钢结构设计复习资料及答案(含单层工业厂房变截面梁柱计算)

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(1/201/8 ,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(屋盖横向支撑,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(刚性系杆。4、冷弯薄壁构件设计时,为了节省钢材,允许板件(受压屈曲,并利用其(屈服后强度强度进行设计。5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置(隅撑6、螺栓排列应符合构造要求,通常螺栓端距不应小于(2 倍螺栓孔径,两排螺栓之间的最小距离为( 3 倍螺栓直径。7、垂直于屋面坡度放置的檩条,按(双向受弯构件设计计算。8、屋架

2、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(20mm 。二、选择题(每题2分,共计20分1、梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足(A 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 。(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(D 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( B 。(A

3、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(D 。(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架的( C 。(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 。(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(C 。(A 上弦横向支撑(B 下弦横向支撑(C 纵向支撑(D 垂

4、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(C 。(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( C 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分试卷二一、填空题(每空2分,共计20分1、拉条的作用是(。2、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接,设置檩托的目的是(。3、屋架的中央竖杆常和垂

5、直支撑相连,一般做成十字形截面,这时它的计算长度是(0.9L 。4、设计吊车梁时,对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式,例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用(焊透的k型坡口焊缝焊缝。5、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成,为使两个角钢组成的杆件起整体作用,应设置(至少两块填板。6、屋盖支撑可以分为(上玄横向支撑、(下玄横向支撑下玄纵向支撑竖向支撑系杆五类。二、选择题(共20分1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取(A ,在雨水较多的地区取其中的较大值。(A 1/201/8 (B 1/301/8 (C 1/201/5(D 1/301/52、在设置柱间支撑的开间,应同时设置( B ,以构成几何不变体

6、系。(A 屋盖纵向支撑(B 屋盖横向支撑(C 刚性系杆(D 柔性系杆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(C 系杆。(A 刚性和柔性(B 刚性或柔性(C 刚性(D 柔性4、螺栓排列应符合构造要求,通常螺栓端距不应小于(A 倍螺栓孔径,两排螺栓之间的最小距离为( B 倍螺栓直径。(A 2 (B 3 (C 4 (D 55、梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个( A 。(A不等边角钢短边相连,短边尖向下(B不等边角钢短边相连,短边尖向上(C不等边角钢长边相连,长边尖向下(D等边角钢相连6、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(B 。(A10mm (B20m

7、m (C30mm (D40mm7、屋架上弦杆为压杆,其承载能力由(C 控制;下弦杆为拉杆,其截面尺寸由( A 确定。(A强度(B刚度(C整体稳定(D局部稳定8、根据吊车梁所受荷载作用,对于吊车额定起重量Q30t,跨度l6m,工作级别为AlA5的吊车梁,宜采用( A 的办法,用来承受吊车的横向水平力。(A 加强上翼缘(B 加强下翼缘(C 设制动梁(D 设制动桁架三、简答题(共20分1、简述轻型门式钢架结构中支撑和刚性系杆的布置原则(8分2、为何冷弯薄壁构件在其强度和稳定性计算公式中截面特性以有效截面为准(6分3、简述D值法的计算步骤(6分试卷三一、填空题(每空2分,共计20分1、钢屋架中的杆件一

8、般是由双角钢组成,为使两个角钢组成的杆件起整体作用,应设置(填板。2、屋架上弦杆为压杆,其承载能力由(整体稳定控制;下弦杆为拉杆,其截面尺寸由(强度确定。3、梯形钢屋架,除端腹杆以外的一般腹杆,在屋架平面内的计算长度Lox=(0.8 L,在屋架平面外的计算长度Loy=( 1 L,其中L为杆件的几何长度。4、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用,即(横向水平,(纵向水平和(竖直。5、能承受压力的系杆是(系杆,只能承受拉力而不能承受压力的系杆是(系杆。二、选择题(共20分1、十字交叉形柱间支撑,采用单角钢且两杆在交叉点不中断,支撑两端节点中心间距(交叉点不作为节点为L.,按拉杆设计时,支撑平面

9、外的计算长度应为下列何项所示?( c (A 0.5L (B 0.7L (C 0.9L (D 1.0L2、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(C 。(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3、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于( C 。(A120m (B 80m (C60m (D 40m4、门式刚架的柱脚,当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时,则应采用(B 柱脚(A 铰接(B 刚接(C 刚接或铰接5、当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算应取( A ;对受荷水平投影面积超过60m2的刚

10、架结构,计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取( C 。(A 0.5kN/m2(B 0.4kN/m2(C 0.3kN/m2(D0.2kN/m26、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置( D (A 拉杆(B 系杆(C 檩托(D 隅撑7、当檩条跨度大于4m时,应在檩条间(D 位置设置拉条。当檩条跨度大6m时,应在檩条跨度(C 分点位置各设置一道拉条。(A 五分点(B 四分点(C 三分点(D 二分点8、实腹式檩条可通过(C 与刚架斜梁连接。(A 拉杆(B 系杆(C 檩托(D 隅撑三、简答题(共20分1、试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。(6分2、简述轻型门式钢架结构中屋面檩条的布

11、置原则(8分3、举出两种常见的网壳结构的基本形式,并简述其特点(6分试卷四一、填空题(每空2分,共计20分1、根据吊车梁所受荷载作用,对于吊车额定起重量Q30t,跨度l6m,工作级别为AlA5的吊车梁,可采用(加强丄翼缘的办法,用来承受吊车的横向水平力。当吊车额定起重量和吊车梁跨度再大时,常在吊车梁的上翼缘平面内设置(水平制动梁或(水平制动桁架,用以承受横向水平荷载。2、设计吊车梁时,对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式,例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用(焊缝。3、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于(60m 。4、桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取(横向支撑点之间的距离。5、能承

12、受压力的系杆是(系杆,只能承受拉力而不能承受压力的系杆是(系杆。6、普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于(2 个。7、在设置柱间支撑的开间,应同时设置(屋盖横向支撑,以构成几何不变体系。二、选择题(共20分1、当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算应取( a ;对受荷水平投影面积超过60m2的刚架结构,计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取( C 。(A 0.5kN/m2(B 0.4kN/m2(C 0.3kN/m2(D0.2kN/m22、梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足( A 的要求。(A 等稳定(B 等刚度(C 等

13、强度(D 计算长度相等3、梯形钢屋架节点板的厚度,是根据( D 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上(B 。(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、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C 。(A 端竖杆处(B 下弦中间(C 下弦端节间(D 斜腹杆处6、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置( D (A 拉杆(B 系杆(C 檩托(D 隅撑7、实腹式檩条可通过( C 与刚架斜梁连接。(A 拉杆(B 系杆(C 檩托(D

14、 隅撑8、梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个( A 。(A不等边角钢短边相连,短边尖向下(B不等边角钢短边相连,短边尖向上(C不等边角钢长边相连,长边尖向下(D等边角钢相连9、屋架设计中,积灰荷载应与( C 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、简答题(共20分1、为什么上弦杆采用不等边角钢短肢相并的T型截面为什么支座斜腹杆采用不等边角钢长肢相并的T型截面。(6分2、简述单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有的特点(8分1.门式刚架结构通常用于跨度为 9-24 m,柱距为 6-12 m,柱高为 4.5-9 m的单层工业房屋或公共建筑。2

15、.门式刚架屋面的坡度宜取 1/20-1/8 ;挑檐长度宜为0.5-1.2 m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。3.门式刚架轻型房屋的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为:纵向不大于300;横向不大于150 m。超过规定则需设伸缩缝。4.门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的1/60。5.门式刚架斜梁与柱的刚接连接,一般采用高强度螺栓-端板连接。具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。6.压型钢板的板基厚度一般为 0.4-1.6 mm。7.屋面压型钢板侧向可采用搭接式、咬合式、扣合式等不同连接方式。8.当檩条跨度(柱距不超过 9 m时,应优先选用实腹式檩条。9.檩条在垂直地面的均布荷载作

16、用下,按双向受弯构件设计。10.当檩条跨度大于 4 m时,应在檩条跨中位置布置拉条;当檩条跨度大于 6 m时,应在檩条跨度三分点处各布置一道拉条。11.实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接。12.钢屋架中受压杆件的容许长细比为 150 ,只承受静力荷载的钢屋架中拉杆的容许长细比为 350。13.钢屋架的受压杆件,其合理的截面形式,应尽量对截面的两个主轴具有等稳定。14.梯形钢屋架节点板的厚度,是根据腹杆最大内力来选定的。15.由两个角钢组成的T形截面杆件,为了保证两个角钢共同工作,在两角钢间每隔一定距离应设置填板。16.钢屋架的轴心受拉杆件应进行强度和刚度验算;钢屋架的轴心受压杆件应进行稳定性和

17、刚度。17.梯形钢屋架的跨度大于等于 24 m时,在下弦拼接处宜起拱,起拱高度一般为跨度的1/500 。18.网架按跨度分类时:大跨度为 60 m以上;中跨度为 30-60 m,小跨度为 30 m以下。19.当采用钢檩条屋面体系时,网架的跨高比可选(13-17-0.03L2;上弦网格数可选(6-8+0.07L2。L2为网架的短向跨度。20.网架结构的容许挠度不应超过下列数值:用作屋盖时为 L2/250;用作楼盖时为 l2/300。L 2为网架的短向跨度。21.网架屋面的排水坡度一般为 0.03-0.05 。22. 网架焊接空心球节点的直径D 取决于杆件的外径、相邻杆件的夹角、球面上相连杆件之间

18、的施焊缝隙 等因素.23.网架焊接空心球节点的壁厚应根据 杆件内力 由承载力验算公式确定,但不宜小于 4 mm 。空心球外径与壁厚的比值可在 24-45 范围内选用,空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜在 1.2-2.0之间。24.网架螺栓球节点的直径D 取决于 相邻杆件的夹角、螺栓的直径 、螺栓伸入球体的长度等因素.25. 网架杆件当采用钢管时,截面不宜小于 248 mm.二、简答题1.简述单层轻型钢结构房屋的结构组成。答:单层轻型钢结构房屋一般采用门式刚架、屋架和网架为主要承重结构。其上设檩条、屋面板(或板檩合为一体的太空轻质屋面板,其下设柱(对刚架则梁柱合一、基础,柱外侧有轻质墙架,柱的内侧

19、可设吊车梁。3 简述屋架结构的适应范围。答:当房屋跨度较大、高度较高或承重柱采用混凝土构件时,宜采用屋架结构。目前大量应用的压型钢板有檩体系和太空轻质大型屋面板无檩体系多采用平坡的轻质梯形钢屋架。4 简述网架结构的适应范围。答:当房屋跨度较大,其平面尺寸长短边之比接近1或不超过2时,宜采用网架结构。5 门式刚架结构如何分类?答:(1按跨数分类:有单跨、双跨和多跨;(2按坡度数分类:有单坡、双坡和多坡(3按构件体系分类:有实腹式与格构式;(4按截面形式分:有等截面和变截面;(5按结构选材分:有普通型钢、薄壁型钢和钢管。7 简述门式刚架的几何尺寸:刚架的跨度、刚架的计算高度、刚架屋面的坡度。答:(

20、1刚架的跨度:取横向刚架柱轴线间的距离L(柱轴线为通过变截面小端的中心线,宜为9-36m。边柱宽度不等时,应外侧对齐。(2刚架的计算高度:取横梁纵轴线与框架柱纵轴线的交点至柱脚底面处的距离。一般宜为4.5-9m,必要时可适当加大。(框架梁的轴线,取通过变截面梁单元中最小端截面中心处平行于框架梁上翼缘的纵向轴线。(3刚架屋面的坡度:在1/8-1/20间(长尺寸压型金属屋面板或卷材屋面及1/4-1/6间(短尺寸压型金属板屋面或石棉瓦屋面。挑檐长度宜为0.5-1.2m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。8 简述在结构布置时,如何确定门式刚架的间距?答:刚架的合理间距(柱距应综合考虑使用要求、刚架跨度

21、、檩条的合理跨度及荷载条件确定。一般宜为6m,亦可采用7.5m或9m,最大可采用12m;门式刚架跨度较小时,也可采用4.5m。有时,为小柱距布置支撑的方便,亦可在大柱距中插入个别小柱距,如12m+6m的混合柱距。在建筑物山墙处,一般仍设置端刚架,也可用山墙横向墙架柱并增设压顶斜梁以代替端刚架,以简化结构布置并降低用钢量。9 简述门式刚架轻型房屋的构件和围护结构设置温度伸缩缝的条件和做法。答:门式刚架轻型房屋的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为:纵向不大于300m;横向不大于150m。超过规定则需设伸缩缝。伸缩缝有两种做法:(A设置双柱;(B在檩条相连的螺栓处采用长圆孔,并使该处屋面板在构造上允

22、许涨缩。2.简述门式刚架结构梁柱构件的截面形式及连接方法。答:实腹式刚架构件的截面一般为工字形(或称H形;格构式刚架的截面为矩形或三角形。门式刚架的横梁与柱为刚接,柱脚与基础宜采用铰接;当水平荷载较大,檐口标高较高或刚度要求较高时,柱脚与基础可采用刚接。变截面构件与等截面相比,前者可以适应弯距变化,节约材料,但在构造连接及加工制造方面,不如等截面方便,故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计变截面。3.简述门式刚架轻型房屋的柱间支撑、屋盖横向支撑和系杆的布置原则。答:在房屋(或每个温度区段或分期建设区段的端部第一或第二个开间,设置柱间支撑;柱间支撑的间距一般取30-45m,当房屋较长时,应在中部增设

23、柱间支撑;当房屋宽度大于60m时,内列柱宜适当设置柱间支撑;当房屋高度较大时,柱间支撑应分层设置。在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向支撑(沿刚架横梁上表面。在边柱柱顶、屋脊、及多跨刚架的中柱柱顶,应沿房屋全长设置刚性系杆;若端部支撑设在端部第二开间,在第一开间的相应位置应设置刚性系杆。4.简述门式刚架斜梁腹板横向加劲肋的设置位置。答:梁腹板应在与中柱连接处、较大固定集中荷载处和梁翼缘转折处设置横向加劲肋;其他部位是否设置中间加劲肋,由计算确定;但规程规定,当利用腹板屈曲后抗剪强度时,梁腹板横向加劲肋的间距a 宜取w w h h 2 。5.简述门刚架斜梁截面设计要点。答:当斜梁坡度不超过1

24、:5时,因轴力很小可按压弯构件计算其强度和刚架平面外的稳定,不计算平面内的稳定。实腹式刚架斜梁的平面外计算长度,取侧向支撑点的间距。当斜梁两翼缘侧向支撑点间的距离不等时,应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离。斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支撑点间最大长度,可取斜梁下翼缘宽度的y f /23516倍。6.简述隅撑的设置要点。答:腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置隅撑(山墙处刚架仅布置在一侧作为斜梁的侧向支撑,隅撑的另一端连接在檩条上. 隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度的 倍。7.门式刚架斜梁与柱的连接常用那些形式?如何确定端板厚度?答:门式刚架斜梁与柱的刚接连接,一般采用高强度螺

25、栓-端板连接。具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。端板的厚度t 可根据支撑条件按公式计算,但不应小于16mm ,和梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。8.压型钢板的常用的截面形式是什么?板型如何表表示?按波高如何分类?答:(1压型钢板的常用的截面形式为波型。(2压型钢板板型表示方法为:YX波高-波距-有效覆盖宽度,板厚另外注明。(3压型钢板按波高可分为:高波板波高大于70mm,适用于重载屋面板;中波板波高30-70mm,适用于楼盖板及一般屋面板;低波板波高小于30mm,适用于墙面板。9.压型钢板的挠度与跨度之比的限值为多少?答:压型钢板的挠度与跨度之比,按GB 50018规范不应

26、超过下列限值:(a屋面板屋面坡度<120时 1250屋面坡度120时 1200(b墙板 1150规程则对屋面板和墙板分别规定为1/150和1/100。10.压型钢板长度方向的搭接的构造要求有哪些?10.答:压型钢板长度方向的搭接端必须与支撑构件(如檩条、墙梁等有可靠的连接,搭接部位应设置防水密封胶带,搭接长度不宜小于下列限值:波高大于或等于70mm的屋面板: 350mm波高小于70mm的屋面板当屋面坡度110时: 250mm当屋面坡度110时: 200mm 墙面板 120mm11.屋面压型钢板侧向连接的构造要求有哪些?答:屋面压型钢板侧向可采用搭接式、扣合式、咬合式等不同连接方式。当采用

27、搭接式时,一般搭接一波,特殊要求时可搭接两波。搭接处用连接件紧固,连接件应设置在波峰上,连接件宜采用带有防水密封胶垫的自攻螺栓。对于高波压型钢板,连接件间距一般为700-800mm ;对于低波压型钢板,连接件间距一般为300-400mm 。当采用扣合式或咬合式时,应在檩条设置与压型钢板波型相配套的专用固定支座,固定支座与檩条采用自攻螺栓或射钉连接,压型钢板搁置在固定支座上。两片压型钢板的的侧边应确保扣合或咬合连接可靠。12.墙面压型刚板之间的侧向连接构造要求有哪些?答:墙面压型刚板之间的侧向连接宜采用搭接连接,通常搭接一个波峰,板和板的连接可设在波峰,亦可设在波谷。连接件应采用带有防水密封胶垫

28、的自攻螺栓或射钉。自攻螺钉直径d 为0.80.3-mm ,板上孔径t t d d 27.00+=且d d 9.00,t t 为被连接板总厚度(mm 。13.简述实腹式檩条的常用截面形式及如何选用 答:(a 热轧槽钢截面:因板件较厚,用钢量较大,目前已不在工程中采用。(b 高频焊接H 型钢截面:具有腹板薄、抗弯刚度好、梁主轴方向的惯性矩比较接近等特点,适应于檩条跨度较大的场合,但与刚架斜梁的连接较复杂。(c 冷弯薄壁型钢截面:在工程中应用普遍。卷边槽钢(C 形钢檩条适用于屋面坡度1i 的情况;直卷边Z 形和斜卷边Z 形檩条适用于屋面坡度31i >的情况;斜卷边Z 形檩条存放时还可叠层堆放,

29、占地少。14.简述墙架构件常用的截面形式。答:墙梁一般采用带卷边的冷弯薄壁槽形钢(C 形钢或Z 形钢。当跨度超过6m 时宜采用高频焊接轻型H 型钢。 墙架柱应采用高频焊接轻型H 型钢。当柱距较大且柱高较高时宜采用热轧H型钢。15. 简述梯形钢屋架的跨度和高度如何确定。答:屋架的跨度由使用和工艺方面的要求决定。梯形钢屋架跨度一般为1530m,柱距6-12m,通常以铰接支承于混凝土柱顶。梯形钢屋架的跨中高度,从经济和刚度的要求来看,最好是跨度的1/101/6。从运输条件来看,一般不应超过3.85m。梯形屋架端部高度,常取1.82.1m。梯形钢屋架的上弦坡度宜为18120,多数取110。16.网架屋

30、盖的排水坡度一般为多少?常用的找坡方法有哪些?答:网架屋盖的排水坡度一般为3%-5%,可采用下列方法找坡:(a在上弦节点上加设不同高度的小立柱(图a,当小立柱较高时,须注意小立柱自身的稳定性;(b对整个网架起拱(图b;(c采用变高度网架,增大网架跨中高度,使上弦杆形成坡度,下弦杆仍平行于地面,类似梯形桁架。简答题16 网架屋盖找坡(a用小立柱;(b起拱 1.简述轻型门式钢结构的特点。1柱网布置灵活2自重轻3工业化程度高、综合经济效益高4门式钢架结构体系的整体稳定性可以通过檩条、墙梁及隅撑等保证,从而减少屋盖支撑及系杆的数量,同时支撑可以采用张紧的圆钢做成,很轻便5门式钢架的杆件较薄,对制作、装

31、涂、运输、安装的要求高。2.简述肩梁的构造要求。1肩梁惯性矩宜大于上柱的惯性矩2肩梁线刚度与下柱单肢线刚度之比一般不小于25;3肩梁高跨比可控制在0.35-0.5之间4上柱段翼缘应以开槽方式直插到肩梁的下翼缘并与其焊接3.C型檩条与Z形檩条的作用特点及选用原则是什么?。1无论x轴或y 轴,z型檩条的截面特性大于c型檩条,z型檩条受力性能好2屋面坡度较小时,c型檩条自重产生的偏心较小;屋面坡度较大时,z型檩条自重产生的偏心较小3z型檩条在制作和安装上较c型麻烦。4.简述确定屋架形式的原则。1满足使用要求.2受力合理.3制造简单及运输与安装方便.4综合技术经济效果好5.简述多层钢结构房屋节点设计的

32、基本原则。1节点传力应力求简洁明了2节点受力的计算分析模型应与节点的实际受力状况相一致,节点构造应尽量与设计计算的假定相符合3保证节点连接有足够的强度和刚度,避免由于节点强度或刚度不足而导致整体结构破坏4节点连接应具有良好的延性,避免采用约束程度大和易产生层状破裂的连接形式以利于抗震5尽量简化节点构造以便于加工、安装时的就位和调整并减少用钢量6尽可能减少工地拼装的工作量以保证节点质量并提高工作效率。6.简述计算屋架杆件内力时的基本假定。1屋架的节点为铰接点2屋架所有杆件的轴线平直且相交于节点中心3荷载都作用在节点上且都在屋架平面内。7.简述楼面和屋面结构的布置原则。1满足设计要求,具有较好的防

33、火、隔声性能并便于管线的敷设2尽可能减小结构自重和结构层的高度3有利于现场施工方便,缩短工期4保证楼盖具有足够的平面整体刚度。8.简述钢屋盖结构体系中有檩屋盖和无檩屋盖结构体系的组成和优缺点。1无檩屋盖组成:钢屋架,大型屋面板结构体系;优点:整体性好、构造简单、施工方便;缺点:屋盖自重大,不利于抗震,多用于有桥式吊车的结构。2有檩屋盖组成:钢屋架,檩条,轻型屋面板结构体系;优点:构件重量轻,用料省缺点:屋盖构件数量多,构造复杂,整体刚度差。9.简述多层房屋钢结构的常见结构类型及各自的受力特点。答1纯框架体系(梁和柱有抗弯能力2柱-支撑体系(结构的侧向刚度几乎全部由支撑体系提供,侧向刚度较大3框

34、-支撑体系(横向采用刚接框架,在纵向梁柱做成铰接并设柱间支撑增加抗侧刚度4双重抗侧力体系(钢框架-支撑体系,在结构上部为推力,在结构下部为拉力。钢框架-剪力墙体系,剪力墙:承担大部分剪力和倾覆力矩;框架:主要承担竖向荷载,也承担少量的水平荷载10.简述影响屋架杆端约束大小的因素。答;1杆件轴力性质,拉力使杆件拉直作用大,压力使杆件弯曲微不足道2杆件线刚度大小,线刚度增大约束减小,线刚度减小约束增大3与所分析杆直接刚性相连的杆件作用大,较远的杆件作用小。1.屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的( C 。(A 端竖杆处 (B 下弦中间 (C 下弦端节间 (D 斜腹杆处2.梯形屋架的端斜杆和受较大节

35、间荷载作用的屋架上弦杆的合理截面形式是两个( C 。(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等肢角钢十字相连屋3.屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于( C 。(A120m (B 80m (C60m (D 40m4.门式刚架的柱脚,当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时,则应采用( B 柱脚(A 铰接 (B 刚接 (C 刚接或铰接5.当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算应取( A 。(A 0.5kN/m2 (B 0.4kN/m2 (C 0.3kN/m2 (D 0.2kN /m26.当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置

36、( D (A 拉杆 (B 系杆 (C 檩托 (D 隅撑7.当檩条跨度大于4m时,应在檩条间( D 位置设置拉条。当檩条跨度大6m时,应在檩条跨度( C 分点位置各设置一道拉条。(A 五分点 (B 四分点 (C 三分点 (D 二分点8.实腹式檩条可通过( C 与刚架斜梁连接。(A 拉杆 (B 系杆 (C 檩托 (D 隅撑9、屋架设计中,积灰荷载应与( C 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10.梯形钢屋架节点板的厚度,是根据( D 来选定的。(A 支座竖杆中的内力 (B 下弦杆中的最大内力(C 上弦杆中的最大内力 (D 腹杆中的最大

37、内力11.框架梁柱板件宽厚比的规定,是以符合( A 为前提,考虑柱仅在后期出现少量塑性,不需要很高的转动能力,综合考虑日本和美国规范制定的。(A 强柱弱梁 (B强柱强梁 (C弱柱强梁 (D弱柱弱梁12. 主梁和次梁的连接宜采用( A ,必要时也可采用( D 。(A简支连接 (B 铰接连接(C柔性连接 (D刚性连接18.普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间( A 。(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1.高强度螺栓摩擦型连接与高强度螺栓承压型连接主要区别是( A 。A、预拉力不同;B、连接处构件接触面的处理方法不同;C、采用的材料等级

38、不同;D、设计计算方法不同。2.双角钢组成的杆件,中部应设垫板,垫板间距为( A 。A、压杆40i,拉杆80iB、无论压杆拉杆均40iC、无论压杆拉杆均80i D、任意3.计算屋架杆件内力时,考虑半跨活载的内力组合,是因为( A 。A、跨中附近的斜腹杆可能产生最大内力或由拉力变为压力B、获得上下弦杆的最大内力C、获得端腹杆的最大内力mD、跨中附近腹杆在最大内力二、填空题:1.根据吊车梁所受荷载作用,对于吊车额定起重量Q30t,跨度l6m,工作级别为AlA5的吊车梁,可采用加强吊车梁的上翼缘的办法,用来承受吊车的横向水平力。当吊车额定起重量和吊车梁跨度再大时,常在吊车梁的上翼缘平面内设置制动梁或

39、制动桁架,用以承受横向水平荷载。2.设计吊车梁时,对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型式,例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用焊透的k形坡口对接焊缝。3.框架柱梁柱连接节点通常采用的是刚性的连接形式。4.桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取侧向支撑点之间的距离。5.能承受压力的系杆是刚性系杆,只能承受拉力而不能承受压力的系杆是柔性系杆。6.普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间的垫板数不宜少于 2 个。7.在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向支撑,以构成几何不变体系。8.框架结构多采用刚接柱脚,刚接柱脚与混凝土基础的连接方式有外包式、埋入式、外露式三种。9.屋架的中央竖杆常和垂直支撑

40、相连,一般做成十字形截面,这时它的计算长度是 0.9l 。10.钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成,为使两个角钢组成的杆件起整体作用,应设置垫板。1 11.屋盖支撑可以分为上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、竖向支撑、系杆五类。1.在设置柱间支撑的开间,应同时设置(屋盖横向支撑,以构成几何不变体系。2.当横向水平支撑支撑设置在房屋温度区段端部第二个柱间时,在第一个柱间的相应位置应设置(刚性系杆。3.当外侧设有压型钢板的实腹式刚架柱的内翼缘受压时,可以沿着内侧翼缘设置成对的(隅撑。4.超高层建筑受到的水平荷载主要有(风荷载和(地震荷载5.按结构组成和支撑方式,拱可以分为(两铰拱、

41、(三铰拱、(无铰拱三类。6.大跨屋盖的外形及腹杆体系,决定于(跨度,(屋面形式及在公共建筑物里通常设置的(吊天棚结构。7.为了简化静力计算,格构式普通框架可以折算成与其等效的(实腹框架。8.覆盖大跨度常采用(两铰及(无铰框架。9.系杆分(刚性系杆和(柔性系杆两种。10、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( 20mm 。11、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取( 1/201/8 ,在雨水较多的地区取其中的较大值。12、冷弯薄壁构件设计时,为了节省钢材,允许板件(受压屈曲,并利用其(屈曲后强度强度进行设计。13.作用在横向框架上的荷载有(永久荷载和(可变荷载。14. 常用的高层钢结

42、构建筑体系主要有(框架结构体系、(框剪结构体系、(框架支撑结构体系、(框架核心筒结构体系以及(筒体体系。15 (梯形钢屋架适用于屋面坡度较为平缓的无檩屋盖体系。16.垂直于屋面坡度放置的檩条,按(双向受弯构件设计计算。17.具有交叉斜腹杆的支撑桁架,通常将斜腹杆视为(柔性杆件。18温度收缩缝的布置取决于(厂房的纵向和横向长度。19.在门式刚架轻型房屋钢结构体系中,屋盖应采用(压型钢板屋面板和(冷弯薄壁型钢檩条。20.拱式结构中,(无铰拱对于弯矩沿跨度的分配最为有利,因而也最轻。22.铰钢桁架的支座节点,其底板的厚度按(底板下柱顶反力产生的弯矩确定。23.跨度较大的桁架与柱子铰接时,弦杆鹰根据内

43、力变化而改变截面,但是半跨内一般只能改变(一次24.梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足(等稳定的要求。25.为了便于大型屋面板活着檩条连接角钢的放置,常将节点板(缩进上弦角钢背。26.门式刚架轻型房屋钢结构的纵向温度区段长度不大于(300m,横向温度长度不大于(150m。27.变截面门式刚架应该采用(弹性分析方法确定内力。28.从节约钢材的角度看,在大跨度的屋盖中应该尽可能的使用(轻质屋面结构和材料。29.拱的外形选择应该尽可能接近于(压力曲线。30两铰实腹拱经常设计成(平行弦,格构式拱或者做成(平行弦或者当拱高度较大时做成(折线形外弦。1 简述门式刚架柱顶侧移的限值及不

44、满足时的措施。答:门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的1/60。不满足时,可采用下列措施之一:(1加大柱或梁截面;(2改铰接柱脚为刚接柱脚;(3把多跨刚架中的个别摇摆柱改为上端与梁刚接。6 门式刚架斜梁与柱的连接常用那些形式?如何确定端板厚度?答:门式刚架斜梁与柱的刚接连接,一般采用高强度螺栓-端板连接。具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。端板的厚度t可根据支撑条件按公式计算,但不应小于16mm,和梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。3 设计压型钢板要考虑的荷载一般有哪些?答:(1永久荷载:当屋面板为单层压型钢板构造时,永久荷载仅为压型钢板的自重;当为双层压型钢板构造时(中间设

45、置玻璃棉保温层,作用在板底(下层压型钢板上的永久荷载除其自重外,还需要考虑保温材料和龙骨的重量。(2可变荷载:除需与刚架荷载计算类似,要考虑屋面活荷载或雪荷载、积灰荷载外,还需要考虑施工检修集中荷载,一般取1.0Kn,当施工检修集中荷载大于1.0Kn,应按实际情况取用。当按单槽口截面受弯构件设计屋面板时,需将作用在一个波距上的集中荷载折算成板宽方向上的线荷载(3风荷载:屋面板和墙板的风荷载体型系数,应按门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS102:2002采用。2 简述檩条的拉条和撑杆的布置原则。答:(1拉条:檩条跨度大于4m 时,应在檩条跨中位置布置拉条;当檩条跨度大于6m时,应在檩条跨度三

46、分点处各布置一道拉条。拉条通常用圆钢做成,直径不宜小于10mm。(2撑杆和斜拉条:由q的方向来确定设在屋檐处还是屋脊处。当檩条用卷边槽钢,q指向下方时,设在屋脊处;当檩条用为Z型,q指向上方时,设在屋檐处。风荷载大的地区或是在屋檐处和屋脊处都设置撑杆和斜拉条,或是把横拉条和斜拉条都做成刚性杆。撑杆的长细比按压杆要求,可采用钢管、方管或角钢做成。也可采用钢管内设拉条的做法。2 简述墙架构件常用的截面形式。答:墙梁一般采用带卷边的冷弯薄壁槽形钢(C形钢或Z形钢。当跨度超过6m时宜采用高频焊接轻型H型钢。墙架柱应采用高频焊接轻型H型钢。当柱距较大且柱高较高时宜采用热轧H型钢。3简述支撑常用的截面形式

47、。答:交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计,可采用单角钢,对门式刚架可采用圆钢;非交叉支撑中的受压杆件及刚性系杆按压杆设计;压杆宜采用双角钢组成的T形截面或十字形截面,刚性系杆也可采用圆管截面。1 简述钢屋架的结构形式及应用。答:屋架结构形式主要取决于所采取的屋面材料和房屋的使用要求。过去主要采用石棉水泥瓦,尺寸较小,坡度为5.2131-,屋架主要以三角形屋架、三铰拱屋架为主。随着压型钢板和太空轻质大型屋面板的开发和应用,又形成了配合这两种轻型屋面材料的平坡梯形钢屋架。梯形屋架属平坡屋架。屋架跨度一般为15-30m,柱距6-12m,通常以铰接支承于混凝土柱顶。梯形钢屋架的上弦坡度宜为2011.-,多

48、数取101。屋架的跨度由使用和工艺方面的要求决定。屋架的高度,从经济和刚度的要求来看,对三角形屋架最好是跨度的1/6至1/4;对梯形屋架最好是1/10至1/6。从运输条件来看,一般不应超过3.85m。梯形屋架端部高度,常取1.8-2.1m。2 钢屋盖支撑有哪些?其各自布置的原则是什么?答:(1上弦横向水平支撑在有檩体系或无檩体系的屋盖中,都应设置屋架上弦横向水平支撑,当有天窗架时,天窗架上弦也应设置横向水平支撑。上弦横向水平支撑应布置在房屋(或温度区段两端第一开间或第二开间。当布置在第二开间时,必须用刚性系杆将端屋架与横向支撑节点牢固连接。横向水平支撑的间距不宜超过60m.,当房屋较长时应在房

49、屋中间增设支撑。(2下弦横向水平支撑一般情况下应该设置下弦横向水平支撑。只是当跨度不超过18m且没有悬挂式吊车,或虽有悬挂式吊车但起重吨位不大,房屋内也没有较大的振动设备时,可不设下弦横向水平支撑。下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑设在同一柱间,以形成空间稳定体。(3下弦纵向水平支撑当房屋内设有托架,或有较大吨位的重级、中级工作制的桥式吊车,或下弦设有悬挂式吊车,或有大型振动设备,以及房屋较高,跨度较大,空间刚度要求高时,均应在屋架下弦端节间设置纵向水平支撑。(4垂直支撑所有房屋均应设置垂直支撑。设计几道与屋架的形式和跨度有关。沿房屋的纵向,屋架的垂直支撑与上、下弦横向水平支撑布置在同一柱间。

50、(5系杆没有参与组成空间稳定体的屋架,其上下弦的侧向支承点由系杆来充当,系杆端部最终连接于垂直支撑或上下弦横向水平的节点上。能承受拉力也能承受压力的系杆,截面要大一些,叫刚性系杆;只能承受拉力的,叫柔性系杆。上弦平面,大型屋面板的肋可起系杆作用,此时一般只在屋脊及两端设三道系杆。当采用檩条时,檩条可代替系杆。下弦平面内,在跨中或跨中附近设置一或两道系杆,此外,在两端设置系杆。系杆的布置原则:在垂直支撑的平面内一般设置上下弦系杆;屋脊节点及主要支承节点处需设置刚性系杆,天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆;当屋架横向支撑设在端部第二柱间时,则第一柱间所有系杆均应为刚性系杆。常用的有檩条钢屋

51、架的承重结构有屋架、檩条、屋面材料、和支撑等。现行钢结构设计法是以概率理论为基础的极限状态设计法。梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足(A的要求。A、等稳定B、等刚度C、等强度D、计算长度相等屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的(C。A、端竖杆处B、下弦中间C、下弦端节间D、斜腹杆处屋盖中设置的刚性系杆(D 。A、可以受压B、只能受拉C、可以受弯D、可以受压和受弯屋架上弦杆为压杆,其承载能力由(C控制;下弦杆为拉杆,其截面尺寸由(A确定。A、强度B、刚度C、整体稳定D、局部稳定当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按水平投影面积计算应取(A ;对受荷水平投影

52、面积超过60m2的刚架结构,计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取(C 。A 、0.5kN /m 2B 、0.4kN /m 2C 、0.3kN /m 2D 、0.2kN /m 2当檩条跨度大于4m 时,应在檩条间(D 位置设置拉条。当檩条跨度大6m 时,应在檩条跨度(C 分点位置各设置一道拉条。A 、五分点B 、四分点C 、三分点D 、二分点3、某钢材强屈比为1.15,利用该钢材制作轴心受力构件。试问在进行强度设计时,可否只用公式d n f AN /进行验算?为什么?式中N 为轴力,n A 为净截面面积,d f 为材料强度设计值。答:不可以,强度验算包括毛截面强度验算N/A fd 和净截面强度验

53、算N/An fud 两部分,当钢筋强屈比大于1.25可简化按N/A fd ,强屈比小于1.25时还能进行两部分验算。疲劳破坏分类?(5分答:1、高周疲劳(应力疲劳:工作应力小于,没有明显的塑性变形,寿命大于次以上。典型对象:游乐设施、桥梁、海洋平台等日常荷载下的疲劳破坏。2、低周疲劳(应变疲劳:工作应力达到或大于,有一定的塑性变形,寿命在几次以内,甚至几百次、几十次。典型对象:强烈地震下一般钢结构疲劳破坏。4、钢结构的承载能力极限状态包括以下哪几个方面?答:1整个结构或其一部分作为刚体失去平衡(如倾覆;2结构构件或连接因材料强度被超过而破坏;3结构转变为机动体系(倒塌; 4结构或构件丧失稳定(

54、屈曲等;5结构出现过度的塑性变形,而不适于继续承载; 6在重复荷载作用下构件疲劳断裂。5选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑哪些原则?答:面积的分布应尽量开展,以增加截面的惯性矩和回转半径,提高柱的整体稳定性和刚度;使两个主轴方向等稳定性,以达到经济效果;便于与其他构件连接;尽可能构造简单,制造省工,取材方便6、试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。答:1作用a.传递山墙风力b.减少上弦压杆侧向计算长度c.保证屋架平面外稳定2布置原则a.布置在房屋两侧或温度缝的两侧b.可布置在房屋两侧或温度缝两侧的第一或第二跨,若布置在第二跨,则应在第一跨设置刚性系杆 c.当长度大于60m 时,应增设一道支撑d.

55、若屋面板采用三点焊与屋架上弦杆焊牢,原则上可不布置支撑,但考虑到现场施焊的质量不能保证,仍需设置支撑e.天窗架的支撑与屋架上弦横向支撑应设在同一开间,且天窗下的屋架上弦横向支撑不中断有人说,轴心受压格构式构件绕虚轴失稳时截面产生剪力,因此需要采用换算长细比考虑剪切变形的影响;绕实轴失稳时截面不会产生剪力,因此采用与实腹式构件相同的计算方法。为什么?(5分答:不对,绕实轴失稳时截面上也会产生剪力,但由于剪切变形很小,可以忽略不计。7.简述拉条的布置原则。答1.跨度小于4米可不设拉条,大于6米在三分之一跨度处设两道拉条。2、当屋盖有天窗时,应该天窗两侧檩条之间设置斜拉条和直撑杆。1轻型门式钢架结构

56、的定义及适用范围及特点定义:单层门式钢架是指以轻型焊接H型钢,热轧H型钢或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架或格构式门式为主要承重骨架,用冷弯薄壁型钢做檀条,墙梁;以压型金属板做屋面,墙面;采用聚苯乙烯泡沫塑料,硬质聚氨酯泡沫塑料,岩棉,矿棉,玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系适用范围:门式钢架上可设置起重量不大于3T的悬挂起重机和起重量不大于20T的轻中级工作制单梁或双梁桥式吊车特点:质量轻,工业化程度高,施工周期短,综合经济效益高,柱网布置比较灵活2门式钢架的结构形式按跨度分:单跨,双跨,多跨按屋面坡脊数分:单脊单坡,单脊双坡,多脊多坡3门式钢架结构支撑和刚性系杆

57、的布置原则在每个温度区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系;在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖横向支撑,以构成几何不变体系;端部支撑宜设置在温度区端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定,一般取30-45m;有吊车时不宜大于60m;当房屋高度较大时,柱间支撑应分层设置,当房屋宽度大于60m时,内柱列宜适当设置支撑;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刚性系杆;在钢架转折处应沿房屋全长设置刚性系杆;由支撑斜杆等组成的水平桁架,其直腹杆宜按钢性系杆考虑;刚性系杆可由檀条兼任,此时弹跳应满足压弯构件的承载力和刚度要求,当不满足时可在钢架