钢结构设计试卷一--附答案

1、试卷一一 、 填 空 题 （ 每 空 2 分 ， 共 计 20 分 ）1、 门 式 刚 架 轻 型 房 屋 屋 面 坡 度 宜 取 （） ， 在 雨 水 较 多 的 地 区取 其 中 的 较 大 值 。2、在 设 置 柱 间 支 撑 的 开 间 ，应 同 时 设 置（），以 构成 几 何不变 体 系 。3、 当 端 部 支 撑 设 在 端 部 第 二 个 开 间 时 ， 在 第 一 个 开 间 的 相 应 位 置 应设 置 （） 系 杆 。4、冷 弯 薄 壁 构 件 设 计 时 ，为 了 节 省 钢 材 ，允 许 板 件（），并利 用 其 （）强 度 进 行 设 计 。5、 当 实 腹 式 刚

2、 架 斜 梁 的 下 翼 缘 受 压 时 ， 必 须 在 受 压 翼 缘 两 侧 布 置（）6、 螺 栓 排 列 应 符 合 构 造 要 求 ， 通常 螺 栓 端 距 不应 小 于 （） 倍 螺栓孔 径 ， 两 排 螺 栓 之 间 的 最 小 距 离 为 （） 倍螺 栓 直 径。7、 垂 直 于 屋 面 坡 度 放 置 的 檩 条 ， 按 （） 构 件 设 计 计 算 。8、 屋 架 节 点 板 上 ， 腹 杆 与 弦 杆 以 及 腹 杆 与 腹 杆 之 间 的 间 隙 应 不 小 于（） 。二 、 选 择 题 （ 每 题 2 分 ， 共 计 20 分 ）1、 梯 形 钢 屋 架 受 压 杆

3、件 其 合 理 截 面 形 式 ， 应 使 所 选 截 面 尽 量 满 足（） 的 要 求 。(a) 等 稳 定(b) 等 刚 度(c) 等 强 度(d) 计 算 长 度 相等2、 普 通 钢 屋 架 的 受 压 杆 件 中 ， 两 个 侧 向 固 定 点 之 间 （） 。(a) 垫 板 数 不 宜 少 于 两 个(b) 垫 板 数 不 宜少 于 一个(c) 垫 板 数 不 宜 多 于 两 个(d) 可 不 设 垫 板3、 梯 形 钢 屋 架 节 点 板 的 厚 度 ， 是 根 据 （） 来 选 定 的 。(a) 支 座 竖 杆 中 的 内 力(b) 下 弦 杆 中 的 最 大 内力(c) 上

4、 弦 杆 中 的 最 大 内 力(d) 腹 杆 中 的 最大 内 力4、 槽 钢 檩 条 的 每 一 端 一 般 用 下 列 哪 一 项 连 于 预 先 焊 在 屋 架 上 弦 的 短角 钢 （ 檩 托 ） 上 （） 。(a) 一 个 普 通 螺 栓(b) 两 个 普 通 螺 栓(c) 安 装 焊 缝(d) 一 个 高 强 螺 栓5、 如 轻 型 钢 屋 架 上 弦 杆 的 节 间 距 为l ， 其 平 面 外 计 算 长 度 应 取( ) 。(a) l (b) 0.8l (c) 0.9l (d) 侧 向 支 撑 点 间 距6、 屋 架 下 弦 纵 向 水 平 支 撑 一 般 布 置 在 屋

5、架 的 （） 。(a) 端 竖 杆 处(b) 下 弦 中 间(c) 下 弦 端 节 间(d) 斜 腹 杆 处7、 屋 盖 中 设 置 的 刚 性 系 杆 （） 。(a) 可 以 受 压(b) 只 能 受 拉(c) 可 以 受 弯(d) 可以 受 压 和 受 弯8、 某 房 屋 屋 架 间 距 为 6m， 屋 架 跨 度 为 24m， 柱 顶 高 度 24m。 房 屋 内无托 架 ，业 务 较 大 振 动 设 备 ，且 房屋 计算 中 未 考 虑 工 作 空 间 时 ，可在屋 盖 支 撑 中 部 设 置 （） 。(a) 上 弦 横 向 支 撑(b) 下 弦 横 向 支 撑(c) 纵 向 支 撑(

6、d) 垂 直 支 撑9、 梯 形 屋 架 的 端 斜 杆 和 受 较 大 节 间 荷 载 作 用 的 屋 架 上 弦 杆 的 合 理 截面 形 式 是 两 个 （） 。(a) 等 肢 角 钢 相 连(b) 不 等 肢 角 钢 相 连(c) 不 等 肢 角 钢 长 肢 相 连(d) 等 肢 角 钢 十字 相 连10、 屋 架 设 计 中 ， 积 灰 荷 载 应 与 （） 同 时 考 虑。(a) 屋 面 活 荷 载(b) 雪 荷 载(c) 屋 面 活 荷 载 和 雪 荷 载 两 者 中 的 较 大 值(d) 屋 面 活 荷 载 和 雪 荷载三 、 问 答 题 （ 共 计 20 分 ）1、 试 述

7、屋 面 支 撑 的 种 类 及 作 用 。 （ 8 分 ）2、 试 述 空 间 杆 系 有 限 元 法 的 基 本 假 定 。 （ 6 分 ）3、 举 出 两 种 常 见 的 网 架 结 构 的 基 本 形 式 ， 并 简 述 其 特 点 。 （ 6 分 ）四 、 作 图 题 （ 10 分 ）1、 完 成 下 列 主 次 梁 铰 接 和 刚 接 连 接五 、 计 算 题 （ 30 分 ）1、 如 图 所示 ， 一 梁 柱 刚 接 节 点 ， 钢 材 均 为 q235， 梁 截 面 尺寸 如 图所示 。其 翼 缘 经 焊 透 的 对 接 焊 缝 与 柱相 连（ 焊 接 时 未 用 引 弧 板 ）

8、，腹 板通 过 10.9 及 摩 擦 型 高 强 螺 栓 m20和 角 钢 连 接 于 柱 . 计 算 时 可假 定 翼缘焊 缝 与 腹 板 螺 栓 孔 在 同 一 截 面 , 该 截 面 弯 矩 与 剪 力 设 计 值 分 别 为100kn m和 42kn。焊 缝 抗 拉 、抗 压 和 抗 弯强 度 设 计 值 均 为 215kn/mm2,抗 剪 强 度 设 计 值 为125kn/mm2， 螺 栓 预 应 力 为 155kn ， 抗 滑移 系 数为0.45 。（ 1） 试 验 算 翼 缘 焊 缝 的 连 接 是 否 满 足 强 度 要 求（ 2） 试 验 算 腹 板 螺 栓 的 连 接 是

9、否 满 足 强 度 要 求答案一 、 填 空 题 （ 每 空 2 分 ， 共 计 20 分 ）1、 1 20 1 8 2、 屋 盖 横 向 支 撑3、 刚 性4、 受 压 屈 曲 ， 屈 曲 后 强 度5、 隅 撑6、 2，3 7、 双 向 受 弯8、 20mm 二 、 选 择 题 （ 每 题 2 分 ， 共 计 20 分 ）1、 a 2、 a 3、 d 4、 b 5、 d 6、 c 7、 a 8、 c9、 c 10、 c 三 、 问 答 题 （ 共 计 20 分 ）1、试 述 屋 面 支 撑 的 种 类 及 作 用 。 （ 8 分 ）答 ：种 类 ：上 弦 横 向 水 平 支 撑 、下 弦

10、横 向 水 平 支 撑 、下 弦 纵 向 水 平 支撑 、 竖 向 支 撑 、 系 杆作 用 ： 1、 保 证 屋 盖 结 构 的 几 何 稳 定 性2、 保 证 屋 盖 结 构 的 空 间 刚 度 和 整 体 性3、 为 受 压 弦 杆 提 供 侧 向 支 撑 点4、 承 受 和 传 递 纵 向 水 平 力5、 保 证 结 构 在 安 装 和 架 设 过 程 中 的 稳 定 性2、 试 述 空 间 杆 系 有 限 元 法 的 基 本 假 定 。 （ 6 分 ）答 ： (1) 网 架 的 节 点 为 空 间 铰 接 节 点 ， 杆 件 只 承 受 轴 力 ；(2) 结 构 材 料 为 完 全

11、弹 性 ，在 荷 载 作 用 下 网 架 变 形 很 小 ，符 合 小变 形 理 论 。3、 举 出 两 种 常 见 的 网 架 结 构 的 基 本 形 式 ， 并 简 述 其 特 点 。 （ 6 分 ）答 ：平 面 桁 架 系 网 架 ：此 类网 架 上 下 弦 杆 长 度 相 等 ，上 下 弦 杆 与 腹 杆位 于 同 一 垂 直 平 面 内 。一 般 情 况 下 竖 杆 受 压 ，斜 杆 受 拉 。斜 腹 杆 与 弦杆 夹 角 宜 在 40 60之 间 。四 角 锥 体 系 网 架 ：四 角 锥 体 系 网 架 是 由 若 干 倒 置 的 四 角 锥 按 一 定规 律 组 成 。网 架

12、上 下 弦 平 面 均 为 方 形 网 格 ，下 弦 节 点 均 在 上 弦 网 格 形心 的 投 影 线 上 ，与 上 弦 网 格 四 个 节 点 用 斜 腹 杆 相 连 。通 过 改 变 上 下 弦的 位 置 、方 向 ，并 适 当 地 抽去 一 些 弦 杆 和 腹 杆 ，可 得 到 各 种 形 式 的 四角 锥 网 架 。四 、 作 图 题 （ 10 分 ）1、 完 成 下 列 梁 柱 铰 接 和 刚 接 连 接梁 柱 铰 接 ：四 、 计 算 题 （ 20 分 ）1、 如 图 所示 ， 一 梁 柱 刚 接 节 点 ，钢 材 均 为 q235， 梁 截 面 尺寸 如 图所示 。 其 翼

13、缘 经 焊 透 的 对 接 焊 缝 与 柱 相 连 （ 焊 接 时 未 用 引 弧 板 ） ， 腹 板通 过 10.9 及 摩 擦 型 高 强 螺 栓 m20和 角 钢 连 接 于 柱 . 计 算 时 可假 定 翼缘焊 缝 与 腹 板 螺 栓 孔 在 同 一 截 面 , 该 截 面 弯 矩 与 剪 力 设 计 值 分 别 为100kn m和 42kn。焊 缝 抗 拉 、抗 压 和 抗 弯强 度 设 计 值 均 为 215kn/mm2,抗 剪 强 度 设 计 值 为125kn/mm2， 螺 栓 预 应 力 为 155kn ， 抗 滑移 系 数为0.45 。（ 1） 试 验 算 翼 缘 焊 缝 的

14、 连 接 是 否 满 足 强 度 要 求（ 2） 试 验 算 腹 板 螺 栓 的 连 接 是 否 满 足 强 度 要 求解 ： （ 1）翼 缘 焊 缝 及 腹 板 螺 栓 受 力 ：腹 板 分 担 的 弯 距 按imimww计 算 ， 剪 力 全 部 由 腹 板 承 担。梁 柱 刚 接 ：梁 截 面 惯 性 矩 ： i=21609cm4梁 腹 板 惯 性 矩 ： iw=3544cm4梁 腹 板 连 接 处 弯 矩 为 ： mw=16.4kn m 梁 翼 缘 连 接 处 弯 矩 为 ： m1=83.6kn m（ 2） 验 算 翼 缘 焊 缝 强 度翼 缘分 担 的 弯 矩 由 上 下 两 条 焊 缝 受 拉 或 受 压 来 承 担一 侧翼 缘 焊 缝 所 承 受 的 轴 力 为 ： n=215.5 kn =94.52n/mm2f=215n/mm2翼 缘焊 缝 强 度 满 足 要 求 。（ 3） 验 算 腹 板 高 强 螺 栓 强 度10.9级 ， m20 高 强 螺 栓 ，预 应 力 p=155kn， 该 高 强 螺 栓 的 抗滑 移 系 数 =0.45 a. 高 强 螺 栓受 力 v=42kn， m=16.4kn m b. 验 算 高 强螺 栓 的 强 度扭 矩 产 生的 螺 栓 中 的 最 大 水 平 剪 力 值 为 ： nx=54667n 剪 力 产 生的 每