昆明理工大学钢结构设计(A卷)土木工力2012答案解析

1、昆明理 工大 学试 卷（A）答案 考试科目:钢纟结勾设计 考试日期： 命题教师: 王俊平，陶忠， 陈进 学院：土木工程学院 专业班级： 学生： 学号： 一、选择题(每题2分, 1. C 2. A 3. B 8. B 9.A10. A 闭卷部分 共20分） 4. B (70%) 5. C 6. B 7. D 二、填空题（每空1分, 共20分） 1.承受横向刹车力和 保证吊车梁稳定 2. 避免增加刚度，增震作用 。 3. 保证横梁负弯矩段整体稳定 。 4. 惯性力，阻尼力 和弹性恢复力。 5. 全焊接、全螺栓、 混合连接， 混合连接 6. 框架-支撑体系 7. 点支承、周边支承、 混合支承 。 8

2、. 螺栓球、焊接球 ， 螺栓球 。 9. 防火板 、 防火涂料 。 三、问答题（共30分） 1.试述单层厂房支撑的种类及作用。（5分） 答：屋盖横向水平支撑，纵向水平支撑，垂直支撑，柱间支撑，刚性系杆 （2 分） 作用：（1）保证屋盖结构几何稳定（2）提高屋盖空间整体性 （3）提供侧向支撑点（4）承受水平荷载 （5）保证施工时的稳定性（3分） 2试对有抗震要求的钢框架结构的设计容进行简述。（10分） 提示：材料，体系要求，梁柱截面，构件验算类容，抗震构造措施（构件、节点） 答：1结构用钢需满足强度、塑性、冷弯性、冲击韧性及可焊性的要求。 2钢框架结构体系需要有纵、横两向的框架构成，能承受任意水

3、平力作用，满 足侧移刚度的要求。 3框架梁常采用工形截面；柱常采用方形或圆形截面。 4梁需验算强度，刚度，局部稳定性的要求。柱需满足整体稳定和局部稳定的 要求。 5抗震措施方面：强柱弱梁、强剪弱弯、强节点若构件、强连接弱构件的要求。 6抗震构造措施方面：梁截面的高厚比、宽厚比需满足抗震等级的要求。 柱的长细比，截面的宽厚比与高厚比应满足抗震等级的要求。 （任意答出5个者，10分） 3.简述网架结构静力分析计算的一般原则。（5分） 答：1.外荷载作用下，网架处于弹性状态（1分） 2. 忽略节点刚度，连接为铰接（1分） 3. 荷载作用在节点上（1分） 4. 支座可假定为一向可侧移或两向可侧移，或无

4、侧移，或弹性支承。（2 分） 4 有一门式刚架，荷载如图所示，所有梁住均为焊接工形截面，试回答以下问题： （16 分） 1） 柱AB对水平侧向位移的控制是否发挥作用？理由？ （3分） （2）设置柱AB的作用是什么？（ 2） （3） 若侧向位移不满足，应如何解决？（ 2） （4）请画出节点B和C的节点示意图。（6） （5）是否可以在两跨上各布置一台吊车？理由？ （3） 答（1）不发挥作用，因为 AB柱为摇摆柱，两端铰接，只存在轴力，不提供 侧移刚度。 （2）AB柱只减少横梁的跨中弯矩和跨中挠度。 （3） 增大构件的线刚度，或将 AB柱改为两端刚接。 （4） 梁 （5）不可以，因为吊车梁对位移条件

5、要求较高，而摇摆柱的水平刚度为零。 昆明理工大学试卷（A） 考试科目：钢结构设计 考试日期： 命题教师： 王俊平， 陶忠， 陈进 学院： 土木工程学院 专业班级： 学生： 学号： 任课教师： 上课班级： 考试座位号： 开卷部分 （30%） 四、案例题 （共 30 分） （1）设计资料 某长途汽车候车平台，长度为62m宽度为15.5m，已知建筑设计平面与剖面图 如下图所示。结构设计采用钢结构完成，梁截面采用焊接变截面H型钢，GL-1采用 H（700350）x300 x8x16，GL-2（ 500350） x8x12,柱截面采用 H700 x350 x10 x18，屋面 坡度为1:10，屋面板采用

6、压型钢板，檩条采用卷边 C型钢，檩条水平间距为 1.5m。 荷载条件： 压型钢板（10.2kg/m 2） 卷边C型檩条C180 x2.5，单位长度重量为 6.66Kg/m 钢梁自重初估为 30Kg/m 屋面活荷载为 0.5Kn/m 2 50 年一遇基本雪压为 0.3Kn/m2 柱自重忽略 不考虑地震和风荷载情况。 （ 钢材采用 Q235-B, H 型钢加工为火焰切割边 ） （ 2）要求完成设计容 1. 根据结构方案，判断梁柱以及柱脚连接为铰接还是刚接，说明理由。并且画出 梁柱节点A （采用混合连接）和柱脚节点 B （外露式柱脚）的连接示意图，并进 行必要的标注和说明（ 5分） 2. 画出屋面支

7、撑以及刚性系杆的布置，并标注构件。（直接在所给平面图中画出） （ 5 分） 3. 判断该结构体系是否要进行柱间支撑的布置，如果需要则在平面图中画出布置 位置；如果不需要或建筑中不允许，则提出采取的技术措施。（两种情况均需回 答）（ 3 分） 4. 根据荷载条件，画出屋面恒载和活荷载作用下结构的计算简图，计算恒荷载与 活荷载标准值的大小。 （提示：梁上荷载按水平分布均布荷载考虑） （ 2分） 5. 在力组合的基础上，假定檩条能保证钢梁的整体稳定，对 GL-1 截面进行强度和 刚度验算。 （提示：由于坡角较小，忽略梁中的轴力影响；变截面横梁弯曲刚度 2 按平均刚度计算；悬挑梁自由端挠度计算公式为：

8、）（7分） 6. 若布置柱间支撑，并且能达到无侧移条件，请判断柱在平面和平面外的计算长 度。并进行钢柱弯矩作用平面稳定的计算，以及钢柱底板面积的计算，基础混 凝土为 C25,丿11.9 MPa （ 8 分） r1 7 S w g 0 e 二 d d 吕 百 :血 S3 OK am wax L I 产面團 c i-i 截面资料: 构件 I x(cm4) A(cm2) 3 Wx (cm ) GL-1(H700X300X8X16) 76014 149.4 217.2 GL-1(H350X300X8X16) 15530 121.4 88.74 Z(700 x350 x10 x18) 105793 19

9、2.4 302.3 解：（1）梁柱连接节点以及柱脚必须为刚接，否则将为可变机构（2） A节点图（2 分） B节点图（1分） （2） 刚性系杆布置为 3道，分别位于两侧檐口，及柱纵向方向（3分） 屋盖支撑可布置两道，或 3道。（2分） （3） 需要布置柱间支撑，位置与屋盖支撑对应。（2） 如不能布置支撑，将系杆变为与柱刚接， 形成纵向刚架，承受水平荷载。（1分） （4）（ a）梁上水平分布恒载标准值 cos 0.995 1.0,因此坡度对荷载统计影响忽略。 gk (0.1020.0666/1.5)6 0.3 1.18kn / m (1 分) （b）梁上水平分布活荷载标准值 qk 5 6 3.0k

10、 n/m( 1 分） (5) GL-1力计算 均布荷载设计值: 1.2 1.18 1.4 3 5.62k n/m(活荷载控制) 取大值：均布荷载设计值 1.35 1.18 5.62kn / m 1.4 0.7 34.53k n/m 标准值: Pk1.18 3 （恒荷载控制） 4.18kn / m (2分) 端部弯矩设计值: Mx 如2.5 5.62 92 227.61Kn.M (1 分) 端部剪力设计值: qL 5.62 9 50.58KN (1 分) 强度验算： 6 M X227.61 10 4 350 99.81Mpa 215Mpa ( 1 分) rxW1.05 76014 104 截面翼

11、缘宽厚比: b/t=(300-8)x0.5/16=9.12513 r x=1.05 V 刚度验算: q4 8EIx (6)柱验算 50.58 103 AW 8 （700 16 2）9.46Mpa 125Mpa （1 分） 5 8 2.06 10 （ 4 4.18 9000 76014 15530 ） 36.36mm 104 輕 72mm 250 （1 分） 柱脚底部：轴力设计值: 5.62 （9 4.5） 75.87kn （1 分） 弯矩设计值：Mx 5.62 （9 4.5） 25.29KN.M（ 1 分） 柱弯矩作用平面计算长度 Lx 2.0 7.214.4m（ 1 分） 柱弯矩作用平面外计算长度 Ly 0.7 7.25.04m（ 1 分） 或 Ly 1.0 7.2 7.2m 平面稳定计算: mxM x rxWx（1 钢柱x 5