2019年岩土工程师结构设计考点冲刺（十七）

　　一、轴心受力构件

　　(一)轴心受拉构件

　　1.强度计算

　　轴心受拉构件的强度(除摩擦型高强度螺栓连接处外)

　　【例17-15/2013考题】设计螺栓连接的槽钢柱间支撑时，应计算支撑构件的：

　　A.净截面惯性矩

　　B.净截面面积

　　C净截面扭转惯性矩

　　D.净截面扇形惯性

　　解：支撑一般按拉杆设计，所以应取净截面面积计算其抗拉强度设计值。

　　答案：B

　　2.刚度验算

　　为防止制作、运输安装和使用中出现刚度不足现象，对于桁架、支撑等受拉构件应按下式验算其长细比。

　　受压构件的长细比容许值表17-34

　　注：1.跨度等于或大于60m的桁架，其受压弦杆、端压杆和直接承受动力荷载的受压腹杆的长细比不宜大于120。

　　2.当杆件内力设计值不大于承载能力的50%时，容许长细比值可取200。

　　受拉构件的容许长细比表17-35

　　注：1.除对腹杆提供平面外支点的弦杆外，承受静荷载的结构受拉构件，可仅计算竖向平面内的长细比。

　　2.中、重级工作制吊车桁架下弦杆的长细比不宜超过200。

　　3.在设有夹钳或刚性料耙等硬钩起重机的厂房中，支撑的长细比不宜超过300。

　　4.受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时，其长细比不宜超过250。

　　5跨度大于等于60m的桁架，其受拉弦杆和腹杆的长细比，承受静力荷载或间接承受动力荷载时不宜超过300，直接承受动力荷载时，不宜超过250。

　　6.柱间支撑按拉杆设计时，竖向荷载作用下柱子的轴力应按无支撑时考虑。

　　确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时，其计算长度l0应按下表-1采用;采用相贯焊接连接的钢管桁架，其构件计算长度l0可按下表-2取值。

　　(二)轴心受压构件

　　1.强度计算

　　2.稳定性计算

　　3.局部稳定验算

　　二、受弯构件(梁)

　　1.强度计算

　　2)抗剪强度

　　3)局部抗压强度

　　2.截面板件宽厚比等级

　　截面板件宽厚比是指截面板件平直段的宽度和厚度之比，受弯或压弯构件腹板平直段的高度与腹板厚度之比也可称为板件高厚比。

　　绝大多数钢构件由板件构成，而板件宽厚比大小直接决定了钢构件的承载力和受弯及压弯构件的塑性转动变形能力，因此钢构件截面的分类，是钢结构设计技术的基础，尤其是钢结构抗震设计方法的基础。

　　根据截面承载力和塑性转动变形能力的不同，我国将截面根据其板件宽厚比分为5个等级。

　　3.整体稳定计算

　　当符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性。

　　4.组合梁的局部稳定

　　为了提高焊接组合梁的强度和刚度，腹板宜选得高一些;而为了提高梁的整体稳定性，翼缘板宜选得宽一些。然而这样常会在梁发生强度破坏或丧失整体稳定性之前，组合板件就偏离原来的平面位置而发生波形鼓曲(见下图)，这种现象称为梁丧失局部稳定性或称板的屈曲。

　　梁的翼缘和腹板屈曲后，使梁的工作性能恶化，由于板屈曲部位退出工作，截面变得不对称，就有可能导致梁的过早破坏。

　　梁的局部失稳现象

　　对于热轧型钢梁，翼缘和腹板都较厚，一般不需要进行局部稳定性验算。通常只有组合梁需要验算局部稳定性。

　　三、拉弯和压弯构件

　　在钢结构中，拉弯构件比较少见，而压弯构件则用得较多。实腹式拉弯构件的截面出现塑性铰是构件承载力的极限状态。对格构式拉弯杆或冷弯薄壁型钢截面的拉弯杆，常把截面边缘开始屈服视为构件的极限状态。以上都属于强度破坏。

　　压弯杆的破坏不仅取决于杆件的受力条件，而且还取决于杆件的长度、支撑条件、截面形式和尺寸等。对粗短杆或截面有严重削弱的杆，可能产生强度破坏。但钢结构中的大多数压弯杆总是整体失稳破坏。组成压弯杆的板件还有局部稳定问题。