房屋鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題及參考答案

1、房屋鋼結(jié)構(gòu)課程復(fù)習(xí)資料一、填空題：1門式剛架輕型房屋屋面坡度宜取 ，在雨水較多的地區(qū)取其中的較大值。2. 在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時設(shè) ，以構(gòu)成幾何不變體系。3. 當(dāng)端部支撐設(shè)在端部第二個開間時，在第一個開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置系桿。4. 冷彎薄壁構(gòu)件設(shè)計時，為了節(jié)省鋼材，允許板件 ,并利用其強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計。5. 當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時，必須在受壓翼緣兩側(cè)布置。6. 鋼屋架中的桿件一般是由雙角鋼組成，為使兩個角鋼組成的桿件起整體作用，應(yīng)設(shè)置7. 屋架上弦桿為壓桿，其承載能力由 控制；下弦桿為拉桿，其截面尺寸由 確定。8. 梯形鋼屋架，除端腹桿以外的一般腹桿，在屋架平面內(nèi)的計算長度Lox=L

2、，在屋架平面外的計算長度Loy=L ，其中L為桿件的幾何長度。9. 拉條的作用是。10. 實(shí)腹式檁條可通過檁托與剛架斜梁連接，設(shè)置檁托的目的是 。11. 屋架的中央豎桿常和垂直支撐相連，一般做成十字形截面，這時它的計算長度是。12. 設(shè)計吊車梁時，對于構(gòu)造細(xì)部應(yīng)盡可能選用疲勞強(qiáng)度高的連接型式，例如吊車梁腹板與上翼緣的連接應(yīng)采用焊縫。13. 屋架上弦橫向水平支撐之間的距離不宜大于 。14. 桁架弦桿在桁架平面外的計算長度應(yīng)取 之間的距離。15. 能承受壓力的系桿是 系桿，只能承受拉力而不能承受壓力的系桿是 系桿。16. 普通鋼屋架的受壓桿件中，兩個側(cè)向固定點(diǎn)之間的墊板數(shù)不宜少于個。17. 吊車梁

3、承受橋式吊車產(chǎn)生的三個方向荷載作用，即 、和。18. n式剛架的構(gòu)件和圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度伸縮縫區(qū)段規(guī)定為：縱向不大于，橫向不大于超過規(guī)定則需設(shè)置。19. 高層建筑一般由 荷載控制設(shè)計，大跨度結(jié)構(gòu)一般由 荷載控制設(shè)計。20. 壓型鋼板組合樓板中，鋼梁上翼緣通長設(shè)置栓釘連接件，主要目的是保證樓板和鋼梁之間能可靠地傳遞。21. 鋼屋架的外形主要有 、和三種形狀。22. 螺栓球節(jié)點(diǎn)的球徑由 、和等決定。23. 鋼屋架中的桿件一般是由雙角鋼組成，為使兩個角鋼組成的桿件起整體作用，應(yīng)設(shè)置。24. 屋架節(jié)點(diǎn)板上，腹桿與弦桿以及腹桿與腹桿之間的間隙應(yīng)不小于。、不定項(xiàng)選擇題:1. 梯形鋼屋架受壓桿件其合理截面形式，應(yīng)

4、使所選截面盡量滿足（）的要求。A.等穩(wěn)定 B. 等剛度 C. 等強(qiáng)度 D.計算長度相等2. 普通鋼屋架的受壓桿件中，A.墊板數(shù)不宜少于兩個C.墊板數(shù)不宜多于兩個3. 梯形鋼屋架節(jié)點(diǎn)板的厚度，A.支座豎桿中的內(nèi)力C.上弦桿中的最大內(nèi)力4. 槽鋼檁條的每一端一般用下列哪一項(xiàng)連于預(yù)先焊在屋架上弦的短角鋼A. 一個普通螺栓 B.兩個普通螺栓 C.安裝焊縫 D.一個高強(qiáng)螺5. 十字交叉形柱間支撐，采用單角鋼且兩桿在交叉點(diǎn)不中斷，支撐兩端節(jié)點(diǎn)中心間距 叉點(diǎn)不作為節(jié)點(diǎn)）為L.,按拉桿設(shè)計時，支撐平面外的計算長度應(yīng)為下列何項(xiàng)所示？A.0.5LB.0.7LC.0.9LD.1.0L等剛度兩個側(cè)向固定點(diǎn)之間墊板數(shù)不

5、宜少于一個 可不設(shè)墊板 來選定的。下弦桿中的最大內(nèi)力腹桿中的最大內(nèi)力B.D.是根據(jù)B.D.（檁托）上?(交6. 屋架上弦橫向水平支撐之間的距離不宜大于A. 120mB.80mC.60mD.40m7. n式剛架的柱腳，當(dāng)有橋式吊車或剛架側(cè)向剛度過弱時，則應(yīng)采用（）柱腳。 當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時，必須在受壓翼緣兩側(cè)布置A. 拉桿 B. 系桿 C. 檁托 D. 隅撐 門式剛架輕型房屋屋面坡度宜取 ( ) ，在雨水較多的地區(qū)取其中的較大值。 A.1/20 1/8 B.1/30 1/8 C.1/20 1/5 D.1/301/5螺栓排列應(yīng)符合構(gòu)造要求，通常螺栓端距不應(yīng)小于 倍螺栓直徑。A.2 B.

6、3 C.4 D.5 梯形屋架下弦桿常用截面形式是兩個 A. 不等邊角鋼短邊相連，短邊尖向下B. 不等邊角鋼短邊相連，短邊尖向上C. 不等邊角鋼長邊相連，長邊尖向下D. 等邊角鋼相連 根據(jù)吊車梁所受荷載作用，對于吊車額定起重量 宜采用 ( ) 的辦法，用來承受吊車的橫向水平力。A. 加強(qiáng)上翼緣 B. 加強(qiáng)下翼緣 C. 設(shè)制動梁( ) 倍螺栓孔徑，兩排螺栓之間的最小距離為 ( ) 乍30t，跨度I 6m工作級別為 AIA5的吊車梁, D. 設(shè)制動桁架, 屋面豎向均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值 ( 按水平投影面積計算60m2的剛架結(jié)構(gòu)，計算時采用的豎向均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取D.0.2kNA. 端豎桿處B.下弦中間

7、C.下弦端節(jié)間實(shí)腹式檁條可通過( ) 與剛架斜梁連接。A. 拉桿B.系桿C.檁托D屋架設(shè)計中，積灰荷載應(yīng)與 ( )同時考慮。當(dāng)采用壓型鋼板輕型屋面時 平投影面積超過A.0.5kN m2B.0.4kNm C.0.3kNm屋架下弦縱向水平支撐一般布置在屋架的A. 屋面活荷載B.C. 屋面活荷載和雪荷載兩者中的較大值D.D.) 應(yīng)取 ( ) ；對受荷水 m 斜腹桿處 隅撐 雪荷載 屋面活荷載和雪荷載在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時設(shè)置 A. 屋蓋縱向支撐 B. 屋蓋橫向支撐( ) ，以構(gòu)成幾何不變體系。C. 剛性系桿 D. 柔性系桿屋架上弦桿為壓桿，其承載能力由 ( )A. 強(qiáng)度 B. 剛度 C.控制；

8、下弦桿為拉桿，其截面尺寸由 整體穩(wěn)定 D. 局部穩(wěn)定( ) 確定。 問答題：試述屋面支撐的種類及作用。 試述空間桿系有限元法的基本假定。試述上弦橫向水平支撐的作用及布置要求。 簡述輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)中屋面檁條的布置原則 簡述輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)中支撐和剛性系桿的布置原則。 為何冷彎薄壁構(gòu)件在其強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算公式中截面特性以有效截面為準(zhǔn)。為什么上弦桿采用不等邊角鋼短肢相并的 T型截面；為什么支座斜腹桿采用不等邊角鋼長肢相并的T型截面。簡述單層門式剛架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有的特點(diǎn)。 舉出兩種常見的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的基本形式，并簡述其特點(diǎn)。高層鋼結(jié)構(gòu)體系的主要類型。在進(jìn)行梯形屋架設(shè)計時，為什么要考慮半跨荷

9、載作用？ 變截面門式剛架為什么不能用塑性設(shè)計 ?8.9.10.11.12.13.14.15.16.17.18.三、1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11.12.13.為減小風(fēng)壓作用，多高層房屋結(jié)構(gòu)應(yīng)采用怎樣的平面形式，為減小風(fēng)荷載下扭轉(zhuǎn)振動呢?第2頁共 10頁四、作圖題：1. 完成下列主次梁鉸接和剛接連接。12. 分別繪出鉸接和剛接柱腳節(jié)點(diǎn)。3. 完成下圖中的下弦拼接節(jié)點(diǎn)。第5頁共10頁4. 完成下圖中的上弦拼接節(jié)點(diǎn)五、計算題：1. 圖示梯形物架由Q235鋼材制作。已知斜腹桿 AB所受拉力為150kN,幾何長度L=3400mm桿件采用2L50 X 5角鋼，其截面面積A=9.6cm2,繞

10、x，y軸的回轉(zhuǎn)半徑分別為ix=1.53cm，i y=2.38cm，設(shè)計強(qiáng)度f=215N/mm2, 入=350 ,試確定在此條件下 AB桿是否能夠滿足要求。W2L50X5yl2. 如圖所示，一梁柱剛接節(jié)點(diǎn)，鋼材均為Q235,梁截面尺寸如圖所示。其翼緣經(jīng)焊透的對接焊縫與柱相連(焊接時未用引弧板)，腹板通過 10.9及摩擦型高強(qiáng)螺栓 M2(和角鋼連接于柱.計算時可假定翼緣焊 縫與腹板螺栓孔在同一截面，該截面彎矩與剪力設(shè)計值分別為100kN- m和42kN。焊縫抗拉、抗壓和抗彎 強(qiáng)度設(shè)計值均為215kN/mm,抗剪強(qiáng)度設(shè)計值為125kN/mm，螺栓預(yù)應(yīng)力為155kN,抗滑移系數(shù)為0.45。(1) 試驗(yàn)

11、算翼緣焊縫的連接是否滿足強(qiáng)度要求；(2) 試驗(yàn)算腹板螺栓的連接是否滿足強(qiáng)度要求。M2高強(qiáng)螺栓do=22II半 I汁ILtL=80*8厚10墊板R2 - 09-3. 軸心受壓柱，軸心壓力設(shè)計值（包括自重）為3000kN,兩端鉸接。鋼材為 Q235鋼，要求確定底板尺寸 B及靴梁高度h。已知：基礎(chǔ)混凝土局部承壓強(qiáng)度設(shè)計值fc=8N/mm2,底板單個錨栓孔面積 A）=594mrr|靴梁厚度14mm與柱焊接角焊縫hf=10mm,ff=160N/mmo4. 一實(shí)腹式軸心受壓柱，承受軸壓力3500kN （設(shè)計值），計算長度I x=10m, l oy=5m,截面為焊接組合工字形，尺寸如圖所示，翼緣為剪切邊，鋼

12、材為Q235,容許長細(xì)比入=150o要求：（1 ）驗(yàn)算整體穩(wěn)定性2）驗(yàn)算局部穩(wěn)定性參考答案一、填空題：1.1/20-1/8 2. 屋蓋橫向支撐 3. 剛性 4.6. 墊板 7. 穩(wěn)定，強(qiáng)度 8.0.8，1.0 9.10. 為了防止檁條端部截面的扭轉(zhuǎn)，以增強(qiáng)其整體穩(wěn)定性。受壓屈曲，屈曲后強(qiáng)度 5. 隅撐防止檁條變形和扭轉(zhuǎn)并且提供X軸方向的中間支撐11.0.9L12.焊透的 k 型坡口焊縫第11頁共10頁13.60m 14. 橫向支撐點(diǎn) 15. 剛性，柔性 16.2 17. 豎向荷載，橫向水平荷載、縱向水平荷載18.300m、150m伸縮縫 19.水平、豎向20.水平剪力21.三角形、梯形、平行弦

13、桿22. 螺栓直徑、螺栓擰入球體的長度、相鄰圓鋼管桿件軸線夾角23. 墊板 24.20mm二、不定項(xiàng)選擇題：8.D 9.A 10.AB1. A2.A3.D 4.B 5.D 6.C 7.B11. A 12.A 13.AC 14.C 15.C 16.C 17.B 18.C三、問答題：1. 試述屋面支撐的種類及作用。答：種類：上弦橫向水平支撐、下弦橫向水平支撐、下弦縱向水平支撐、豎向支撐、系桿。作用：1. 保證屋蓋結(jié)構(gòu)的幾何穩(wěn)定性；2.保證屋蓋結(jié)構(gòu)的空間剛度和整體性；3.為受壓弦桿提供側(cè)向支撐點(diǎn)；4.承受和傳遞縱向水平力；5.保證結(jié)構(gòu)在安裝和架設(shè)過程中的穩(wěn)定性。2. 試述空間桿系有限元法的基本假定。

14、答：(1) 網(wǎng)架的節(jié)點(diǎn)為空間鉸接節(jié)點(diǎn)，桿件只承受軸力；(2) 結(jié)構(gòu)材料為完全彈性，在荷載作用下網(wǎng)架變形很小，符合小變形理論。3. 試述上弦橫向水平支撐的作用及布置要求。 答：作用：承受山墻傳來的風(fēng)荷載。布置要求：上弦橫向水平支撐的間距不宜超過60mo當(dāng)房屋縱向長度較大時，應(yīng)在房屋長度中間再加設(shè)置橫向水平支撐。4. 簡述輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)中屋面檁條的布置原則。答：當(dāng)檁條跨度大于 4m時，應(yīng)在檁條跨中位置設(shè)置拉條。當(dāng)檁條跨度大于6m時，應(yīng)在檁條跨度三分點(diǎn)處各設(shè)置一道拉條。5. 簡述輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)中支撐和剛性系桿的布置原則。 答：在房屋(或每個溫度區(qū)段或分期建設(shè)區(qū)段)的端部第一或第二個開間，設(shè)置柱間

15、支撐；柱間支撐的間距一般取30-45m，當(dāng)房屋較長時，應(yīng)在中部增設(shè)柱間支撐；當(dāng)房屋寬度大于60m時，內(nèi)列柱宜適當(dāng)設(shè)置柱間支撐；當(dāng)房屋高度較大時，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置。在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時設(shè)置屋蓋橫向支撐(沿剛架橫梁上表面) 。在邊柱柱頂、屋脊、及多跨剛架的中柱柱頂，應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿；若端部支撐設(shè)在端部第二 開間，在第一開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。6. 為何冷彎薄壁構(gòu)件在其強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算公式中截面特性以有效截面為準(zhǔn)。答：壓型鋼板和用于檁條，墻梁的卷邊槽鋼和Z形鋼都屬于冷彎薄壁構(gòu)件，這類構(gòu)件允許板件受壓屈曲并列用其屈曲后強(qiáng)度。因此，在其強(qiáng)度和穩(wěn)定性計算公式中截面特性一般以有效截面

16、為準(zhǔn)。7. 為什么上弦桿采用不等邊角鋼短肢相并的T型截面？為什么支座斜腹桿采用不等邊角鋼長肢相并的T型截面？ 答：為了使兩個主軸的回轉(zhuǎn)半徑與桿件在屋架平面內(nèi)和平面外的計算長度相配合，而使兩個方向的長 細(xì)比接近，以達(dá)到用料經(jīng)濟(jì)、連接方便，且具有較大的承載能力和抗彎剛度。8. 簡述單層門式剛架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有的特點(diǎn)。 答：單層門式剛架結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)相比具有以下特點(diǎn)：(1) 質(zhì)量輕；(2) 工業(yè)化程度高，施工周期短；(3) 綜合經(jīng)濟(jì)效益高；(4) 柱網(wǎng)布置比較靈活。9. 舉出兩種常見的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的基本形式，并簡述其特點(diǎn)。答：平面桁架系網(wǎng)架：此類網(wǎng)架上下弦桿長度相等，上下弦桿與腹桿位于

17、同一垂直平面內(nèi)。一般情況 下豎桿受壓，斜桿受拉。斜腹桿與弦桿夾角宜在 40 60之間。四角錐體系網(wǎng)架：四角錐體系網(wǎng)架是由若干倒置的四角錐按一定規(guī)律組成。網(wǎng)架上下弦平面均為方形 網(wǎng)格，下弦節(jié)點(diǎn)均在上弦網(wǎng)格形心的投影線上，與上弦網(wǎng)格四個節(jié)點(diǎn)用斜腹桿相連。通過改變上下弦 的位置、方向，并適當(dāng)?shù)爻槿ヒ恍┫覘U和腹桿，可得到各種形式的四角錐網(wǎng)架。10. 高層鋼結(jié)構(gòu)體系的主要類型？答：框架結(jié)構(gòu)體系，框架一剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架一支撐結(jié)構(gòu)體系，框架一核心筒結(jié)構(gòu)體系。11. 梯形屋架設(shè)計時為什么靠考慮半跨荷載作用？答：屋架中部某些斜桿，在全跨荷載時受拉而在半跨荷載時可能變成受壓，半跨荷載是指活荷載、雪荷載或某些廠

18、房的積灰荷載作用在屋蓋半邊的情況，以及施工過程中由一側(cè)開始安裝大型屋面板所所產(chǎn)生的情況。所以內(nèi)力計算除按滿跨荷載計算外，還要按半跨荷載進(jìn)行計算，以便找出各個桿件可能的最不利內(nèi)力。12. 變截面門式剛架為什么不能采用塑性設(shè)計？答：變截面門式剛架達(dá)到極限承載力時，可能會在多個截面處形成塑性鉸而使剛架瞬間形成機(jī)動體系。13. 為減小風(fēng)壓作用，多高層房屋結(jié)構(gòu)應(yīng)采用怎樣的平面形勢，為減小風(fēng)荷載下扭轉(zhuǎn)振動呢？答：減小風(fēng)壓作用：首選用光滑曲線構(gòu)成的凸平面形式，以減小風(fēng)荷載體型。減小風(fēng)荷載下的扭轉(zhuǎn)振動：采用中心對稱或雙軸對稱的平面形式。四、作圖題：1. 分別繪出梁柱剛接和鉸接節(jié)點(diǎn)。梁柱鉸接梁柱剛接2. 分別繪

19、出鉸接和剛接柱腳節(jié)點(diǎn)。A11nIIII3.完成下圖中的下弦拼接節(jié)點(diǎn)。五、計算題：2 21.解：強(qiáng)度要求d =156.3N/mmf=215N/mm長細(xì)比要求I ox=2720mmIoy=3400mm入 x=177.8入=350入 y=142.8入=350強(qiáng)度、剛度都滿足要求。計算支撐加勁肋整體穩(wěn)定性時，面積包括兩側(cè)各15tw范圍內(nèi)腹板。對于本題僅右側(cè) 15x10=150mm范圍。此時：A=170x16+150x10=4220mm 2。設(shè)水平對稱軸為 x ： lx=6.55x106mm4 lx=(lx/A) 1/2=39.4mm ,入 x=d/lx=32.5。T型截面屬C類，查表得“ =0.887

20、N/( 2 A)=205.7N/mmf=215N/mm 2所以整體穩(wěn)定滿足要求。2. 解：(1)翼緣焊縫及腹板螺栓受力：腹板分擔(dān)的彎距按 計算，剪力全部由腹板承擔(dān)。梁截面慣性矩：l=21609cm4梁腹板慣性矩：I w=3544cm?梁腹板連接處彎矩為：M=16.4kN m梁翼緣連接處彎矩為：M=83.6kN m(2)驗(yàn)算翼緣焊縫強(qiáng)度翼緣分擔(dān)的彎矩由上下兩條焊縫受拉或受壓來承擔(dān)一側(cè)翼緣焊縫所承受的軸力為：N=215.5kN2 26 =94.52N/mm f=215N/mm翼緣焊縫強(qiáng)度滿足要求。(3 )驗(yàn)算腹板高強(qiáng)螺栓強(qiáng)度10.9級，M20高強(qiáng)螺栓，預(yù)應(yīng)力 P=155kN,該高強(qiáng)螺栓的抗滑移系數(shù) 卩=0.45a. 高強(qiáng)螺栓受力 V=42kN, M=16.4kN-mb. 驗(yàn)算咼強(qiáng)螺栓的強(qiáng)度扭矩產(chǎn)生的螺栓中的最大水平剪力值為：Z=54667N剪力產(chǎn)生的每個螺栓的剪力為：Ny=10.5kN因此一個螺栓承受的最大剪力為55.7kN一個高強(qiáng)螺栓的抗剪承受力：N? =0.9nf卩P=62.775kN此處角鋼為單面連接，承受能力需乘系數(shù)0.85，所以此處每個高強(qiáng)螺栓實(shí)際承載力為62.776x0.85=53.4kN ，略小于單個螺栓所受到的最大剪力，不安全。3. 解:B2NfcA。23000 1038594 2376188mm2,得B 613.3mm 取 B 620mm靴梁計算: