问答题PMCAD及STS框架模块建立的三维钢结构结构，其中的钢柱轴压截面分类是如何取值的？

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）表8.1.1，截面塑性发展系数为：γx＝1.05。
　　根据《钢标》式（8.1.1-1），钢柱BE的截面强度为：N/An＋Mx/（γxWnx）＝190×103/（71.05×102）＋74×106/（1.05×756×103）＝26.7＋93.2＝119.9N/mm2。
　　选项中与结果最接近的是120，因此答案选C项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查压弯构件的强度计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①根据《钢标》表8.1.1，查出截面塑性发展系数γx；
　　②根据《钢标》式（8.1.1-1），计算钢柱BE的截面强度，应注意进行强度计算时，应取该构件的净截面面积和净截面模量。

支撑MN应按压杆进行设计，



根据《钢规》第7.4.6条表7.4.6（见题31解表），支撑构件的容许长细比为200，则支撑最小回转半径imin＝5000/200＝25mm。
　　根据，回转半径iu取27.1mm。
　　答案选B项。
题31解表　受压构件的长细比容许值



【考点分析】
　　本题主要考查轴心受力构件的计算长度和容许长细比。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①分析得出支撑MN应按压杆进行设计，计算受压构件的计算长度l0；
　　②查阅《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）表7.4.6，确定构件的容许长细比；
　　③计算最小回转半径；
　　④查表选取角钢型号。

工字形钢柱在两个方向的惯性矩相差较大，且梁与梁、梁与柱之间的连接较不方便。

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）表（7.2.1-1），b/h＝200/294＝0.68＜0.80，对x轴的轴心受压构件的截面分类为a类。
　　根据《钢标》附录D表D.0.1，由于构件的平面内长细比为：λx＝l0x/ix＝7240/125＝57.92，因此a类截面轴心受压构件的稳定系数为：φx＝0.890。
　　根据《钢标》第8.2.1条式（8.2.1-1），弯矩作用平面内的稳定性应按下式计算：
　　N/（φxA）＋βmxMx/[γxW1x（1－0.8N/NEx′）]＝190×103/（0.890×71.05×102）＋1.0×74×106/[1.05×756×103×（1－0.8×190/3900）]＝30.05＋97.00＝127.05N/mm2。
　　选项中与结果最接近的是127，因此答案选B项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查弯矩作用在对称轴平面内的实腹式压弯构件，其弯矩作用平面内的稳定性计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①根据《钢标》表（7.2.1-1），可知该构件平面内（对x轴的）轴心受压构件的截面分类为a类；
　　②根据《钢标》附录D表D.0.1，由构件平面内长细比λx，计算该构件弯矩作用平面内的轴心受压构件的稳定系数φx；
　　③根据《钢标》第8.2.1条式（8.2.1-1），计算弯矩作用平面内的稳定性。

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）表7.2.1-1，对y轴的轴心受压构件的截面分类为b类。
　　根据《钢标》附录D表D.0.2，由于构件的平面内长细比为：λy＝l0y/iy＝4000/47.4＝84.4，因此b类截面轴心受压构件的稳定系数为：φy＝0.659。
　　根据《钢标》式（C.0.5-1），对于双轴对称的工字型截面，其整体稳定系数为：
　　φb＝1.07－λ2yfy/（44000×235）＝1.07－84.42×235/（44000×235）＝0.908
　　根据《钢标》第8.2.1条式（8.2.1-3），弯矩作用平面外的稳定性应按下式计算：
　　N/（φyA）＋ηβtxMx/（φbW1x）
　　＝190×103/（0.659×71.05×102）＋1.0×1.0×74×106/（0.908×756×103）＝40.6＋107.8＝148.4N/mm2。
　　选项中与结果最接近的是150，因此答案选C项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查弯矩作用在对称轴平面内的实腹式压弯构件，其弯矩作用平面外的稳定性计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①根据《钢标》附录D表D.0.2，计算该构件弯矩作用平面外的轴心受压构件的稳定系数φy；
　　②根据《钢标》式（C.0.5-1），计算工字形截面的压弯构件的整体稳定系数φb；
　　③根据《钢标》第8.2.1条式（8.2.1-3），计算弯矩作用平面外的稳定性。

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）第12.3.3-2条式（12.3.3-3），D点由柱翼缘与横向加劲肋包围的柱腹板节点域的承载力为：
　　（Mb1＋Mb2）/Vp＝（Mb1＋Mb2）/（hbhctw）＝（109×106＋0）/[（400－2×13）×（294－2×12）×8]＝134.9N/mm2。
　　选项中与结果最接近的是135，因此答案选C项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查由柱翼缘与横向加劲肋包围的柱腹板节点域的抗剪强度计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　本题为非抗震设计，可根据《钢标》式（12.3.3-3）计算节点域的承载力。

由轴压比u=N/fcA可知，要减小轴压比，可增大柱的截面面积或提高混凝土强度等级。

根据《钢结构设计标准》（GB 50017—2017）附录E第E.0.2-2条，对低层框架柱，当柱与基础铰接时，应取K2＝0；当柱与基础刚接时，应取K2＝10；平板支座可取K2＝0.1。K1、K2分别为相交于柱上端、柱下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值。
　　本题中，支座为平板支座，因此K2取0.1，K1计算如下：



根据《钢标》附录E表E.0.2，计算有侧移框架柱的计算长度系数μ为：
　　μ＝2.11－（2.11－1.90）/（1－0.5）×（0.847－0.5）＝1.96
　　因此钢柱AD在框架平面内的计算长度l0x＝1.96×4000＝7840mm。
　　选项中与结果最接近的是7850，因此答案选D项。
　　【考点分析】
　　本题主要考查等截面框架柱在框架平面内的计算长度的正确计算。
　　【解题思路】
　　本题解题分析步骤如下：
　　①根据结构特征确定采用一阶弹性分析方法计算内力；
　　②根据《钢标》附录E第E.0.2-2条，计算线刚度比值K1、K2；
　　③根据《钢标》附录E表E.0.2，计算有侧移框架柱的计算长度系数μ；
　　④计算钢柱AD在框架平面内的计算长度l0x。