房屋钢结构复习题及参考答案.docx

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房屋钢结构复习题及参考答案

《房屋钢结构》课程复习资料

一、填空题:

1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取,在雨水较多得地区取其中得较大值。

2、在设置柱间支撑得开间,应同时设置,以构成几何不变体系。

3、当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间得相应位置应设置系杆。

4、冷弯薄壁构件设计时,为了节省钢材,允许板件,并利用其强度进行设计。

5、当实腹式刚架斜梁得下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置。

6、钢屋架中得杆件一般就是由双角钢组成,为使两个角钢组成得杆件起整体作用,应设置。

7、屋架上弦杆为压杆,其承载能力由控制;下弦杆为拉杆,其截面尺寸由确定。

8、梯形钢屋架,除端腹杆以外得一般腹杆,在屋架平面内得计算长度Lox=L,在屋架平面外得计算长度Loy=L,其中L为杆件得几何长度。

9、拉条得作用就是。

10、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接,设置檩托得目得就是。

11、屋架得中央竖杆常与垂直支撑相连,一般做成十字形截面,这时它得计算长度就是。

12、设计吊车梁时,对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高得连接型式,例如吊车梁腹板与上翼缘得连接应采用焊缝。

13、屋架上弦横向水平支撑之间得距离不宜大于。

14、桁架弦杆在桁架平面外得计算长度应取之间得距离。

15、能承受压力得系杆就是系杆,只能承受拉力而不能承受压力得系杆就是系杆。

16、普通钢屋架得受压杆件中,两个侧向固定点之间得垫板数不宜少于个。

17、吊车梁承受桥式吊车产生得三个方向荷载作用,即、与。

18、门式刚架得构件与围护结构温度伸缩缝区段规定为:

纵向不大于,横向不大于,超过规定则需设置。

19、高层建筑一般由荷载控制设计,大跨度结构一般由荷载控制设计。

20、压型钢板组合楼板中,钢梁上翼缘通长设置栓钉连接件,主要目得就是保证楼板与钢梁之间能可靠地传递。

21、钢屋架得外形主要有、与三种形状。

22、螺栓球节点得球径由、与等决定。

23、钢屋架中得杆件一般就是由双角钢组成,为使两个角钢组成得杆件起整体作用,应设置。

24、屋架节点板上,腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间得间隙应不小于。

二、不定项选择题:

1、梯形钢屋架受压杆件.其合理截面形式,应使所选截面尽量满足（）得要求。

[]

A、等稳定B、等刚度C、等强度D、计算长度相等

2、普通钢屋架得受压杆件中,两个侧向固定点之间[]

A、垫板数不宜少于两个B、垫板数不宜少于一个

C、垫板数不宜多于两个D、可不设垫板

3、梯形钢屋架节点板得厚度,就是根据（）来选定得。

[]

A、支座竖杆中得内力B、下弦杆中得最大内力

C、上弦杆中得最大内力D、腹杆中得最大内力

4、槽钢檩条得每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦得短角钢（檩托）上？

[]

A、一个普通螺栓B、两个普通螺栓C、安装焊缝D、一个高强螺

5、十字交叉形柱间支撑,采用单角钢且两杆在交叉点不中断,支撑两端节点中心间距（交

叉点不作为节点）为L、,按拉杆设计时,支撑平面外得计算长度应为下列何项所示？

[]

A、0、5LB、0、7LC、0、9LD、1、0L

6、屋架上弦横向水平支撑之间得距离不宜大于[]

A、120mB、80mC、60mD、40m

7、门式刚架得柱脚,当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时,则应采用（）柱脚。

[]

A、铰接B、刚接C、刚接或铰接

8、当实腹式刚架斜梁得下翼缘受压时,必须在受压翼缘两侧布置[]

A、拉杆B、系杆C、檩托D、隅撑

9、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（）,在雨水较多得地区取其中得较大值。

[]

A、1/20—1/8B、1/30—1/8C、1/20—1/5D、1/30—1/5

10、螺栓排列应符合构造要求,通常螺栓端距不应小于（）倍螺栓孔径,两排螺栓之间得最小距离为（）倍螺栓直径。

[]

A、2B、3C、4D、5

11、梯形屋架下弦杆常用截面形式就是两个[]

A、不等边角钢短边相连,短边尖向下

B、不等边角钢短边相连,短边尖向上

C、不等边角钢长边相连,长边尖向下

D、等边角钢相连

12、根据吊车梁所受荷载作用,对于吊车额定起重量Q≤30t,跨度l≤6m,工作级别为Al～A5得吊车梁,宜采用（）得办法,用来承受吊车得横向水平力。

[]

A、加强上翼缘B、加强下翼缘C、设制动梁D、设制动桁架

13、当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载得标准值（按水平投影面积计算）应取（）;对受荷水平投影面积超过60m2得刚架结构,计算时采用得竖向均布活荷载标准值可取[]

A、0、5kN／m2B、0、4kN／m2C、0、3kN／m2D、0、2kN／m2

14、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架得[]

A、端竖杆处B、下弦中间C、下弦端节间D、斜腹杆处

15、实腹式檩条可通过（）与刚架斜梁连接。

[]

A、拉杆B、系杆C、檩托D、隅撑

16、屋架设计中,积灰荷载应与（）同时考虑。

[]

A、屋面活荷载B、雪荷载

C、屋面活荷载与雪荷载两者中得较大值D、屋面活荷载与雪荷载

17、在设置柱间支撑得开间,应同时设置（）,以构成几何不变体系。

[]

A、屋盖纵向支撑B、屋盖横向支撑C、刚性系杆D、柔性系杆 

18、屋架上弦杆为压杆,其承载能力由（）控制;下弦杆为拉杆,其截面尺寸由（）确定。

[]

A、强度B、刚度C、整体稳定D、局部稳定

三、问答题:

1、试述屋面支撑得种类及作用。

2、试述空间杆系有限元法得基本假定。

3、试述上弦横向水平支撑得作用及布置要求。

4、简述轻型门式钢架结构中屋面檩条得布置原则

5、简述轻型门式钢架结构中支撑与刚性系杆得布置原则。

6、为何冷弯薄壁构件在其强度与稳定性计算公式中截面特性以有效截面为准。

7、为什么上弦杆采用不等边角钢短肢相并得T型截面;为什么支座斜腹杆采用不等边角钢长肢相并得T型截面。

8、简述单层门式刚架结构与钢筋混凝土结构相比具有得特点。

9、举出两种常见得网壳结构得基本形式,并简述其特点。

10、高层钢结构体系得主要类型。

11、在进行梯形屋架设计时,为什么要考虑半跨荷载作用？

12、变截面门式刚架为什么不能用塑性设计?

13、为减小风压作用,多高层房屋结构应采用怎样得平面形式,为减小风荷载下扭转振动呢?

四、作图题:

1、完成下列主次梁铰接与刚接连接。

2、分别绘出铰接与刚接柱脚节点。

3、完成下图中得下弦拼接节点。

4、完成下图中得上弦拼接节点。

五、计算题:

1、图示梯形物架由Q235钢材制作。

已知斜腹杆AB所受拉力为150kN,几何长度L=3400mm,杆件采用2L50X5角钢,其截面面积A=9、6cm2,绕x,y轴得回转半径分别为ix=1、53cm,iy=2、38cm,设计强度f=215N/mm2,[λ]=350,试确定在此条件下AB杆就是否能够满足要求。

2、如图所示,一梁柱刚接节点,钢材均为Q235,梁截面尺寸如图所示。

其翼缘经焊透得对接焊缝与柱相连（焊接时未用引弧板）,腹板通过10、9及摩擦型高强螺栓M20与角钢连接于柱、计算时可假定翼缘焊缝与腹板螺栓孔在同一截面,该截面弯矩与剪力设计值分别为100kN·m与42kN。

焊缝抗拉、抗压与抗弯强度设计值均为215kN/mm2,抗剪强度设计值为125kN/mm2,螺栓预应力为155kN,抗滑移系数为0、45。

（1）试验算翼缘焊缝得连接就是否满足强度要求;

（2）试验算腹板螺栓得连接就是否满足强度要求。

3、轴心受压柱,轴心压力设计值（包括自重）为3000kN,两端铰接。

钢材为Q235钢,要求确定底板尺寸B及靴梁高度h。

已知:

基础混凝土局部承压强度设计值fc=8N/mm2,底板单个锚栓孔面积A0=594mm2,靴梁厚度14mm,与柱焊接角焊缝hf=10mm,fwf=160N/mm2。

4、一实腹式轴心受压柱,承受轴压力3500kN（设计值）,计算长度lox=10m,loy=5m,截面为焊接组合工字形,尺寸如图所示,翼缘为剪切边,钢材为Q235,容许长细比［λ］＝150。

要求:

（1）验算整体稳定性

（2）验算局部稳定性

参考答案

一、填空题:

1、1/201/82、屋盖横向支撑3、刚性4、受压屈曲,屈曲后强度5、隅撑

6、垫板7、稳定,强度8、0、8,1、09、防止檩条变形与扭转并且提供x轴方向得中间支撑

10、为了防止檩条端部截面得扭转,以增强其整体稳定性。

11、0、9L12、焊透得k型坡口焊缝

13、60m14、横向支撑点15、刚性,柔性16、217、竖向荷载,横向水平荷载、纵向水平荷载

18、300m、150m、伸缩缝19、水平、竖向20、水平剪力21、三角形、梯形、平行弦杆

22、螺栓直径、螺栓拧入球体得长度、相邻圆钢管杆件轴线夹角23、垫板24、20mm

二、不定项选择题:

1、A2、A3、D4、B5、D6、C7、B8、D9、A10、AB

11、A12、A13、AC14、C15、C16、C17、B18、C

三、问答题:

1、试述屋面支撑得种类及作用。

答:

种类:

上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、竖向支撑、系杆。

作用:

1、保证屋盖结构得几何稳定性;

2、保证屋盖结构得空间刚度与整体性;

3、为受压弦杆提供侧向支撑点;

4、承受与传递纵向水平力;

5、保证结构在安装与架设过程中得稳定性。

2、试述空间杆系有限元法得基本假定。

答:

（1）网架得节点为空间铰接节点,杆件只承受轴力;

（2）结构材料为完全弹性,在荷载作用下网架变形很小,符合小变形理论。

3、试述上弦横向水平支撑得作用及布置要求。

答:

作用:

承受山墙传来得风荷载。

布置要求:

上弦横向水平支撑得间距不宜超过60m。

当房屋纵向长度较大时,应在房

屋长度中间再加设置横向水平支撑。

4、简述轻型门式钢架结构中屋面檩条得布置原则。

答:

当檩条跨度大于4m时,应在檩条跨中位置设置拉条。

当檩条跨度大于6m时,应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。

5、简述轻型门式钢架结构中支撑与刚性系杆得布置原则。

答:

在房屋（或每个温度区段或分期建设区段）得端部第一或第二个开间,设置柱间支撑;柱间支撑得间距一般取3045m,当房屋较长时,应在中部增设柱间支撑;当房屋宽度大于60m时,内列柱宜适当设置柱间支撑;当房屋高度较大时,柱间支撑应分层设置。

在设置柱间支撑得开间,应同时设置屋盖横向支撑（沿刚架横梁上表面）。

在边柱柱顶、屋脊、及多跨刚架得中柱柱顶,应沿房屋全长设置刚性系杆;若端部支撑设在端部第二开间,在第一开间得相应位置应设置刚性系杆。

6、为何冷弯薄壁构件在其强度与稳定性计算公式中截面特性以有效截面为准。

答:

压型钢板与用于檩条,墙梁得卷边槽钢与Z形钢都属于冷弯薄壁构件,这类构件允许板件受压屈曲并列用其屈曲后强度。

因此,在其强度与稳定性计算公式中截面特性一般以有效截面为准。

7、为什么上弦杆采用不等边角钢短肢相并得T型截面？

为什么支座斜腹杆采用不等边角钢长肢相并得T型截面？

答:

为了使两个主轴得回转半径与杆件在屋架平面内与平面外得计算长度相配合,而使两个方向得长细比接近,以达到用料经济、连接方便,且具有较大得承载能力与抗弯刚度。

8、简述单层门式刚架结构与钢筋混凝土结构相比具有得特点。

答:

单层门式刚架结构与钢筋混凝土结构相比具有以下特点:

（1）质量轻;

（2）工业化程度高,施工周期短;

（3）综合经济效益高;

（4）柱网布置比较灵活。

9、举出两种常见得网壳结构得基本形式,并简述其特点。

答:

平面桁架系网架:

此类网架上下弦杆长度相等,上下弦杆与腹杆位于同一垂直平面内。

一般情况下竖杆受压,斜杆受拉。

斜腹杆与弦杆夹角宜在40°－60°之间。

四角锥体系网架:

四角锥体系网架就是由若干倒置得四角锥按一定规律组成。

网架上下弦平面均为方形网格,下弦节点均在上弦网格形心得投影线上,与上弦网格四个节点用斜腹杆相连。

通过改变上下弦得位置、方向,并适当地抽去一些弦杆与腹杆,可得到各种形式得四角锥网架。

10、高层钢结构体系得主要类型？

答:

框架结构体系,框架—剪力墙结构体系,框架—支撑结构体系,框架—核心筒结构体系。

11、梯形屋架设计时为什么靠考虑半跨荷载作用？

答:

屋架中部某些斜杆,在全跨荷载时受拉而在半跨荷载时可能变成受压,半跨荷载就是指活荷载、雪荷载或某些厂房得积灰荷载作用在屋盖半边得情况,以及施工过程中由一侧开始安装大型屋面板所所产生得情况。

所以内力计算除按满跨荷载计算外,还要按半跨荷载进行计算,以便找出各个杆件可能得最不利内力。

12、变截面门式刚架为什么不能采用塑性设计？

答:

变截面门式刚架达到极限承载力时,可能会在多个截面处形成塑性铰而使刚架瞬间形成机动体系。

13、为减小风压作用,多高层房屋结构应采用怎样得平面形势,为减小风荷载下扭转振动呢？

答:

减小风压作用:

首选用光滑曲线构成得凸平面形式,以减小风荷载体型。

减小风荷载下得扭转振动:

采用中心对称或双轴对称得平面形式。

四、作图题:

1、分别绘出梁柱刚接与铰接节点。

梁柱铰接梁柱刚接

2、分别绘出铰接与刚接柱脚节点。

3、完成下图中得下弦拼接节点。

4、完成下图中得上弦拼接节点。

五、计算题:

1、解:

强度要求σ=156、3N/mm2

长细比要求lox=2720mm

loy=3400mm

λx=177、8<[λ]=350

λy=142、8<[λ]=350

强度、刚度都满足要求。

计算支撑加劲肋整体稳定性时,面积包括两侧各范围内腹板。

对于本题仅右侧15x10=150mm范围。

此时:

A=170x16+150x10=4220mm2。

设水平对称轴为x:

Ix=6、55x106mm4Ix=（Ix/A））1/2=39、4mm,λx=l0/Ix=32、5。

T型截面属C类,查表得ψ=0、887

N/（ψA）=205、7N/mm2

所以整体稳定满足要求。

2、解:

（1）翼缘焊缝及腹板螺栓受力:

腹板分担得弯距按计算,剪力全部由腹板承担。

梁截面惯性矩:

I=21609cm4

梁腹板惯性矩:

Iw=3544cm4

梁腹板连接处弯矩为:

Mw=16、4kN·m

梁翼缘连接处弯矩为:

M1=83、6kN·m

（2）验算翼缘焊缝强度

翼缘分担得弯矩由上下两条焊缝受拉或受压来承担

一侧翼缘焊缝所承受得轴力为:

N=215、5kN

б=94、52N/mm2

翼缘焊缝强度满足要求。

（3）验算腹板高强螺栓强度

10、9级,M20高强螺栓,预应力P=155kN,该高强螺栓得抗滑移系数μ=0、45

a、高强螺栓受力V=42kN,M=16、4kN·m

b、验算高强螺栓得强度

扭矩产生得螺栓中得最大水平剪力值为:

Nx=54667N

剪力产生得每个螺栓得剪力为:

Ny=10、5kN

因此一个螺栓承受得最大剪力为55、7kN

一个高强螺栓得抗剪承受力:

［Nvb］=0、9nfμP=62、775kN

此处角钢为单面连接,承受能力需乘系数0、85,所以此处每个高强螺栓实际承载力为62、776x0、85=53、4kN,略小于单个螺栓所受到得最大剪力,不安全。

3、解:

靴梁计算:

靴梁受到得均布反力

靴梁与柱焊接处弯矩、剪力最大,此时,

根据靴梁与柱得焊缝连接,需要靴梁得高度h为:

得

经验算,靴樑强度满足要求,所以靴樑高度为680mm。

4、解:

（1）验算整体稳定性

对x轴为b类截面,对y轴为c类截面,查表:

如果承受静力荷载,材料为镇静钢,则在允许范围之内。

（2）验算局部稳定性

a、翼缘

b、腹板

所以局部稳定均满足。