毕业设答辩题目及参考答案(钢结构).doc

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毕业设计答辩题目——钢结构组

1对门式刚架轻型房屋钢结构设计时，什么情况下应采取抗震构造措施？

应采取哪些抗震构造措施？

答：

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:

2002的第3.1.4条条文说明规定：

对轻型房屋钢结构，当由抗震控制结构设计时，尚应针对轻型钢结构的特点采取相应的抗震构造措施。

例如：

构件之间的连接应尽量采用螺栓连接；斜梁下翼缘与刚架柱的连接处宜加腋以提高该处的承载力，该处附近翼缘受压区的宽厚比宜适当减小；柱脚的抗剪、抗拔承载力宜适当提高，柱脚底板宜设抗剪键，并采取提高锚栓抗拔力的相应构造措施；支撑的连接应按支撑屈服承载力的1.2倍设计等。

2设计单层门式刚架房屋时，根据规范的规定，应对房屋进行哪些方面的变形验算？

答：

1.门式刚架柱顶侧移验算；2.受弯构件钢架梁挠度验算；3.由于柱顶位移和构件挠度产生的屋面坡度改变值的验算。

3在对门式刚架轻型房屋结构设计时，在荷载取值方面，《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》和《建筑结构荷载规范》的相关规定的主要差别有哪些？

答：

1.风荷载的计算不同。

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中规定；基本风压按现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定值乘以1.05采用；风荷载体型系数按门规附录A.0.2的规定采用。

2.《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中规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0.5KN/m2,对受荷水平投影面积大于60M2的刚架构件，屋面竖向均面活荷载的标准值可取不小于0.3KN/M2。

而《建筑结构荷载规范》屋面均布活荷载则是按上人和不上人屋面分别取0.5KN/m2和2.0KN/m2。

4在对门式刚架房屋进行建筑设计和结构设计时，主要应确定哪些内容？

答：

建筑设计主要是确定厂房的长、宽、高、跨度、屋面形式及坡度、门窗布置等并绘制建筑施工图。

结构设计主要包括：

（1）结构形式选择（单跨？

多跨？

单坡？

双坡？

）

（2）结构布置（跨度、柱距、檩条布置、支撑布置等）

（3）构件设计（刚架；屋面、墙面、檩条；支撑等）

（4）连接节点设计。

（或者这样说：

结构设计包括结构布置、构件设计、节点设计与绘制结构施工图。

其中结构布置主要有结构平面布置、刚架选型、支撑系统布置、屋面檩条、墙梁和山墙系统的布置；构件设计包括主刚架设计、屋面檩条、墙面檩条、支撑杆件的设计；节点设计主要包括刚架梁与梁的拼接节点、刚架梁与柱的连接节点、屋脊节点、柱与基础的连接节点等；绘制结构施工图主要有刚架施工图、节点详图等。

）

5在对门式刚架房屋进行设计时，进行刚架选型应确定哪些内容？

答：

刚架选型的内容包括跨度大小和数量的确定（单跨或双跨）、刚架截面形式的选择和刚架柱脚形式的确定等等。

跨度大小和数量：

一般跨度36m以下可采用单跨刚架。

刚架截面形式：

单跨刚架多采用焊接工字形截面或轧制H型钢截面，可根据弯矩图采用变截面梁柱，当设有吊车时，柱宜采用等截面。

刚架柱脚形式：

一般无吊车采用铰接，有吊车采用刚接。

6门式刚架厂房中的支撑包括哪几种？

在你的设计中，对支撑的设置是如何考虑的？

答：

主要包括屋盖水平支撑系统、柱间支撑和隅撑等。

在我的设计中，沿厂房纵向设置4道柱间支撑，最大间距30M，符合规范无吊车时宜取30-45M的规定；

在设有柱间支撑的开间同时设置屋面横向水平支撑，以组成几何不变体系；在屋脊、柱顶处沿房屋全长设置刚性系杆；

有刚架梁和檩条间设置隅撑。

7请简述进行门式刚架轻型房屋设计时的荷载效应组合原则。

答：

荷载效应组合应符合下列原则：

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积灰荷载与雪荷载或屋面均布活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它荷载同时考虑；

4多台吊车的组合应符合现行国家标准《建筑结构荷载规范》GB50009的规定；

5风荷载不与地震作用同时考虑。

8在门式刚架轻型房屋设计中，对刚架构件进行截面设计时，控制截面和控制截面的内力组合如何确定？

答：

根据不同荷载组合下的内力分析结果，找出控制界面的内力组合，控制界面的位置一般在柱底、柱顶、柱牛腿连接处及梁端（若分段，指各分段端部）、梁跨中等截面处。

控制截面的内力组合主要有：

（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。

9对门式刚架柱顶侧移进行验算时，若验算结果不满足要求应采取哪些措施？

答：

需要采取下列措施之一进行调整：

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与梁刚接的节点连接形式。

10在对门式刚架轻型房进行设计时，规范规定屋面坡度改变值不应大于坡度设计值的1/3，请问：

屋面坡度改变值如何计算？

答：

斜坡改变率=（初始坡度—变形后坡度）/初始坡度。

其中，初始坡度=（屋脊高—柱顶高）/屋脊一侧梁量斜长；变形后的坡度=（屋脊高—柱顶高—屋脊在荷载作用下的竖向位移）/屋脊一侧梁斜长。

11《门规》（CECS102：

2002）规定的门式刚架结构温度区段长度是多少？

当需设置伸缩缝时，在设置伸缩缝处，通常采用什么做法？

答：

规定：

纵向温度区段<300m；横向温度区段<150m。

当需要设置伸缩缝，可采用两种做法：

（a）设置双柱；（b）在搭接檩条的螺栓处采用长圆孔，并使该处屋面板在构造上允许涨缩。

12《门规》（CECS102：

2002）对门式刚架结构中屋面檩条的拉条设置是如何规定的？

答：

（1）当檩条跨度≤4m时，可按计算要求确定是否需要设置拉条；

（2）当屋面坡度≥1/10或檩条跨度＞4m时，应在檩条跨中设置一道拉条；当跨度＞6m时，应在檩条跨度三分点处各设一道拉条；

（3）拉条一般设置在离檩条上翼缘1/3高度处。

（4）在屋脊、檐口和天窗两侧边檩处设置撑杆，同时设置斜拉条。

13门式刚架结构中的屋面檩条常采用冷弯薄壁型钢，应按哪一本规范对其进行截面设计？

主要计算内容包括哪些？

其计算公式与《钢结构设计规范》GB50017-2003中受弯构件计算公式的区别是什么？

答：

应按《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002规定进行设计。

主要计算内容包括抗弯强度验算、整体稳定性验算和挠度验算。

在《冷弯薄壁型钢结构技术规范》中强度和稳定验算都是采取有效净截面模量计算；而《钢结构设计规范》中抗弯强度验算是采取净截面模量，稳定性验算是采取毛截面模量计算。

14请问：

什么情况下需要在门式刚架梁中设置拼接节点？

答：

主要有两种情况：

一是便于变截面斜梁的选用；二是解决跨度较大斜梁的运输问题（通常当屋脊一侧斜梁长超过12m需考虑分段制作运输）。

15什么情况下门式刚架的柱脚可采用铰接节点？

铰接柱脚的设计内容主要包括哪些？

答：

一般情况下，无吊车时，宜采用铰接柱脚。

设计内容主要包括柱脚底板混凝土基础顶面的承压应力验算、柱脚底板尺寸（长宽厚）、柱与底板的连接焊缝强度验算、柱脚锚栓的直径与个数（铰接柱脚中，锚栓可按构造设置）。

16请问：

在哪些情况下可以考虑采用门式刚架结构？

答：

门式刚架通常适用于跨度9-36m、柱距6-9m、柱高4.5-12m、无桥式吊车或有起重量不大于20t的中、轻级工作制（A1-A5）的吊车或不大于3t的悬挂起重机的单层工业房屋或公共建筑（超市、娱乐体育设施、车站候车室、码头建筑）。

17计算轻型门式刚架结构的地震作用时，一般采用哪种方法？

请画出刚架的抗震计算简图。

答：

计算轻型门式刚架结构的地震作用时，一般采用底部剪力法。

对无吊车且高度不大的刚架，可采用单质点简图（图a），假定柱上半部及以上的各种竖向荷载质量均集中于质点m1；当有吊车时，可采用两质点简图（图b），此时m1集中屋盖质量及上阶柱上半区段内竖向荷载，m2质点集中吊车桥架、吊车梁及上阶柱下区段与下阶柱上半段（包括墙体）的相应竖向荷载。

18请简述作用于门式刚架结构山墙上的风荷载的传递路径。

答：

纵向力风荷载——山墙板——墙梁——抗风柱——屋盖水平支撑系统——系杆——柱间支撑——基础。

19在钢结构设计中，选择钢材时主要应考虑哪些因素？

答：

选择钢材时主要应考虑的因素有：

（1）结构或构件的重要性；

（2）荷载性质（静载或动载）；（3）连接方法（焊接或螺栓连接）；（4）应力特征；（5）结构的工作温度；（6）钢材厚度；（7）环境条件（露天或室内、是否有腐蚀）；（8）钢材加工方法等。

20在对门式刚架梁柱节点和梁梁节点进行设计时，通常采用的是高强度螺栓连接，其可分为承压型连接和摩擦型连接，请问二者的主要区别是什么？

答：

两者的本质区别是极限状态不同。

高强螺栓摩擦型连接以摩擦阻力刚被克服作为连接承载力的极限状态，高强螺栓承压型连接在受剪时，允许克服摩擦力后产生滑移，以栓杆被剪坏或孔壁被压坏作为承载力的极限。

21对轴心受力钢结构构件进行强度验算时，若不满足，通常采取哪些措施？

答：

提高构件强度承载力的措施主要有：

增加构件净截面面积、使用高强度钢材；

22当轴心受力的钢构件长细比验算不满足要求时，通常可采取哪些措施？

答：

可采取的措施主要有：

减小构件的计算长度（减小构件支撑间距、增加支座对构件的约束程度等）、增大截面回转半径（在构件横截面面积相等的情况下，采用能获得较大惯用性矩的截面）等。

23对轴心受压钢构件进行整体稳定性验算，若验算结构不满足要求，通常可采取哪些措施？

答：

可采用如下几种方法：

①调整截面尺寸，使增大截面惯性矩和回转半径，减小长细比；②改变与其它构件的连接构造，增强支承约束，如铰接改为刚接；③增加侧向支承，减小长细比较大方向的计算长度等。

24请简述对屋面檩条进行设计时的荷载组合原则。

答：

荷载组合原则

（1）均面活荷载不与雪荷载同时考虑，二者中取大值；

（2）积灰荷载应与雪荷载或屋面均面活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（即均面活载、雪荷载、积灰荷载）同时考虑。

（4）当需要考虑地震作用时，风荷载不与地震作用同时考虑。

注：

风吸力与永久荷载效应组合时，永久荷载分项系数取1.0；设计檩条时，施工或检修集中荷载（人和小工具的自重）应取1KN，并应在最不利位置处进行验算。