《高等钢结构》考试参考答案

#/6《高等钢结构》答案一、⑴根据《 》可知①对仅配横向加劲肋，各区格局部稳定按下式计算/o、Z、o、()2+(7^—)2+-V1oZocr cr c,cr其中o:所计算腹板区格内，由平均弯矩产生的腹板计算高度边缘的弯曲压应力;Z:所计算腹板边缘区格内，由平均剪力产生的腹板平均剪应力；o:腹板计算高度边缘的局部压应力cTOC\o"1-5"\h\zo其计算如下：当九<0.85o=fc b cr当0.85<X<1.25o=[1-0.75(九一0.85)]f

b cr b当九>1,25o=1.1f/九2b cr bT计算如下：当九<0.8T=fcr s crv当0.8<X<1.2t=[1-0.59(九-0.8)]fs cr s v当九>1.2T=1.1f/九2s cr vc1.一.…九计算如下：梁受压翼缘扭转受约束时九二(2h/1)—..'f/235b bcw177y1-.…梁受压翼缘扭转未受约束时九二(2h/1)--f/235bcw153'yh/1 . 九计算如下：当a/h<1,0九=— °w=、,f/235s ° s41；'4+5.34(h/a)2'yo一 h/1 . 当a/h>1.0九二一°w—：f/235TOC\o"1-5"\h\z°s41534+4(h/a)2 y°o 计算如下：当九<0.9o=fc,cr c c,cr当0.9〈九<1.2o=[1-0.79(九-0.9)]fc c,cr c当九>1.2o=1.1f/九2c c,cr ch 一一一一 h/1 ——九计算如下：当0.5<a/h<1.5九= °w ,f/235c °c28d10.9+13.4(1.83-a/h)3'y当1.5<a当1.5<a/h<2.0九° cff/235，Jy °w28J8.9-5a/h②同时用横向加劲肋和纵向加劲肋加强的腹板，局部稳定按下式计算:I受压翼缘与纵向加劲肋之间的区格oZo,( )2+(—―)2+—V1oZocr1 cr1 c,cr1o按照前述o计算，但九改为九；

cr1 cr b b1工按照前述工计算，但h改为hcr1 cr o 1o按照前述o计算，但九改为九c,cr1 c,cr b c1I受拉翼缘与纵向加劲肋之间的区格oZo(——)2+(—)2+-<1oZocr2 cr2 c,cr2o按照前述o计算，但九改为九；

cr2 cr b b2工按照前述工计算，但h改为h=h—hcr2 cr o 2 0 1o按照前述o计算，但h改为h，当a/h>2,取a/h=2c,cr2 c,cr o 2 2 2③在受压翼缘与纵向加劲肋之间没有短加劲肋的区格oZo,( )2+(—―)2+—<1oZocr1 cr1 c,cr1工按照前述工计算，但ah改为ah

cr1 cr o 11o 按照前述o计算，但九改为九c,cr1 c,cr b c1⑵简支梁上翼缘同时作用有集中荷载均布荷载整体稳定系数的确定:4320Ahr;"""7""~ n3=0 [.1+(九t/44h)2+n]235/f=03bb九2WVy1,4.4hb ybb0y光因为o=M-＜怫出0

pw bbxM x fpwb0x所以Mx0b1M+x+……=P0 b0b2MM

wf=八x

x0

b0于是有bM x sM_由梁截面特征计算参数并查表算得几种荷载组合作用下的等效弯0bi矩系数由上述公式算得0b进而求得Q(3)多跨连续梁中间跨先失稳，但是因为受到边跨约束，稳定性比同跨简支梁好，所以取最不利：中间跨按简支计算。二、()压杆失稳的三种形式：弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲弯曲屈曲临界力：Ne=兀2EI/12扭转屈曲临界力：N=—(GJ+兀2EI/12)0y2 叩0弯扭屈曲临界力：y2(N—N)(N—N)-N2y2=00yy。。 y。 y。s()对于缀条柱，将缀条视为平行弦桁架腹杆进行计算，缀条的内力N=y/nc0satb斜缀条常采用单角钢。由于剪力的方向取决于杆的初弯曲，可以向左也可以向右。因此缀条可能受拉，可能受压。缀条截面应按轴心压杆设计。由于角钢只有一个角跟构件连接，考虑到受力时的偏心作用，计算时将材料的强度设计值乘以一个折减系数y，在r计算长细比时，对于中间无连系的单角钢缀条：取由角钢截面的最小回转半径确定的长细比；对于中间有连系的单角钢缀条，取由与角钢平行或与其垂直的轴的长细比。横缀条主要用于减少肢件的计算长度，其截面尺寸与斜缀条相同，也可按容许长细比确定，取较小截面。对于缀板柱，先按照单肢的长细比及其回转半径确定缀板之间的净距离。为了满足一定的刚度，缀板的尺寸应该足够大，规范规定在构件同一截面处，缀板的线刚度之和不得小于柱分肢的线刚度的倍，缀板的刚度确定后，就可以得到缀板轴线之间的距离l在满足缀板刚度的前提下，可以假定缀板和肢件组成多层刚架，缀板内力由计算简图确定。如果一个缀板面分担的剪力为V，那么缀板所受内力T=y1/aM=y1/2b b b缀板用角焊缝与肢件相连，搭接长度一般为到。角焊缝承受剪力和弯矩的共同作用，若验算角焊缝后符合强度要求，则不必验算腹板强度。三、普通螺栓受剪连接中，每个螺栓承载力设计值，取以下二者的较小值：Nb=nfb Nb=d2tfbTOC\o"1-5"\h\zvv4vc c普通螺栓受拉连接中，每个螺栓承载力设计值Nb=吧;fbt4t同时受剪和受拉力的普通螺栓连接应满足：,；(N/Nb)2+(N/Nb)2<1N<Nb'vv tt v c高强螺栓摩擦型连接在抗剪连接中，每个高强螺栓承载力设计值： ，螺Nb=0.9n四尸vf

栓杆轴方向受拉的连接中每个高强螺栓承载力的设计值： ，同时承受剪力和Nb=0.8P拉力时，其承载力计算:t拉力时，其承载力计算:N/Nb+N/Nb<1vvtt高强螺栓承压型连接其预拉力与摩擦型相同承压型连接不应用于直接承受动荷载的结构；抗剪连接中每个承压型螺栓承载力设计值计算方法同普通螺栓，但在剪切面位于螺纹处时应采用有效面积；在杆轴方向受拉的连接中，每个承压型高强螺栓承载力设计值同普通螺栓；同时受剪力和杆轴方向拉力的承压型高强螺栓应满足：：（N/Nb）2+（N/Nb）2<1n<Nb/1.2vV tt v c由此可见，普通螺栓受剪连接时依靠栓杆承压和抗剪传递剪力，拧紧螺帽时产生的预拉力很小，高强螺栓承压型连接拧紧螺帽产生很大预拉力，可以理解为高强的普通螺栓，高强螺栓摩擦型连接拧紧螺帽产生很大的预拉力，由此产生了板件间很大的摩擦力，产生孔前传力效果。四、刚架支持体系的组成：横向水平支撑：在两个相邻屋架之间（或屋架和山墙之间）的屋架上弦或下弦平面内沿房屋横向设置的水平桁架柱间支撑：为保证建筑结构整体稳定、提高侧向刚度和传递纵向水平力而在相邻两柱之间设置的连系杆件水平系杆：在刚架结构转折处刚架支撑的布置原则：屋盖横向支撑宜设在温度区间端部的第一个或第二个开间。当端部支撑设在第二个开问时，在第一个开问的相应位置应设置刚性系杆。（）柱间支撑的间距应根据房屋纵向往距、受力情况和安装条件确定。当无吊车时宜取〜 5当有吊车时宜设在温度区段中部，或当温度区段较长时宜设在三分点处，且间距不宜大于0（）当建筑物宽度大于 时，在内柱列宜适当增加柱间支撑。（）当房屋高度相对于柱间距较大时，柱间支撑宜分层设置。（）在刚架转折处（单跨房屋边往柱顶和屋脊，以及多跨房屋某些中间柱柱顶和屋脊）应沿房屋全长设置刚性系杆。（）刚性系杆可由擦条兼作，此时檩条应满足对压弯杆件的刚度和承载力要求。当不满足时，可在刚架斜梁问设置钢管、型钢或其它截面的杆件。图9/5门式刚架柱脚型式图9/5门式刚架柱脚型式f。）一对锚桎的较接柱脚+（4）两对锚栓的校接柱牌；（c）赞加劲肋的刚接柱脚；（rf）带鞋梁的阚接柱脚."imu「im, f=,nnri-7,f=.nnn.. ^nnn-a,unnn..二nm，11111111 11111G1G，G1GG1uuus一uuud."imu「im, f=,nnri-7,f=.nnn.. ^nnn-a,unnn..二nm，11111111 11111G1G，G1GG1uuus一uuud五、工字型截面简支梁，在梁两端作用有绕梁惯性矩较大主轴（强轴）的弯矩当此弯矩较小的时候，梁仅在玩具作用平面内弯曲，当弯矩增大到某一数值时，梁将突然发生侧向弯曲和扭转，并丧尸继续承载的能力，即发生了梁的弯扭屈曲，丧失整体稳定。失稳的原因是：上翼缘在压力作用下类似一根轴心压杆，在达到临界状态时出现侧向弯曲，腹板忽然下议院虽有一点约束作用，但最终还是被带动一起位移，形成整个截面侧弯加扭转。有横向荷载作用的梁，当荷载增大到某一数值时同样会丧失整体稳定。这种使梁丧失整理稳定的弯矩或荷载称之为临界弯矩或临界荷载。横向荷载的临界值和它作用的位置有关。荷载作用在上翼缘时，在梁产生微笑转动和侧向位移的情况下，荷载将产生绕剪心的附加扭矩并对梁侧向弯曲和扭转产生促进作用，使梁加速丧失整体稳定，那么，后者的临界荷载或临界弯矩高于前者。防治措施：简支梁端部构造应能保证梁端弯曲和翘曲不受约束，但同时还应保证梁端不能扭转，这样，计算临界弯矩时的边界条件才能满足。理想的构造方式是除了采用水平刀口支座外，采用夹支。在实际工程中并不采用这种构造。防止扭转的最有效方式是不近把下翼缘连与支座，在上翼缘端部也用板连与支撑构件来阻止侧向移动，。高度不很大的梁可以用梁端的横向加劲肋来防止扭转。简支梁采用理想支座，梁端翘曲完全没有受到约束。约束简支梁梁端翘曲的最有效方法是焊上两块与腹板同样高度的槽钢或者角钢，槽钢既焊于梁腹板又焊于翼缘，在两翼缘之间形成一个桶装构件，对抗扭性能较好。对于跨度比较大的梁，可以通过设置侧向支撑的方法降低其受压翼缘自由长度与宽度的比值，提供对扭转和侧向弯曲的约束防止失稳。六、国内外钢结构发展的现状和发展趋势国内二十世纪八十年代初到九十年代末，刚才用量约万，资金亿元。代表作:上海金贸大厦世界第三高楼，国际领先水平的深圳赛格大厦；国产钢材，国内设计、制造施工高的大连世贸中心。但是，钢结构行业在产能与结构、行业标准与规范、企业管理水平与技术水平、从业人员素质以及整个产业链的衔接等许多方面还有不少问题，比如：产能与结构的缺陷，行业标准、规范不完善，行业管理跟不上发展的步伐，新技术、新工艺、新材料的推广应用尚有不足，从业人员素质要进一步提高。国外轻钢结构已成为发达国检的主要建筑架构形式。近年来，世界钢铁总量的增加和国际均需用钢量的下降，促使各国拓展改那个结构使用范围，各国建筑用钢量在刚才总小号量中的比例明显提高，一般在百分之三十左右。国外钢铁工业发展较早，给建筑用钢提供了丰富的物资基础。对钢结构本身的优越性有