钢结构复习提纲

本文格式为Word版，下载可任意编辑——钢结构复习提纲《建筑钢结构设计》复习思考题2023.10

第1章轻型门式刚架结构

1.单层门式刚架结构和混凝土结构相比有哪些特点？

⑴质量轻；⑵工业化程度高、施工周期短；⑶综合经济效益高⑷柱网布置比较灵活

2.屋面支撑和刚性系杆的布置原则是什么？

⑴在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系。

⑵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。⑶端部支撑宜设在温度区段端部的第一或其次个开间。3.荷载效应组合的原则是什么？

⑴屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑，应取两者中的较大值；⑵积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑；

⑶施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑；⑷多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定；

⑸当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。4.刚架侧移计算的原则是什么？

⑴变截面门式刚架柱顶侧移应采用弹性分析方法确定。计算时荷载取标准值，不考虑荷载分项系数。

⑵假使最终验算时刚架的侧移不满足要求，即需要

采用以下措施之一进行调整：放大柱或梁的截面尺寸；改铰接柱脚为刚接柱脚；把多跨框架中的摇摆柱改为上端和梁刚接的节点连接形式。5.变截面柱在整体稳定计算时，内力和截面的取值有什么特点？

实际上往往是大头截面用足，其应力大于小头截面，故公式左端其次项的弯矩M1，和有效截面模量We1应以大头为准。

6.斜梁的整体稳定计算有什么特点？隅撑布置的原则是什么？

斜梁：⑴当斜梁坡度不超过1：5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。

⑵实腹式刚架斜梁的平面外计算长度，取侧向支承点的间距。当斜梁两翼缘侧向

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支承点间的距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支承点间的距离。斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支承点间最大长度，可取斜梁下翼缘宽度的倍。隅撑布置的原则：当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必需在受压

翼缘两侧布置隅撑(山墙处刚架仅布置在一侧)作为斜梁的侧向支承，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.刚架连接节点的形式和构造特点？（a）端板竖放（b）端板斜放（c）端板平放（d）斜梁拼接

8.压型钢板的荷载计算及荷载效应组合的特点？

⑴1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载，雪荷载}；

⑵1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算值。当需考虑风吸力对屋面

⑶压型钢板的受力影响时，还应进行下式的荷载组合：1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。9.檩条的设计特点？

强度计算—按双向受弯构件计算；整体稳定计算；变形计算⑴根据受力特点，檁条应按双向受弯构件进行内力计算和截面设计。

⑵檁条在进行内力分析时，内力计算与拉条的布置有关，当布置一道或两道拉条时，在水平荷载qx作用下按两跨或三跨连续梁计算。

⑶拉条布置应考虑风荷载影响，按实际受力计算拉条截面，并满足构造要求。10.墙梁的布置和荷载组合原则？

布置：墙梁的最大刚度平面在水平方向；墙梁应尽量等距设置，在墙面的上沿、下沿及窗框的上沿、下沿处应设置一道墙梁。

荷载组合原则：⑴1.2X竖向荷载＋1.4X水平风荷载（迎风）⑵1.2X竖向荷载＋1.4X水平风荷载（背风）

第2章中、重型厂房结构设计

1.吊车的工作制等级与工作级别有何关系?柱网及温度伸缩缝如何布置？轻级A1-A3;中级A4，A5;重级A6,A7;特重级A8

柱网布置⑴应满足生产工艺要求、结构的要求、经济合理、统一化和标准化。⑵跨度不大于18m时，以3m为模数；跨度大于18m时，以6m为模数；⑶柱距一般以6m为模数；工艺有要求时，局部采用12m柱距。

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温度伸缩缝布置：构造：一般设置双柱，双横向框架。单柱伸缩缝：构造繁杂，少用。伸缩缝中线与定位轴线重合，或采用插入距（1m）

2、柱间支撑有几种？其作用是什么？怎样布置？支撑构件的设计有那些特点？柱间支撑形式：十字交织式、八字式、门架式等。作用：⑴组成纵向构架，保证纵向刚度；

⑵承受纵向力（风荷载、纵向制动力，温度应力、地震作用）；⑶减少柱在框架平面外的计算长度。

布置：⑴下层支撑：与柱及吊车梁组成纵向桁架，应设在温度区段中部。⑵上层支撑：传递风荷载等，应设在温度区段端部及有下层支撑处。特点：对于带有交织腹杆的支撑可按拉杆体系设计，也可按压杆设计。3.钢屋盖结构的组成、屋盖结构体系有哪些？

组成：由屋面、檩条、屋架、托架和天窗架等构件组成。

结构体系：无檩屋盖结构体系；有檩屋盖结构体系；天窗架形式；托架形式。4.屋盖支撑有几种？其作用是什么？怎样布置？支撑构件的设计有那些特点？屋盖支撑及布置：

⑴上弦横向水平支撑；布置：在无檩体系中，尽管有大型屋面板可以作为横向支撑，但考虑施工中条件不好，焊接质量难以保证，加上施工过程中屋盖系统的整体稳定性要求，必需设置。一般设在第一或其次柱间及温度缝区段两端的第一柱间，且一般不超过60米要加设一道，厂房大于66M时，跨中要设一道。⑵下弦横向水平支撑；布置：当跨度大于18M，或小于18M但有悬挂吊车，或厂房内有震动设备，或山墙抗风柱支在下弦上。要设在与上弦横向水平支撑的同一柱间。间距不宜大于60m，当温度区段长度较长时，应在中部增设上下弦横向水平支撑。

⑶（下弦）纵向水平支撑；位置：屋架下弦两端节间处。一般只在几种状况下才设置：a.硬钩吊车或抓斗等类似吊车；b.设有壁行吊车或双层吊车的厂房；c.有5t以上锻锤的厂房；d.屋盖有托架和中间屋架时；

e.跨度≥30M,轨顶标高≥15M，并有大吨位吊车。（轻、中级>30吨，重级>10吨）⑷垂直支撑；设置：跨度小于30m梯形屋架，屋架两端及可

中跨中各设一道；跨度小于18m三角形屋架，跨中设一道。沿厂房纵向每隔4～

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6个屋架应设置垂直支撑，以保证安装时的稳定。

⑸系杆；设置：在横向支撑、垂直支撑的节点处沿房屋纵向通长设置。作用：?（1）保证钢屋盖的空间稳定性──形成几何不可变体系。?（2）保证屋架受压上弦平面外稳定，同时减小下弦的受迫震动。?（3）承受和传递纵向水平力：有作用于山墙的风荷载，悬挂吊车纵向刹车力及安装使用过程中的其他纵向力（如地震力）。纵向水平支撑将力传给柱间支撑最终传到基础。（4）增加厂房的整体刚度。特点：

5.厂房平面结构内力计算的特点？

为简化计算，引入当量惯性矩将格构式拄和屋架换算为实腹式构件进行内力分析。6.桁架的类型、外形、腹杆布置有哪些？主要尺寸如何确定？

普通钢桁架：用普通型钢（角钢）组成T形和十字形截面，适用跨度18～36m。轻钢桁架：角钢小于L45×4或L56×36×4，跨度宜≤18m。桁架的外形：三角形、梯形、平行弦。

腹杆布置：应使短杆受压，长杆受拉，腹杆数量少，总长度短。⑴跨度。标志跨度：柱网轴线的横向间距。以3m为模数计算跨度：柱网封闭结合时：l0=l0-(300~400mm)柱网非封闭结合时：l0=l桁架与钢拄刚接时：l0=钢柱内侧面之间距离⑵高度桁架的跨中高度，由经济、刚度、建筑要求、运输条件等因素定。三角形桁架：h=(1/6~1/4)l由排水坡度定

梯形桁架：h=(1/10~1/6)l跨度大或荷载大时取大值端部高度：铰接时1.6～2.2m，刚接时1.8～2.4m。

跨度大的桁架（三角形l>=15m，梯形l>=24m）宜起拱，一般取(1/500)l。7.桁架的荷载计算、荷载汇集、荷载组合、杆件内力计算的特点？⑴桁架荷载

a.永久荷载：屋面、屋架、天窗、支撑、天棚b.可变荷载：活荷载、风荷载、积灰、雪、悬挂吊车桁架和支撑自重估算的经验公式：gwk=0.12+0.011l

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荷载组合：设计桁架时，考虑使用和施工过程中可能出现的几种最不利荷载组合：①全跨永久荷载+全跨可变荷载

②全跨永久荷载+半跨可变荷载斜腹杆内力可能变号

③全跨桁架、天窗架和支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载（施工阶段）内力计算特点：(1)桁架的各节点均视为铰接；(2)桁架的所有杆件的轴线都在同一平面内且在节点处交汇；(3)荷载均在桁架平面内作用于节点上。（即理想的铰接桁架，另加局部弯矩）

8.杆件的计算长度如何确定？截面形式有哪些？计算长度见上册p333表9.6.1截面形式见上册p335表9.6.3

9.填板布置有哪些原则？节点板厚度如何确定？

原则:厚度同节点板，宽40～60mm，伸出（或缩进）10～15mm。填板间距对压杆ld==N/f

单角钢单面连接时,f乘以0.85的折减系数；螺栓孔在节点板范围内且离节点板边缘不小于100mm时，可不考虑该孔对角钢截面的减弱。

⑵轴心压杆；按第6章方法，假定长细比试选截面，再验算至适合。?⑶拉弯和压；弯杆按第7章方法，根据经验试选截面，然后验算调整至满足。⑷受力很小的腹杆和构造杆截面由刚度条件（容许长细比）确定。

11.节点设计的步骤和一般原则，各节点的设计要求和特点？如何设计和计算？⑴应使杆件形心线与桁架轴线重合。为便于制造，取角钢肢背至形心距离为5mm的倍数；⑵作图步骤：①按比例画轴线；②按较大比例（1:10）画杆件（肢背与轴线距离按角钢形心距取5mm的倍数）；杆端与其他杆件之间的间距不小20mm。

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⑶根据计算得到的腹杆焊缝所需长度（包括预留焊口尺寸），确定节点板外形及尺寸。要注意沿焊缝长度方向应多留约2hf的长度以考虑施焊时焊缝两端的缺陷影响，垂直于焊缝方向应留出10~15mm的焊缝位置；⑷布置及验算弦杆与节点板的焊缝。设计弦杆拼接。⑸绘制节点大样，标明各种尺寸。12.桁架施工图的主要内容和绘制要点？

设计图要求：明了、明确、确凿无误，表达详尽。

⑴桁架施工图：按运输单元绘制，包括桁架正面图、上、下弦平面图及必要的侧面图、剖面图、零件图。

⑵左上角为桁架简图：左半跨标注几何尺寸，右半跨注明内力设计值，注明起拱高度。正中为桁架正面图和上下弦平面图。右上角为材料表。

⑶杆件的轴线尺寸比例一般用1:20～1:30，节点和杆件尺寸用1:10～1:15比例。

⑷应注明各零部件的型号和各种加工尺寸、定位尺寸、孔洞位置及焊缝尺寸，以及对工厂制造和工地安装的要求。

⑸各零部件应加以详细编号，完全一致的零件用同一编号，镜面对称的零件加正、反字样注明。

⑹应有文字说明，包括钢号、焊条型号、质量要求、未注明的焊缝和螺栓孔尺寸、防锈处理方法和对制造、安装的要求等。

13.吊车梁的荷载及传力途径？吊车梁截面的验算内容？

荷载：吊车竖向荷载P；横向水平荷载（刹车了及卡轨力）T和纵向水平荷载（刹车力）TL。

验算内容：强度验算、整体稳定验算、刚度验算、疲乏验算。

第3章大跨屋盖结构

1．大跨度钢结构屋盖有哪些结构形式？

平面结构体系：梁式结构（平面、空间桁架）；平面刚架结构；拱式结构空间结构体系：平板网架结构；网壳结