(完整版)钢结构设计原理期末考试试卷及答案2

1、天津大学试卷专用纸学院建筑工程学院专业 土木工程专业班 年级学号姓名共4页 第1页20xx20xx学年第x2学期期末考试试卷建筑钢结构设计（A卷 共5页）（考试时间：年 月 日）题号一二成绩核分人签字得分、简答题（共30分）n1、写出钢结构排架承载力极限状态设计公式0（ gCgGk QiCQiQikci QiCQiQik） Ri 2中符号（，）的含义；（4分）答：0为重要性系数；G, Qi为永久荷载及可变荷载的分项系数；为组合系数。4、简述吊车对厂房结构产生的三种荷载；（4分）答：竖向荷载，由吊车体系的自重产生；横向水平制动力，由吊车小车的启动与刹车产 生；纵向水平制动力，由吊车大车的启动与刹

2、车产生。5、简述多层钢结构体系的主要类型；（4分）答：柱一支撑体系：框架梁柱节点均为较接，在纵向与横向沿柱高设置竖向柱间支撑； 架框架体系：在纵横两个方向均为多层刚接框架；框架支撑体系：一个方向为柱一支撑 体系，另一个方向为纯框架体系的混合体系。6、高层钢结构体系的主要类型；（4分）答：框架结构体系、框架一剪力墙结构体系、外筒式结构体系、筒中筒式结构体系、筒 束式结构体系及钢一混凝土组合结构体系。2、单层厂房钢结构屋盖支撑体系由哪些支撑构成；（4分） 答：上（下）弦横向水平支撑；下弦纵向水平支撑；垂直支撑3、简述单层厂房横向框架的两种主要类型及其特点；（4分）答：（1）横梁与柱较接，特点是对柱

3、基沉降的适应性较强，且安装方便，计算简单，受力明确，缺点是下段柱的弯矩较大，厂房的横向刚度较差。（2）横梁与柱刚接，特点是对减少下段柱弯矩，增加厂房横向刚度有利。由于下段柱截面高度小，从而可以减少厂 房的建筑面积，却使屋架受力复杂，连接构造亦麻烦，且对柱基础的差异沉降比较敏感。7、高层钢结构不宜采用Q390钢的原因是什么？ （ 2分）答：Q390钢伸长率为18%,不符合伸长率大于20%的规定；8、简述采用时程分析法时地震波的选取原则；（4分）答：至少应采用4条能反映当地场地特性的地震加速度波，其中宜包括一条本地区历史 上发生的实测地震记录波。如当地没地震记录，可根据当地场地条件选用合适的其他地

4、 区的地震记录。如没有合适的地震记录，可采用根据当地地震危险性分析结果获得的人 工模拟地震波，但4条波不得全用人工模拟的地震波。地震波的持续时间不宜过短，应 取10-20S或更长。学院 建筑工程学院专业 土木工程专业班年级学号姓名共4页第2页二、写出下图所示门式刚架结构体系中 10种构件的名称及构件受力类型。（共20分） 答：1.刚架柱，压弯构件；2.刚架梁，压弯构件；3 .抗风柱，受弯构件；4.楝条，双向受弯构件；5 .隅撑，轴心受力构件；6.拉条，轴心受拉构件；7 .撑杆，轴心受压构件；8.屋面水平支撑，轴心受拉构件；9 .墙梁，受弯构件；10.柱间支撑，轴心受力构件。三、计算题（共20分

5、）1.某24m跨钢屋架尺寸如图1所示，屋面采用1.5 m宽大型钢筋混凝土屋面板，屋面板 至少三点与钢屋架可靠焊接，钢材为Q235B （f = 215MPa）,焊条为E43型（ffw=160MPa）。 上弦杆采用双角钢组成的T形截面，2L140X90X10,短肢相并，节点板厚度为10 mm, 图2所示，A= 4452mm2, ix=25.6mm, iy=67.7mm,承受最大轴心压力设计值 Nfh=665 kN（FH节间），试验算杆件截面的整体稳定性。（10分）图2. 1-1剖面解：（1）轴心压力设计值 Nfh=765 kN, l0x=1508mm, 10y=3000mm, f=215MPaix

6、=25.6mm, x = 1508/25.6 = 58.9（2 分）iy=67.7mm, y = 3000/67.7 = 44.3杆件绕Y轴失稳为弯扭失稳，应计算换算长细比，b1/t = 140/10=14 > 0.56l0y/b1=0.56X 3000/140=12（2 分）图1.钢屋架几何尺寸yz3.7号（1loyt2 ） 52.7b4,1403.7（11030002 10252.7 140454.2 （2 分）max = 58.9,查表得：=0.813（2 分）=N/（ A） = 665 103/（0.813 4452）=183.8 MPa < f=215MPa（2 分）杆件

7、整体稳定性满足设计要求。入0123456789400.8990.8950.8910.8870.8820.8780.8740.8700.8650.861500.8560.8520.8470.8420.8380.8330.8280.8230.8180.813600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757附表b类截面轴心受压构件的稳定系数小短肢相并双角钢截面绕 Y轴失稳换算长细比计算公式:b lnvt2b1/t > 0.5610y/b1时yz 3.7-b1 （1 匕%）;其它情况yz y。其中b1为长肢肢宽。t52.7b4学院建筑工程学

8、院专业 土木工程专业班 年级学号姓名共4页 第3页2.如图所示门式刚架，边柱为楔形构件，柱脚较接，截面 H300-700W00>6>8,斜梁为 等截面构件，坡度1: 10,截面H700X200X6X8,中柱为摇摆住，其所承受的竖向荷载为 一根边柱的1.5倍，试确定边柱的平面内计算长度。(10分)柱脚较接楔形柱的计算长度系数K2/K10.10.20.30.50.751.02.0>10.I c0/I c10.101.2521.0270.9350.8570.8170.8010.7900.7390.151.5181.2351.1091.0210.9650.9380.8950.8720

9、.201.7451.3951.2541.1401.0801.0451.0000.969解：电=Ib=54311.5 cm2; Ic0= 7968.14 cmIc0/Ic1= 0.147; （2 分）K1 = Ic1/ h = 54311.5/700 = 77.6; K2= Ib/ 2S = 54311.5/2/1407 = 19.3K2/ K1 = 38.6/77.6 = 0.25; （2 分）查表得：卜=1.172; （2分）四、绘制两向正交正放网架、正放四角锥网架、斜放四角锥网架及三角锥网架的平面示意图，并分别说明以上各种网架节点处汇交杆件最多有几根？(20分(1)两向正交正放网架节点处汇交杆件最多 8根。(2)正放四角锥网架节点处汇交杆件最多 8根。考虑摇摆柱的影响:1.5P/8.41 1.28; （2 分）P 2/7.0边柱计算长度为：h0 =" h h = 1.28 1M72 7.0 =10. 5 m= （2 分）学院 建筑工程学院专业 土木工程专业班(3)斜放四角锥网架卜天津大学试卷专用纸年级学号姓名共4页第4页五、简要说明网架(