结构稳定理论答案

1、结构稳定理论答案a卷试卷】class=txt>结构稳定理论试题册（a）开卷（）闭卷（/考试时长：120分钟使用班级：命题教师：主任签字:一、填空题：（本大题共14小题，每空1分，共25分）请在每小题的空格中填上正确答案。错填、不填均无分。1.建筑结构设计的极限状态分为和两种。2.板根据其厚度分为厚板、和。3. 求解结构失稳临界荷载的基本方法中静力法是指在压杆微弯曲的状态下建立来求解临界荷载的。4. 压弯杆件在弯矩作用平面内失稳分析准则有、和半经验半理论公式法。5.铁摩辛柯能量法的实质是应用原理解决弹性稳定问题。6. 在钢结构稳定设计中，无论是哪种荷载作用下的压弯杆件，均等效成两端作用的压

2、弯杆件计算，等效的原则是保持不变。7. 根据薄板小挠度理论的三个假定，薄板弯曲问题可以简化为问题，其变形特征可用来描述，因此称为线性理论。8. 采用迦辽金法时，所选择的杆件变形曲线方程要求既要满足条件，又要满足条件，这区别于瑞利-里兹法只要求满足前者条件。11 .理想轴心受压杆件弯曲屈曲属于失稳类型，受弯构件在弹塑性状态下分析的弯扭屈曲属于失稳类型。12 .用能量法计算工字梁的弯扭屈曲临界荷载时，不考虑竖向弯曲影响，梁在中性平衡位置的应变能由三部分组成，一部分是，另两部分分别由和翘曲引起。13 .用位移法求解刚架临界荷载时，首先应确定考虑的转角位移方程，之后根据位移法形成稳定方程。14 .静力

3、法求解铰接理想轴心受压杆件得出的屈曲临界荷载即欧拉临界荷载公式为。二、名词解释：（本大题共5小题，每题3分，共15 分）1.理想压杆2.二阶弯矩3.翘曲4.柱子曲线三、识图题：（本大题共4小题，共15分）1.根据下面荷载-挠度曲线关系图判断分别属于哪种失稳类型。（3分）a：b：c：2.判断下列图中分别表示两端铰接轴心受压杆件的哪种失稳形式。（3分）d：e：f：3.画出碳素钢的应力-应变关系曲线，并标明图上各点。（5分）4.画出下列开口薄壁杆件截面自由扭转时的切应力分布情况。（4分）四、简答题：（本大题共7小题，共36分）1.简述稳定问题所具有的特点。（3分）2. 判断平衡稳定性三个基本准则是什

4、么？这三个准则分别通过判断哪三个不同物理量来判断平衡稳定性的？（6分）3. 梁的整体稳定性与哪些因素有关？（4分）4. 建立理想轴心受压构件弯曲平衡方程时有哪五个基本假定？（5分）5. 在计算刚架丧失第一类稳定性问题时有哪些假定？（4分）6. 初弯曲、初偏心以及残余应力对压杆稳定承载力有哪些影响？（6分）7. 切线模量理论是指什么？该理论采用的基本假定有哪些？双模量理论的基本假定与其有何不同？（8分）五、计算题：（本大题共1小题，共9分）用能量法计算工字形梁的弯扭屈曲临界荷载时，将假定的位移函数带入梁的总势能ep公式中并经过运算后得到梁的总势能表达式如下：请用瑞利里兹法继续计算出梁的弯扭屈曲临

5、界荷载，并解释瑞利里兹法求解出的临界荷载值与平衡法求解出的临界荷载值完全一致取决于什么因素。【篇二：结构稳定理论复习思考题】xt>第一章1 、两种极限状态是指哪两种极限状态？承载力极限状态和正常使用极限状态2 、承载力极限状态包括哪些内容？结构、构件的强度和稳定性计算3 、什么是一阶分析？什么是二阶分析？对绝大多数结构，常以未变形的结构作为计算简图进行分析，所得的变形与作用的关系是线性的，称为几何线形分析，或一阶分析；而某些结构，如张拉结构，必须用变形后的结构作为计算依据，作用与变形呈非线性关系，称为几何非线性分析，或二阶分析。4 、强度和稳定问题有什么区别？强度问题关注的在结构构件截面

6、上产生的最大内力或最大应力是否达到该截面的承载力或材料的强度，因此，强度问题是应力问题；而稳定问题要找出作用与结构内部抵抗力之间的不稳定平衡状态，即变形开始急剧增长的状态，属于变形问题。5 、稳定问题有哪些特点？进行稳定分析时，需要区分静定和超静定结构吗？1.稳定问题采用二阶分析；2.不能用叠加原理；3.稳定问题不必区分静定和超静定结构。6、结构稳定问题有哪三类？1.分支点失稳；2.极限点失稳；3.跃越失稳。7、什么是分支点稳定？什么是极值点稳定？什么是跃越稳定？1.原有的平衡形式可能成为不稳定，而出现与原平衡形式有本质区别的新的平衡形式，即结构的变形产生了本质上的突然性变化。2.结构的弯曲变

7、形将大大发展，而不出现新的平衡形式，即结构的平衡形式不出现分支现象。3.跃越失稳既无平衡分支点，又无极限点，但与不稳定分支点失稳又有相似之处，都在丧失稳定平衡后经历一段不稳定平衡，然后达到另一个稳定平衡状态。8 、什么是临界状态？结构由稳定平衡到不稳定平衡的界限状态。9 、通过一个简单的例题归纳总结静力法的基本原理和基本方法？10 、什么是能量守恒原理？什么是势能驻值原理？基于势能驻值原理的方法有哪些？保守体系处在平衡状态时，储存于结构体系中的应变能等于外力所做的功，这就是能量守恒原理。势能驻值原理：受外力作用的结构，当位移有微小变化而总势能不变，即总势能有驻值时，结构处于平衡状态。方法有：瑞

8、利里兹法（rr法）、铁摩辛柯里兹法（tr法）和伽辽金法。11 、r-r法与t-r法在计算方法上有何区别？简述它们的计算步骤。12 、r-r法与伽辽金法有何区别？简述它们的计算步骤。高阶微分方程则适用于任何边界条件的压杆。二阶微分方程对不同边界条件的轴心压杆都需要建立不同的方程。14、为什么能量法求出的临界荷载一般比静力法大？因为假设的变形曲线减少了自由度，这就相当于对体系施加了某些约束，从而，按此方法求得的临界荷载比实际临界荷载要大。第二章1 、理想轴心受压构件的失稳形式有哪三种？失稳形式主要取决于哪些条件？弯曲屈曲（属于分支点稳定）、扭转屈曲和弯扭屈曲。主要取决于截面的形状和几何尺寸，杆件长

9、度和杆端的连接条件。2 、为什么求轴心受压构件弯曲失稳的临界荷载并非易事？1.理想轴心受压构件在实际结构中并不存在，因此，在理想条件下求出的临界荷载值并不能直接应用于轴心受压构件的稳定设计；2.轴心受压构件的弹性分析与弹塑性分析差别很大；3.将理论分析结果用于钢结构轴心受压构件的设计是稳定分析的目的，由于影响因素众多，研究工作仍不完善，需要做大量的工作。3、建立理想轴心受压构件弯曲平衡方程时有哪5个基本假定？1.构件是等截面直杆；2.压力始终沿构件原来轴线作用；3.材料符合虎克定律，即应力与应变呈线性关系；4.构建符合平截面假定，即构件变形前的平截面在变形后仍为平面；5.构建的弯曲变形是微小的

10、，曲率可以近似地用挠度函数的二阶导数表示。4 、什么是自由度？自由度是用来表示约束条件允许的体系可能变形时所必须的独立几何参数的数目。5、什么是杆件的计算长度系数？系数的大小取决于什么条件？计算长度等于压杆失稳时两个相邻反弯点间的距离。约束条件6 、剪切变形如何影响临界荷载？剪切产生的挠度7 、弹性屈曲和非弹性屈曲如何区别？简要介绍三种非弹性屈曲理论。1. 切线模量理论2. 折减模量理论3. 香利理论8 、什么是工程杆？实际结构存在哪些缺陷？具有初始缺陷的轴心受压杆。工程杆的n比理想的轴心压杆的n低。9 、初弯曲和初偏心对轴心受压构件的失稳有什么影响？画出初弯曲和初偏心轴心受压构件的荷载-挠度

11、曲线。截面的几何形状和尺寸可能存在偏差，荷载作用点也可能偏离构建的轴线几何缺陷，受荷载前存在的残余应力力学缺陷。10 、残余应力是如何降低构件的刚度的？又是如何降低稳定承载力的？1 .降低构件的刚度；2.降低构件的临界力。刚度的减小是由于短柱截面有残余应力而提前屈服，导致截面弹性区缩小所造成的。由于残余应力，对存在弹塑性屈曲问题的中长柱，发生屈曲时构件截面只有弹性部分起抗弯作用，残余应力使构件的抗弯刚度由ei将至eie，降低了构件的临界力。11 、扭转分为哪两种类型？各有什么特点？自由扭转和约束扭转。自由扭转：1.构件各截面的翘曲相同，2.纵向纤维不发生弯曲。约束扭转：1.杆件各截面的凹凸不相

12、同，即纵向纤维将发生拉伸或压缩变形；2.扭率沿杆长变化。12 、试推导约束扭转的扭矩平衡方程eiw?git?mz?0。1?2eiw13、试推导两端铰接轴心受压构件弹性扭转屈曲荷载公式nw?2(2?git)。i0l14 、试推导单轴对称截面轴心受压构件的弯扭屈曲临界荷载的计算公式。15 、试写出无对称轴截面轴心受压构件弯扭屈曲时的弯曲和扭转平衡方程。16、画出轴心受压构件的荷载挠度曲线。17、什么是边缘纤维屈服状态和边缘纤维屈服准则？对于考虑初始几何缺陷影响而不计残余应力的轴心受压构件，在轴心压力n和初弯曲产生的二阶弯矩m的共同作用下，当杆件长度中点截面边缘压应力等于钢材屈服强度时的状态称为边缘

13、纤维屈曲状态，按照弹性理论求出的轴线荷载ne称为边缘纤维屈曲状态的临界荷载，这种以截面边缘屈曲作为确定临界荷载的准则称为边缘纤维屈曲准则。18、什么是压溃理论？以荷载挠度曲线极值点作为确定临界荷载的方法称为极限荷载理论，或称为压溃理论。19、钢结构柱子截面为什么要分类？怎样分类？20、什么是wagner效应？什么是wagner效应系数？wagner效应实质上是构件变形时横截面上的正应力所产生的附加双力矩效应,相应地,wagner系数就是单位变形时横截面上产生的双力矩;提出利用图乘法计算wagner系数的新思路;按照新方法对开口三板型截面薄壁柱进行计算,从计算结果中揭示出wagner效应的诸多力

14、学特性及工程应用价值.第三章1 、单向压弯构件在弯矩作用平面内和外分别可能发生什么类型的失稳？弯曲失稳（极值点失稳）、弯扭失稳（理想构件属于分支点失稳，实际构件是极值点失稳）。2 、试推导两端铰接横向均布荷载作用下压弯构件的最大挠度放大系数和弯矩放大系数？am、am（pg90）3 、压弯构件弯矩作用平面内的稳定理论在钢结构设计中如何应用？（边缘纤维屈曲准则）以弹性分析为基础，以弯矩最大截面边缘纤维屈服作为计算准则；一般钢结构中的压弯构件当截面最大纤维刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即可以容许截面塑形有一定的发展，因此，应该以弹塑性稳定理论为基础，以失稳时的极限荷载为计算准则（极限承载力准则）。

15、4 、试分析中性平衡法求解单轴对称截面压弯构件弹性弯扭屈曲荷载的过程。并指出其基本假定。过程：（pg95）假设：1.构件为弹性体；2.发生弯曲与扭转变形时，截面的形状不变；3.弯曲与扭转变形微小；4.构件是无缺陷的等截面的直杆；5.在弯矩作用平面内抗弯刚度很大，屈曲前平面内的弯曲变形对弯扭屈曲的影响可以忽略。5、写出能量法求解无对称轴截面压弯构件弹性屈曲荷载的总势能表达式。（pg100）6、试推导钢结构规范中压弯构件弯矩作用平面外的稳定计算公式。（pg104）第四章1 、什么是梁的弯扭失稳？理想弹性梁的弯扭失稳属于什么类型？2 、写出端部约束条件不同时梁mcr的通式，并指出式中各符号的意义。（

16、pg110）1. 两端简支的纯弯构件2. 两端固定的纯弯梁3. 悬臂纯弯梁3 、写出受弯构件弯扭屈曲临界弯矩的公式，并指出各符号的意义。（pg115）4 、梁的弯扭失稳理论在钢结构设计中如何应用？梁的整体稳定系数是如何b定义的？（pg118）第五章1 、如何研究刚架的稳定性？先从单跨刚架入手，简要分析它的失稳形式；然后介绍刚架临界荷载的计算方法；接着讨论如何确定刚架柱的计算长度。2 、刚架有哪两种失稳形式？在理想状态下其临界荷载在什么范围？1 .无侧移刚架：2pepcr4pe2 .有侧移刚架：pe|4pcrpe3 、无侧移失稳刚架和有侧移失稳刚架，哪个临界荷载大？无侧移刚架临界荷载大。4 、试

17、用中性平衡法分析一柱与基础铰接、一柱刚接的刚架的稳定性。（pg124）【篇三：【结构稳定理论概念问题（考试）】态。2. 什么是结构的第一类稳定问题（分支点失稳），什么是结构的第二类稳定问题（极值点失稳）？两者最明显的区别是什么？第一类稳定问题：失稳前后平衡形式发生变化的失稳现象。第二类稳定问题：失稳前后变形形式不发生变化的失稳现象。划分：按照结构或构件在失稳前后变形形式是否发生质变。特征：第一类稳定-结构在失稳前后的变形产生了性质上的改变，即原来的平衡形式不稳定后，可能出现与原来平衡形式有本质区别的新平衡形式，这种改变是突然性的。第二类稳定-结构在失稳前后变形的性质不变，只是原来的变形大大发展

18、直到破坏，不会出现新的变形形式。3. 判断结构平衡的稳定性准则有哪些？静力准则、能量准则、动力准则能量准则、动力准则4. 什么是静力准则？处于平衡的结构体系，收到微小扰动力后，若在体系上产生正恢复力，当扰动除去后结构恢复到原来的平衡位置，则平衡是稳定的；若产生负恢复力，则平衡是不稳定的；若不产生任何作用力，则体系处于中性平衡，处于中性平衡状态的荷载即临界荷载。（静力法只能求解临界荷载，不能判断结构平衡状态的稳定性）5. 什么是能量准则？当?ep?0，则总势能是增加的（ep为最小值），说明初始平衡位置是稳定的；当?ep?0，则总势能是减少的（ep为最大值），说明初始平衡位置是不稳定的；当?ep?

19、0，则总势能ep保持不变，说明初始平衡位置是中性平衡的。6. 什么是动力准则？处于平衡状态的结构体系，受到微小扰动，然后放松，若体系在原平衡位置附近震动，则体系的平衡是稳定的。振动频率将随压力增加而减小，当压力达到某一临界值（临界荷载）时，频率为零且振动无界，则平衡是中性的。7. 结构稳定性问题与强度问题的主要区别是什么？稳定问题：属于整个结构或构件的变形问题，弹性稳定承载力取决于结构或构件的刚度。强度问题：某一截面或某一点上的应力问题，按强度计算的承载力取决于截面上的应力和材料的强度。8. 在结构分析中，何谓一阶分析，何谓二阶分析？一阶分析：针对未变形的结构来分析其平衡，不考虑变形对外力效应

20、的影响。二阶分析：针对已变形的结构来分析其平衡。9. 对于结构稳定问题，叠加原理是否还适用？为什么？稳定问题不能应用叠加原理。应用叠加原理应满足两个条件：材料符合胡克定律，即应力与?y?dx。l211. 对于结构稳定问题，利用近似方法估计的临界荷载值是偏大、偏小，还是不能确定。为什么？偏大。用能量法求解所得临界荷载比精确值高，因为假定的曲线不是真实曲线，相当于增加了约束。12. 轴心受压杆件整体失稳形式主要取决于哪些因素？主要取决于截面的形状、几何尺寸、杆件长度、杆端的连接条件等因素。13. 什么是截面的剪切中心（扭转中心或弯曲中心）？杆件弯曲时，截面切应力合力作用点通过的位置。14. 轴心受

21、压杆件的承载力是由什么条件（因素）决定的？轴心受压杆件的承载力是由稳定条件决定的，即满足整体稳定和局部稳定。15. 圆形截面自由扭转时，其截面将会发生什么样的改变？截面绕杆件轴线转动，保持平面。16. 非圆形截面自由扭转时，其截面将会发生什么样的改变？截面除绕杆件轴线转动外，截面上各点还会发生不同的轴向位移而使截面出现凹凸，即翘曲。bt3i?17.窄长矩形截面长边为b，短边为t，其截面的扭转惯性矩（扭转常数）为t318.窄长矩形组合截面，长边分别为bi，短边为ti；那么，其整个截面的扭转惯性矩（扭转常数）kn3it?biti3i?119.试画出双轴对称工字形截面扭转时的剪力流。20. 非圆形截面自由扭转的特点是什么？截面翘曲相同、没有正应力。自由扭转时，杆件的所有纵向纤维不发生弯曲而保持直线，因此杆件不发生弯曲变形。21. 非圆形截面约束扭转的特点是什么？沿杆件轴线各个截面的翘曲不相同，杆件的纵向纤维将发生拉伸或压缩变形，并且两相邻截面间各纵向纤维拉伸或压