三边简支一边自由的均匀受压板， 式中：构件两方向长细比的较大值（当100时，取=100） （2）腹板腹板可视为四边简支板， 第四节 格构式轴心受压构件（一）基本概念1.格构式轴心受压构件只产生弯曲屈曲。2.通过柱肢的轴为实轴，通过缀材平面的轴为虚轴。（二）格构式轴心受压构件的整体稳定1.格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定与实腹式轴心受压构件相同 2.格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定格构式轴心受压构件达临界状态时，剪力将引起缀材剪切变形，变形较大，不能忽略，因而对格构式轴压杆绕虚轴的整体稳定计算时，用换算长细比ox代替x。当缀件为缀条时： 当缀件为缀板时： 式中： 整个构件对虚轴的长细比； 整个构件的毛截面面积； 各斜缀条毛截面面积之和； 分肢对最小刚度轴1-1的长细比，； 分肢计算长度。焊接时，取相邻两缀板的净距离； 分肢对弱轴的回转半径。【例题】如图所示轴心受压缀板式格构柱，轴向压力，柱高7.2m，两端铰接，钢材的强度设计值，两个柱肢截面面积为A=245.6=91.2cm2，缀板间距、单肢截面几何特征已在图中注明。试验算此柱绕虚轴的稳定性。 【解析】解：构件在x轴方向的计算长度为：构件的截面特性：，故格构柱长细比：单肢长细比为：所以换算长细比为：查表可得：故：所以该柱绕虚轴的稳定性能够满足要求。第五节 柱头和柱脚（一）柱头和柱脚的传力过程（二）底板厚度的确定第五章 受弯构件一、复习建议本章在历年考试中，各种题型均可能出现，所占分值较高。建议学员重点复习。二、本章重要知识点第一节 梁的种类和梁格布置学员了解即可。第二节 梁的强度和刚度计算（一）梁的强度计算1.弯曲正应力和剪应力弯曲正应力 x 截面塑性发展系数。对于直接承受动力荷载且需要计算疲劳，不考虑塑性发展，宜取x=1.0， 剪应力 2.局部压应力式中：F集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数； 集中荷载增大系数；对重级工作制吊车梁，=1.35；对其它梁，=1.0； lz集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度； f 钢材的抗压强度设计值。其中 a 集中荷载沿梁跨度方向的支承长度。 hy 自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离； hR 轨道的高度，对梁顶无轨道的梁hR=0； 3.折算应力在梁的腹板计算高度的边缘处，如同时受有较大的正应力、较大的剪应力、局部压应力c，或同时受有较大的正应力和剪应力（如连续梁中部支座处或梁的翼缘截面改变处等）时，应按下式计算折算应力： 【例题】一工字形截面梁绕强轴受力，截面尺寸如图，当梁某一截面所受弯矩M=400kNm、剪力V=580kN时，试验算梁在该截面处的强度是否满足要求。已知钢材为Q235B，f=215N/mm2,fv=125N/mm2。【解析】 截面边缘纤维最大正应力： 满足要求腹板上边缘处：正应力：剪应力：折算应力：满足要求。（二）梁的刚度计算 第三节 梁的整体稳定（一）梁的临界弯矩1.在集中荷载和均布荷载作用情况下，其临界弯矩都比纯弯曲时高。这是由于纯弯曲时梁的弯矩沿梁跨不变，所有截面上的弯矩均一样大，即受压翼缘所受的压力沿梁跨不变，临界弯矩最低。受跨中一个集中荷载的梁的弯矩仅在跨中最大，临界弯矩最高。2.荷载作用于下翼缘比作用于上翼缘的临界弯矩高。3.侧向支承应设置在受压翼缘处，或尽可能接近受压翼缘，如果设置在受拉翼缘处，则不能起到阻止截面侧向弯曲和扭转作用。（二）梁的整体稳定性计算整体稳定性应按下式计算： Wx按受压翼缘确定的梁毛截面抵抗矩； b梁的整体稳定系数。b0.6时，应按下式求得的b代替b进行整体稳定计算： 第四节 梁的局部稳定和加劲肋设计（一）受压翼缘板的宽厚比限值梁受压翼缘的自由外伸宽度b1与其厚度t之比，即宽厚比应符合下式要求： 当梁截面发展部分塑性时，应为 【例题】梁受压翼缘的自由外伸宽度b1/t是为了保证翼缘板的( )A.抗剪强度 B.抗弯强度C.整体稳定 D.局部稳定【答案】D【解析】梁受压翼缘板保证局部稳定要求的宽厚比b1/t。（二）腹板加劲肋的配置1）当时，对于无局部压应力的梁，一般可不配置加劲肋。如果局部压应力，宜按构造要求在腹板上配置横向加劲肋。2）当时，应配置横向加劲肋。3）梁的受压翼缘扭转未受到约束且腹板的高厚比时，受压翼缘扭转受到约束且腹板的高厚比时，应在弯曲应力较大区格的受压区配置纵向加劲肋。4）在梁的支座处和受压翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。【例题】焊接工字形截面简支梁跨度6m，上翼缘受集中荷载作用，设计值如下图所示，钢材为Q345BF，.忽略梁自重，试验算梁的整体稳定性和局部稳定性。【解析】(1)整体稳定计算：最大弯矩 满足要求（2）验算局部稳定翼缘满足要求腹板应布置横向加劲肋。第五节 梁腹板的屈曲后强度学员掌握腹板屈曲后强度概念即可。第六节 型钢梁设计学员了解即可。第七节 焊接梁设计梁的高度1.最小高度 由挠度确定2.经济高度 以梁的用钢量为最小来确定3.最大高度 由建筑师提出第六章 拉弯和压弯构件一、复习建议本章在历年考试中，一般以选择填空和计算的形式出现，数量不多，但需注意计算题计算量较大，建议学员对重要知识点和题型复习。二、本章重要知识点第一节 拉弯和压弯构件的截面形式和特点学员了解即可。第二节 拉弯、压弯构件的强度和刚度计算（一）拉弯、压弯构件的强度拉弯和压弯构件的强度承载能力极限状态是截面出现塑性铰，规范考虑截面只是部分发展塑性，计算公式为 （二）拉弯、压弯构件的刚度拉弯、压弯构件的刚度通常以长细比来控制。其计算式为： 式中： 构件最不利方向的计算长细比。【例题】如图所示，偏心压杆由2L18011010组成，单肢截面积A=28.4cm2。试验算柱强度是否满足要求。已知：f=215N/mm2,x1=1.05（肢背）,x2=1.2(肢尖)，Ix=1940cm4(单肢)，N=1000kN, q=3.5kN/m。【解析】肢背外边缘： 肢尖外边缘：所以此柱的强度能够满足要求。第三节 实腹式压弯构件的整体稳定（一）弯矩作用平面内的稳定性规范所采用的实腹式压弯构件弯矩作用平面内的稳定计算式，即 式中：所计算构件范围内的轴心压力； 参数， ；弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数；所计算构件范围内的最大弯矩；弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量；等效弯矩系数，应按下列情况取值： 无横向荷载作用时：， 、为端弯矩，使构件产生同向曲率(无反弯点)时取同号；使构件产生反向曲率 (有反弯点) 时取异号，； 有端弯矩和横向荷载同时作用时：使构件产生同向曲率时，；使构件产生反向曲率时，； 无端弯矩但有横向荷载作用时：。对于单轴对称截面的压弯构件，还应计算 （二）弯矩作用平面外的稳定性