(来学网)在计算下列情况的单面连接的单角钢时,钢材和连接的强度设计值应乘以折减系数,请指出哪一个折减系数用得不对?(提示:λ为长细比,对中间无联系的单角钢压杆,应按最小回转半径计算,当λ<20时,取λ=20。)
  • A.
    (来学网)按轴心受力计算强度和连接时乘以折减系数0.80
  • B.
    (来学网)按轴心受压计算稳定性时,等边角钢乘以折减系数0.6+0.0015λ,但不大于1.0
  • C.
    (来学网)按轴心受压计算稳定性时,短边相连的不等边角钢乘以折减系数0.5+0.0025λ,但不大于1.0
  • D.
    (来学网)按轴心受压计算稳定性时,长边相连的不等边角钢乘以折减系数0.70
正确答案:
A
答案解析:
【点评】:由于《钢结构规范》第3.4条规定的钢材的强度设计值和连接的强度设计值,仅适用于一般工作情况下的结构构件和连接,对于一些处于不利工作条件下的结构构件和连接,应乘以相应的折减系数以考虑不利工作条件的影响,从而简化结构构件和连接的设计计算。
(1)单面连接的单角钢拉杆
连接于节点板一侧的单角钢拉杆,只有一个肢与节点板相连,节点板传来的力不通过角钢截面形心,因而形成偏心受拉,并且绕截面两个主轴都有弯矩存在(图1-18-1)。但当拉力较大时会出现图1-18-1(b)的变形,变形逐渐增大,则杆件中部的偏心距会逐渐减小。我国在20世纪70年代的试验表明:单面连接的单角钢拉杆的极限拉力与轴心拉杆的极限拉力相差不很悬殊,一般都能达到轴心拉杆承载能力的85%左右。所以设计时可以当作轴心拉杆计算,不过要将钢材的受拉强度设计值乘以0.85的折减系数。

单角钢端部的连接焊缝,由于偏心的影响,会产生垂直于杆轴方向的弯曲应力。根据试验结果,也应将焊缝的强度设计值乘以0.85的折减系数。
《钢结构规范》第3.4.2条第1款规定,单面连接的单角钢按轴心受力计算强度和连接时,钢材的强度设计值和连接(焊缝)的强度设计值应乘以折减系数0.85。选项A仅要求乘以折减系数0.80,故选项A不符合规范要求是本题的正确答案。
(2)单面连接的单角钢压杆
单面连接的单角钢压杆,既承受轴心压力,又承受偏心弯矩,是压弯杆件。为计算简便起见,习惯上将其作为轴心压杆来进行计算,但将抗力乘以折减系数来考虑偏心弯矩的影响。不过,与单角钢拉杆不同,单角压杆受力变形后,杆件中部的偏心距不会逐渐减小,而是逐渐增大(图1-18-2),并且初弯曲和残余应力等初始缺陷对拉杆强度承载力的影响很小,一般可忽略不计,但对于压杆的稳定性却影响较大,不能忽略。

近年来,根据开口薄壁杆件几何非线性理论,应用有限单元法,并考虑残余应力、初始弯曲等初始缺陷的影响,对单面连接的单角钢进行了弹塑性阶段的稳定分析。这一理论分析方法得到了一系列试验结果的验证,证明具有足够的精确性。根据这一方法,可以得到《钢结构规范》第3.4.2条规定的折减系数,即:
等边单角钢应乘以折减系数:0.6+0.0015λ,但不大于1.0;
短边相连的不等边单角钢应乘以折减系数:0.5+0.0025A,但不大于1.0;
长边相连的不等边单角钢应乘以折减系数:0.70。
由此可见,选项B、C、D均符合规范规定,故都不是本题的正确答案。