钢结构总复习资料

厂房横向框架的柱脚一般与基础刚结，而柱顶可分为铰接和刚结两类。 — —酬用在横向框架上的荷载可分为永久荷载和可变荷载两种。永久荷载有：屋盖系统、柱、吊车系统、墙架、墙板及设备管道等的自重。可变荷载有：风荷载、雪荷载、积灰荷载、屋面均布活荷载、吊车荷载、地震荷载等。3.框架柱按结构形式可分为等截面柱、阶形柱和分离式柱三大类。分离式柱由支撑屋盖结构的屋盖肢和支承^^梁或吊车桁架的吊车肢所组成，屋盖肢承受屋面荷载、风荷载及吊车水平荷载按压弯构件设计。柱间支撑由两部分组成：在吊车梁以上的部分称为上层支撑，吊车梁以下部分称为下层支撑。上层柱间支撑灿层，第一层在屋架端部高度范围内属于屋盖垂直支撑，第二层在屋架下弦至吊车梁上翼缘范围内。柱间支撑按结构形式可分为十字交叉式、八字式、门架式等。屋架外形常用的有三角形、梯形、平行弦和人字形等。 —7屋盖支撑系统可分为：横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。8・系杆可分为丽生系杆（既能受拉也能受压）和柔性系杆（只能受拉）两种。屋盖支撑受力较小，截面尺寸一般由杆件容许长细比和构造要求决定。通常将斜腹杆视为柔性杆4件，只能受拉，不能受压。当节点荷载引起的局部弯矩采用简化计算时，上弦杆的局部弯矩可近似地采用：端节间的正弯矩取0.8Mo,其他节间的正弯矩和节点负弯矩（包括屋脊节点^取0.6Mo,M为将相应弦杆节点作为单跨简支梁求得的最大弯矩。杆件的计算长度：对于弦杆，在桁架平面丙取L在桁架平面外取L1，斜平面上不存在；对于腹杆，支座斜杆和支座竖杆在所有平面上都取L，其他腹杆在桁架平面内取0.8L，在桁架平面外取L，在斜平面取0.9L。注：L为构件的几何长度；L1为桁架弦杆侧向支撑点间的距离。双角钢杆件的填板宽度一般取50〜80mm，填板的长度:对T形截面应比角钢肢伸出10-20mm,对十字形截面则从角钢肢尖缩进10T5mm,以便施焊。填板的间距对压杆L1W40i,拉杆L1W80i。12・屋架节点板的厚度计算中，对单壁式屋架，可根据腹杆的最大内力计算的有梯形屋架和人字形屋架，按弦杆端节点间内力计算的有三角形屋架。节点板的外形应尽可能简单而规则，宜至少有两边平行，一般采用矩形、平行四边形和直角梯形等。节点板边缘与杆件轴线的夹角不应小于15当梯形屋架跨度L>24m或三角形屋架跨度L>15m时，挠度较大，影响使"外观，制造时应考虑起拱，拱度约为L/500。柱在框架平而内的计算长度应根据柱的形式及两端支承情况而定。具体取法：当设有吊车梁和柱间支撑而无其他支撑构件时，上端柱的计算长度可取制动结构顶面至屋盖纵向水平支撑或托架支座之间柱的高度；下端柱的计算长度可取柱脚底面至肩梁顶面之间柱的高度。门式刚架的柱脚多按铰接支承设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓工业厂房且有桥式吊车时，宜将柱脚设计为刚接。对于变截面门式刚架，应采用弹性分析方法确定各种内力。变截面门式刚架的柱顶侧移应采用弹性分析法确定。端部节点的端板有端板竖放、端板横放、端板斜放三种。节点均应按所受最大内力设计。主刚架构件的高强度螺栓连接，采用摩擦型连接或承压型连接均可。柱脚一般宜采用平板式铰接柱脚，当设有桥式吊车时，宜采用刚接柱脚21.门式刚架轻型房屋钢结构中的交叉支撑和柔性系杆可按拉杆设计。22州梁直接承受由吊车产生的三个方向的荷载：竖向荷载、横向水平荷载和纵向水平荷载。23计算吊车梁的强度、稳定和连接时，按两台吊车考虑;计算吊车梁的疲劳和变形时按作用在胯间"重量最大的一台吊车考虑。疲劳和变形计算，采用吊车荷载的标准值，不考虑动力系数。 一24框架柱外侧设有墙架柱时，此墙架柱应与框架相连接并支承于共同的基础上。覆盖大跨度常采用两铰及无铰框架。无铰框架刚度更好，对温度作用比较敏感。一为了简化静力计算，格构式普通框架可以折算成与其等效的实腹框架。.当反力为2500〜3000KN时，框架的支座应设计成辊轴式铰支座；反力较小时，可采用单面弧形平板式铰28・按结构组成和支承方式，拱可分为两铰拱、三铰拱和无铰拱三类。拱的外形要选择得接近于压力曲线寸称的丁沿拱弦线均布的荷载值起主要作用时飞在扁平拱中），二次抛物线的拱形最为合适。对于自重很大的高拱，宜采用悬链线外形。拱平面外的稳定，有横向支撑及檩条体系提供保证。网架结构上作用的外荷载按静力等效原则，将节点所辖区域内的何在汇集到该节点上，结构分析时可忽略节点刚度的影响而假定节点为铰接，杆件只受轴向力。可架结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算。对螺栓球节点网架，其秆件的计算长度Lo取等于杆件的几何长度L，即Lo=L；对焊接球节点网架，其弦杆及支座腹杆取Lo=0.9L5腹杆取Lo=0.8L。网架的支座节点分为压力支座节点和拉力支座节点两大类。网架的挠度限值：最大挠度限值[f]=L2/250，式中l2为网架短向跨度。 "腰架的间距一般为12-15层，腰架越密结构的筒体作用越强，当仅设一道腰架时,最佳位置是在离建筑顶端0.455H高度处。高层建筑钢结构的地震作用计算方法有：底部剪力法、振型分解反应谱法和时程分析法。结构计算的一般原则：高层建筑钢结构的内力与位移一般采用弹性方法计算。对有抗震设防要求的结构，除进行地震作用下的弹性效应计算外，还应考虑在罕遇地震作用下结构可能进入弹塑性状态，采用弹塑性方法进行分析。高层建筑钢结构的计算模型应视具体结构形式和计算内容确定。一般情况下可采用平面抗侧力结构的空「矿协同计算模型。当结构布置规定、质量及刚度沿高度分布均匀、不计扭转效应时，可采用平面结构计算模型；当结构平面或立面不规则、体型复杂、无法划分成平面抗侧力单元或为筒体结构时，应采用空间结构计算模型。高层建筑钢结构的梁柱杆件采用H形和箱形，梁柱连接节点域的剪切变形对内力的影响可不考虑，应考虑对侧移的影响。37.高层建筑钢结构不考虑地震作用时，结构在风荷载作用下，顶点质心位置的侧移不宜超过建筑高度的1/500，质心层间侧移不宜超过楼层高度的1/400。.高层建筑钢结构的第一阶段抗震设计，其层间侧移标准值不得超过结构层高的1/250。高层建筑钢结构的第二阶段抗震设计，其结构层厕移不得超过层高的1/70。组合梁的截面计算有弹性分析方法和塑性分析方法两种。组合梁的承载能力组合梁的连接件主要传递钢筋混凝王翼板与钢梁间的纵向水平剪力，并承受竖向偏心支撑在构造上设计和支撑斜杆的轴线偏离梁和柱轴线的交点，其优点是当水平荷载较小时具有足够的刚度，而在遇到大震严重超载时又具有良好的延性。高层钢结构承重构件的高强度螺栓连接应采用摩擦型。一1柱间支撑的作用？答：（1）组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度；（2）承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础；（3）可作为框架住在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。hi为什么下层支撑应该设在温度区段中部？答：将下层支撑布置在温度区段的端部，在温度变化的影响方面将是很不利的，因此，为了使纵向构件在温度变化发生时能较自由地伸缩，下层支撑应该设在温度区段中部。hi什么叫应力蒙皮效应？答：当压型钢板和压型铝板与檩条进行可靠连接后，形成一深梁，能有效地传递屋面纵横方向的水平力（包括风荷载及吊车制动力等），能提高屋面的整体刚度。这一现象称为应力蒙皮效应。屋架内力分析的基本假定有哪些？答：（1）通常将荷载集中到节点上（屋架作用有节间荷载时，可将其分配到相邻的两个节点上），（2）假定节点处的所有杆件轴线在同一平面内相交于一点（节点中心）；（3）假定各节点均为理想铰接。为什么钢结构规范中对拉杆和压杆都规定了容许长细比？答：桁架杆件的长细比的大小，对杆件的工作有一定的影响，若长细比太大，将使杆件在自重作用下产生过大挠度，在运输和安装过程中因刚度不足而产生弯曲，在动力作用下还会引起较大的振动。故在钢结构规范中对拉杆和压杆规定了容许长细比。6.荷载组合效应包括哪几方面的内容？（1）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；（2）积灰荷载应与雪荷载或屋面均布或荷载中的较大值同时考虑；（3）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；（4）多台吊车的组合应符合《建筑结构荷载规定》的规定；（5）当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。控制截面的内力组合主要有哪几种？答：（1）最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值。（2）最大弯矩Mmax和同时出现的V及N的较大值。（3）最小轴压力Nmin和相应的M及V,出现在永久荷载共同作用下，当柱脚铰接时M=0。吊车梁截面强度验算包括哪些内容？答：（1）上、下翼缘的正应力验算；（2）剪应力验算；（3）腹板上边缘局部承压强度验算。9.什么叫抗剪薄膜作用？答：当采用压型钢板和压型铝合金板做墙板时，压型板与周边构件进行可靠连接后，面内刚度很好，能传递纵横方向的面内剪力，这种作用称为抗剪薄膜作用（应力蒙皮效应）。10.两钗拱、三铰拱和无钗拱各有什么优缺点？答：（1）两铰拱是最常用的体系，这种拱的优点除经济外，安装和制造也较简单，因为铰可自由转动的特性，使得两铰拱易于适应变形，在温度作用或产生支座沉降情况下应力不会显著地增加；（2）三铰拱与两铰拱相比无突出的优点，在拱结构有足够的变形适应性情况下，其静定性没有实质性意义，拱钥铰还使拱本身结构及屋面设置复杂化；（3）无铰拱对于弯矩沿跨度的分配最为有利，因而也最轻，但它不得不设置更强大的基础，而且要计算温度的作用。11.交叉桁架体系和四角锥体系中各种网架的构成特点？答：（1）交叉桁架体系：①两向正交正放网架的构成特点是：两个方向的竖向平面桁架垂直交叉，且分别于边界方向平行；②两向正交斜放网架的构成特点是：两个方向的竖向平面桁架垂直交叉，且与边界成45°夹角。（2）四角锥体系;①正放四角锥网架的构成特点是：以倒四角锥体为组成单元，锥底的四边为网架的上弦杆，锥棱为腹杆，各锥顶相连即为下弦杆，他的上、下弦杆

均与相应边界平行；②正放抽空四角锥网架的构成特点是：在正放四角锥网架的基础上，除周边网格不动外，适当抽掉一些四角锥单元中的腹杆和下弦杆，使下弦网格尺寸比上弦网格尺寸大一倍；③斜放四角锥网架的构成特点是：以倒四角锥体为组成单元，由锥底构成的上弦杆与边界成45°夹角，而连接各锥顶的下弦杆则与相应边界平行。12.空间桁架位移法的概念？12.空间桁架位移法的概念？答:空间桁架位移法又称为矩阵位移法。它取网架结构的各杆件作为基本单元，以节点三个线位移作为基本未知量，先对杆件单元进行分析，根据胡克定律建立单元杆件内力与位移之间的关系，形成单元刚度矩阵；然后进行结构整体分析，根据各节点的变形协调条件和静力平衡条件建立结构上节点荷载与节点位移之间的关系，形成结构总刚度矩阵和结构总刚度方程。13.高层钢结构荷载设计的特点？答：高层钢结构多为超高层建筑，水平荷载——风荷载和地震荷载，对结构设计起着主要的控制作用，这是高层钢结构荷载设计的特点。14.地震作用的一般计算原则？第一阶段设计时，地震作用应考虑哪些原则？答：（1）一般原则：高层建筑钢结构的抗震设计采用两阶段设计方法，即第一阶段设计应按多遇地震计算地震作用，第二阶段设计应按罕遇地震计算地震作用。（2）第一阶段设计时，地震作用应考虑以下原则：①通常情况下，应在结构的两个主轴方向分别计入水平地震作用，各方向的水平地震作用应全部由该方向的抗侧力构建承担；②当有斜交抗侧力构件时，

宜分别计入各抗侧力构件方向的水平地震作用；③质量和刚度明显不均匀、不对称的结构，应计入水平地震作用的扭转效应；④按9度抗震设防的高层建筑钢结构，或者按8度和9度抗震设防的大跨度和长悬臂构件，应计入竖向地震作用。15.组合梁截面的