鋼結構設計試題

1、試卷一一、填空題（每空2分，共計20分） 1、門式剛架輕型房屋屋面坡度宜取（1/201/8 ），在雨水較多的地區(qū)取其中的較大值。 2、在設置柱間支撐的開間，應同時設置（ 屋蓋橫向支撐 ），以構成幾何不變體系。3、當端部支撐設在端部第二個開間時，在第一個開間的相應位置應設置（ 剛性 ）系桿。 4、冷彎薄壁構件設計時，為了節(jié)省鋼材，允許板件（ ），并利用其（ ）強度進行設計。 5、當實腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時，必須在受壓翼緣兩側布置（ ） 6、螺栓排列應符合構造要求，通常螺栓端距不應小于（ ）倍螺栓孔徑，兩排螺栓之間的最小距離為（ ）倍螺栓直徑。

2、 7、垂直于屋面坡度放置的檁條，按（ ）構件設計計算。 8、屋架節(jié)點板上，腹桿與弦桿以及腹桿與腹桿之間的間隙應不小于（ ）。 二、選擇題（每題2分，共計20分）1、梯形鋼屋架受壓桿件其合理截面形式，應使所選截面盡量滿足（ ）的要求。(A) 等穩(wěn)定 (B) 等剛度 (C) 等強度 (D) 計算長度相等  2、普通鋼屋架的受壓桿件中，兩個側向固定點之間（ ）。(A) 墊板數(shù)不宜少于兩個 (B) 墊板數(shù)不宜少于一個 (C) 墊板數(shù)不宜多于兩個 (D) 可不設墊板 3、梯形鋼屋架節(jié)點板的厚度，是根據(jù)（ ）來選定的。(A) 支座豎桿中的內力 (B) 下弦桿中的最大

3、內力 (C) 上弦桿中的最大內力 (D) 腹桿中的最大內力  4、槽鋼檁條的每一端一般用下列哪一項連于預先焊在屋架上弦的短角鋼（檁托）上（ ）。 (A) 一個普通螺栓 (B) 兩個普通螺栓 (C) 安裝焊縫 (D) 一個高強螺栓  5、如輕型鋼屋架上弦桿的節(jié)間距為L，其平面外計算長度應取( )。(A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 側向支撐點間距  6、屋架下弦縱向水平支撐一般布置在屋架的（ ）。 (A) 端豎桿處 (B) 下弦中間 (C) 下弦端節(jié)間 (D) 斜腹桿處  7、屋蓋中設置的剛性系桿（ ）。 (A) 可以受壓 (B) 只能

4、受拉 (C) 可以受彎 (D) 可以受壓和受彎  8、某房屋屋架間距為6m，屋架跨度為24m，柱頂高度24m。房屋內無托架，業(yè)務較大振動設備，且房屋計算中未考慮工作空間時，可在屋蓋支撐中部設置（ ）。(A) 上弦橫向支撐 (B) 下弦橫向支撐 (C) 縱向支撐 (D) 垂直支撐  9、梯形屋架的端斜桿和受較大節(jié)間荷載作用的屋架上弦桿的合理截面形式是兩個（ ）。(A) 等肢角鋼相連 (B) 不等肢角鋼相連 (C) 不等肢角鋼長肢相連 (D) 等肢角鋼十字相連  10、屋架設計中，積灰荷載應與（ ）同時考慮。(A)屋面活荷載 (B)雪荷載(C)屋面活荷載和雪荷載兩者中

5、的較大值 (D)屋面活荷載和雪荷載 三、問答題（共計20分） 1、試述屋面支撐的種類及作用。（8分）  2、試述空間桿系有限元法的基本假定。（6分） 3、舉出兩種常見的網(wǎng)架結構的基本形式，并簡述其特點。（6分）  四、作圖題（10分）1、完成下列主次梁鉸接和剛接連接答案一、填空題（每空2分，共計20分）1、120182、屋蓋橫向支撐3、剛性4、受壓屈曲，屈曲后強度5、隅撐6、2， 37、雙向受彎8、20mm二、選擇題（每題2分，共計20分）1、A2、A 3、D4、B5、D6、C7、A 8、C9、C10、C三、問答題（共計20分）1、

6、試述屋面支撐的種類及作用。（8分）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、保證屋蓋結構的幾何穩(wěn)定性 2、保證屋蓋結構的空間剛度和整體性 3、為受壓弦桿提供側向支撐點 4、承受和傳遞縱向水平力 5、保證結構在安裝和架設過程中的穩(wěn)定性2、試述空間桿系有限元法的基本假定。（6分）答：(1)網(wǎng)架的節(jié)點為空間鉸接節(jié)點，桿件只承受軸力；(2)結構材料為完全彈性，在荷載作用下網(wǎng)架變形很小，符合小變形理論。3、舉出兩種常見的網(wǎng)架結構的基本形式，并簡述其特點。（6分）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同一垂直平面內。一般情況下豎桿受壓

7、，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)點用斜腹桿相連。通過改變上下弦的位置、方向，并適當?shù)爻槿ヒ恍┫覘U和腹桿，可得到各種形式的四角錐網(wǎng)架。四、作圖題（10分）1、完成下列梁柱鉸接和剛接連接梁柱鉸接： 梁柱剛接： 試卷二一、填空題（每空2分，共計20分） 1、拉條的作用是（ ）。 2、實腹式檁條可通過檁托與剛架斜梁連接，設置檁托的目的是（ ）。 3、屋架的中央豎桿常和垂直支撐相連，一般做成十

8、字形截面，這時它的計算長度是（ ）。 4、設計吊車梁時，對于構造細部應盡可能選用疲勞強度高的連接型式，例如吊車梁腹板與上翼緣的連接應采用（ ）焊縫。 5、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，應設置（ ）。 6、屋蓋支撐可以分為（ ）、（ ）、（ ）、（ ）、（ ）五類。 二、選擇題（共20分）1、門式剛架輕型房屋屋面坡度宜?。?），在雨水較多的地區(qū)取其中的較大值。(A) 12018 (B) 13018 (C) 12015 (D) 13015 2、在設置柱間支撐的開間，應同時設置（ ），以構成幾何不變體系。(A)

9、屋蓋縱向支撐 (B) 屋蓋橫向支撐 (C) 剛性系桿 (D) 柔性系桿 3、當端部支撐設在端部第二個開間時，在第一個開間的相應位置應設置（ ）系桿。(A) 剛性和柔性 (B) 剛性或柔性 (C) 剛性 (D) 柔性 4、螺栓排列應符合構造要求，通常螺栓端距不應小于（ ）倍螺栓孔徑，兩排螺栓之間的最小距離為（ ）倍螺栓直徑。(A) 2 (B) 3 (C) 4 (D) 55、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 6、屋架節(jié)點板上，腹桿與

10、弦桿以及腹桿與腹桿之間的間隙應不小于（ ）。(A)10mm (B)20mm (C)30mm (D)40mm 7、屋架上弦桿為壓桿，其承載能力由（D ）控制；下弦桿為拉桿，其截面尺寸由（ C ）確定。(A)強度 (B)剛度 (C)整體穩(wěn)定 (D)局部穩(wěn)定 8、根據(jù)吊車梁所受荷載作用，對于吊車額定起重量Q30t，跨度l6m，工作級別為AlA5的吊車梁，宜采用（ ）的辦法，用來承受吊車的橫向水平力。(A) 加強上翼緣 (B) 加強下翼緣 (C) 設制動梁 (D) 設制動桁架 三、簡答題（共20分）1、簡述輕型門式鋼架結構中支撐和剛性系桿的布置原則（8分） 2、

11、為何冷彎薄壁構件在其強度和穩(wěn)定性計算公式中截面特性以有效截面為準（6分） 3、簡述D值法的計算步驟（6分）五、作圖題 1、（10分）完成下列鉸接柱腳的立面圖和平面圖 答案 1、防止檁條側向變形和扭轉并且提供x軸方向的中間支點 2、為了阻止檁條端部截面的扭轉，以增強其整體穩(wěn)定性 3、0.9L  4、焊透的K形 5、墊板 6、上弦橫向水平支撐 ，下弦橫向水平支撐，下弦縱向水平支撐，垂直支撐，系桿  二、選擇題（共20分） 1、A 2、B 3

12、、C 4、A，B 5、B  6、B 7、C，A 8、A 三、簡答題（共20分） 1、簡述輕型門式鋼架結構中支撐和剛性系桿的布置原則（8分） 答：上弦橫向水平支撐的間距不宜超過60m。當房屋縱向長度較大時，應在房屋長度中間再加設置橫向水平支撐。布置在房屋兩端或在溫度縫區(qū)段的兩端的第一柱間或第二柱間。 下弦橫向水平支撐的布置。以下幾種情況下都需設置下弦橫向水平支撐：屋架跨度不小于18m時；屋架跨度小于18m，但屋架下弦設有懸掛吊車時；廠房內設有噸位較大的橋式吊車或其它振動設備時；山墻抗風柱支撐與屋架

13、下弦時。下弦橫向水平支撐應與上弦橫向水平支撐布置在同一柱間。 下弦縱向水平支撐的布置。當房屋內設有中級工作制吊車或噸位較大的中、輕級工作制吊車時；房屋內設有大型振動設備時；屋架下弦設有縱向或橫向吊軌時；房屋較大、跨度較大、空間剛度要求較高時。下弦縱向水平支撐應設置在屋架下弦端節(jié)間內，與下弦橫向水平支撐組成封閉的支撐體系。 垂直支撐布置。對于梯形物價和平行弦屋架，當屋架跨度不大于30m時，應在屋架跨中和兩端的豎桿平面內各布置一道豎向支撐；當屋架跨度大于30m時，在無天窗的情況下，應在屋架跨度l/3處豎桿平面內和屋架兩端各布置一道豎向支撐，在有天窗時，豎向支撐可布置在天窗架下的

14、屋架豎桿平面內。三角形屋架當跨度不大于18m時，應在屋架中間布置一道豎向支撐，當跨度大于18m時，應按具體情況布置兩道豎向支撐。 剛性系桿布置。在屋架支座節(jié)點處和上弦屋脊節(jié)點處應設置通長的剛性系桿；當屋架橫向支撐設在廠房兩端或溫度縫區(qū)段的第二開間時，則在支承節(jié)點與第一榀屋架之間應設置剛性系桿。其余可采用柔性或剛性系桿。 2、為何冷彎薄壁構件在其強度和穩(wěn)定性計算公式中截面特性以有效截面為準（6分） 答：因為冷彎薄壁構件允許辦件受壓屈曲并利用其屈曲后強度。因此，在其強度和穩(wěn)定性計算公式中截面特性一般以有效截面為準。  3、簡述D值法的計算步驟（6分

15、） 答：(1)計算各柱側移剛度D值 (2)計算各柱剪力 (3)計算各柱反彎點高度比 (4)計算各柱端彎矩 試卷三一、填空題（每空2分，共計20分） 1、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，應設置（ ）。 2、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。 3、梯形鋼屋架，除端腹桿以外的一般腹桿，在屋架平面內的計算長度Lox=（ ）L，在屋架平面外的計算長度Loy=（ ）L，其中L為桿件的幾何長度。 4、吊車梁承受橋式吊車產(chǎn)生的三個方向荷載作

16、用，即（ ），（ ）和（ ）。 5、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。 二、選擇題（共20分） 1、十字交叉形柱間支撐，采用單角鋼且兩桿在交叉點不中斷，支撐兩端節(jié)點中心間距（交叉點不作為節(jié)點）為L.,按拉桿設計時，支撐平面外的計算長度應為下列何項所示？（ ）(A) 0.5L (B) 0.7L (C) 0.9L (D) 1.0L 2、梯形屋架的端斜桿和受較大節(jié)間荷載作用的屋架上弦桿的合理截面形式是兩個（ ）。(A) 等肢角鋼相連 (B) 不等肢角鋼相連 (C) 不等肢角鋼長肢相連 (D) 等肢角鋼十字相連  3、屋架上弦橫向

17、水平支撐之間的距離不宜大于（ ）。(A)120m (B) 80m （C）60m (D) 40m 4、門式剛架的柱腳，當有橋式吊車或剛架側向剛度過弱時，則應采用（ ）柱腳(A) 鉸接 (B) 剛接 (C) 剛接或鉸接 5、當采用壓型鋼板輕型屋面時，屋面豎向均布活荷載的標準值(按水平投影面積計算)應?。?）；對受荷水平投影面積超過60m2的剛架結構，計算時采用的豎向均布活荷載標準值可?。?）。(A) 05kNm2 (B) 04kNm2 (C) 03kNm2 (D) 02kNm2 6、當實腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時，必須在受壓翼緣兩側布置（ ）(A) 拉桿 (B) 系桿 (C) 檁托 (D

18、) 隅撐 7、當檁條跨度大于4m時，應在檁條間（ ）位置設置拉條。當檁條跨度大6m時，應在檁條跨度（ ）分點位置各設置一道拉條。(A) 五分點 (B) 四分點 (C) 三分點 (D) 二分點 8、實腹式檁條可通過（ ）與剛架斜梁連接。(A) 拉桿 (B) 系桿 (C) 檁托 (D) 隅撐 三、簡答題（共20分）1、試述上弦橫向水平支撐的作用及布置要求。（6分） 2、簡述輕型門式鋼架結構中屋面檁條的布置原則（8分） 3、舉出兩種常見的網(wǎng)殼結構的基本形式，并簡述其特點（6分）五、作圖題 1、完成下圖中的上弦拼接節(jié)點（10分） 答案

19、0;一、填空題（每空2分，共計20分） 1、墊板 2、穩(wěn)定，強度 3、0.8， 1.0 4、吊車的豎向荷載P，橫向水平荷載T，縱向水平荷載TL 5、剛性，柔性 二、選擇題（共20分） 1、D  2、C 3、C 4、B 5、A，C 6、D 7、D,C 8、C 三、簡答題（共20分） 1、試述上弦橫向水平支撐的作用及布置要求。（6分） 答：作用：承受山墻傳來的風荷載等。 布置要求：上弦橫向水平支撐的間

20、距不宜超過60m。當房屋縱向長度較大時，應在房屋長度中間再加設置橫向水平支撐。 2、簡述輕型門式鋼架結構中屋面檁條中的拉條布置原則（8分） 答：當檁條跨度大于4m時，應在檁條跨中位置設置拉條。當檁條跨度大于6m時，應在檁條跨度三分點處各設置一道拉條。 3、舉出兩種常見的網(wǎng)殼結構的基本形式，并簡述其特點（6分） 答：答：肋環(huán)形球面網(wǎng)殼：每個節(jié)點只匯交四根桿件，節(jié)點構造簡單。整體剛度差。適合于中、小跨度。 施威德勒型球面網(wǎng)殼：在肋環(huán)形基礎上加斜桿而組成。它大大提高了網(wǎng)殼的剛度，提高了抵抗非對稱荷載的能力。它適合于大、中跨度。 、計算題&#

21、160;1、圖示梯形屋架由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2 L 50 X 5角鋼，其截面面積A=9.6cm2，繞x，y軸的回轉半徑分別為ix=1.53cm，iy=2.38cm，設計強度f=215N/mm2，=350，試確定在此條件下AB桿是否能夠滿足要求。（15分）  解：強度要求：156.3N/mm2<f=215N/mm2 長細比要求：lox=2720mm         

22、;   loy=3400mm x=177.8<=350 y=142.8<=350 強度、剛度都滿足要求 試卷四一、填空題（每空2分，共計20分） 1、根據(jù)吊車梁所受荷載作用，對于吊車額定起重量Q30t，跨度l6m，工作級別為AlA5的吊車梁，可采用（ ）的辦法，用來承受吊車的橫向水平力。當?shù)踯囶~定起重量和吊車梁跨度再大時，常在吊車梁的上翼緣平面內設置（ ）或（ ），用以承受橫向水平荷載。 2、設計吊車梁時，對于構造細部應盡可能選用疲勞強度高的連接型式，例如吊車梁腹板與上翼緣的連接應采用（ ）焊

23、縫。 3、屋架上弦橫向水平支撐之間的距離不宜大于（ ）。 4、桁架弦桿在桁架平面外的計算長度應?。?）之間的距離。 5、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。 6、普通鋼屋架的受壓桿件中，兩個側向固定點之間的墊板數(shù)不宜少于（ ）個。 7、在設置柱間支撐的開間，應同時設置（ ），以構成幾何不變體系。 二、選擇題（共20分） 1、當采用壓型鋼板輕型屋面時，屋面豎向均布活荷載的標準值(按水平投影面積計算)應?。?）；對受荷水平投影面積超過60m2的剛架結構，計算時采用的豎向均布活荷載標準值可?。?）。(

24、A) 05kNm2 (B) 04kNm2 (C) 03kNm2 (D) 02kNm2 2、梯形鋼屋架受壓桿件其合理截面形式，應使所選截面盡量滿足（ ）的要求。(A) 等穩(wěn)定 (B) 等剛度 (C) 等強度 (D) 計算長度相等  3、梯形鋼屋架節(jié)點板的厚度，是根據(jù)（ ）來選定的。(A) 支座豎桿中的內力 (B) 下弦桿中的最大內力 (C) 上弦桿中的最大內力 (D) 腹桿中的最大內力  4、槽鋼檁條的每一端一般用下列哪一項連于預先焊在屋架上弦的短角鋼上（ ）。 (A) 一個普通螺栓 (B) 兩個普通螺栓 (C) 安裝焊縫 (D) 一個高強螺栓  5、屋架下弦縱向水

25、平支撐一般布置在屋架的（ ）。 (A) 端豎桿處 (B) 下弦中間 (C) 下弦端節(jié)間 (D) 斜腹桿處 6、當實腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時，必須在受壓翼緣兩側布置（ ）(A) 拉桿 (B) 系桿 (C) 檁托 (D) 隅撐 7、實腹式檁條可通過（ ）與剛架斜梁連接。(A) 拉桿 (B) 系桿 (C) 檁托 (D) 隅撐 8、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 9、屋架設計中，積灰荷載應與（ ）同時考慮。(A)屋面活荷載 (B)雪荷載(C)

26、屋面活荷載和雪荷載兩者中的較大值 (D)屋面活荷載和雪荷載 三、簡答題（共20分）1、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。（6分） 2、簡述單層門式剛架結構和鋼筋混凝土結構相比具有的特點（8分） 3、舉出兩種常見的網(wǎng)殼結構的基本形式，并簡述其特點（6分）五、作圖題 1、完成下圖中的下弦拼接節(jié)點（10分） 答案 一、填空題（每空2分，共計20分） 1、加強上翼緣，制動梁,制動桁架 2、焊透的K形 3、60m 4、桿件側向支撐點 5

27、、剛性，柔性 6、2 7、屋蓋橫向支撐 二、選擇題（共20分） 1、A、C 2、A  3、D 4、B 5、C  6、A  7、C 8、B  9、C  三、簡答題（共20分） 1、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。（6分） 答：為了使兩個主軸的回轉半徑與桿件在屋架平面內和平面外的計算長度相配合，而使兩個方向的長細比接近，以達到用

28、料經(jīng)濟、連接方便，且具有較大的承載能力和抗彎剛度。 2、簡述單層門式剛架結構和鋼筋混凝土結構相比具有的特點（8分） 答：(1)質量輕 (2)工業(yè)化程度高，施工周期短 (3)綜合經(jīng)濟效益高  (4)柱網(wǎng)布置比較靈活 3、舉出兩種常見的網(wǎng)殼結構的基本形式，并簡述其特點（6分） 答：肋環(huán)形球面網(wǎng)殼：每個節(jié)點只匯交四根桿件，節(jié)點構造簡單。整體剛度差。適合于中、小跨度。 施威德勒型球面網(wǎng)殼：在肋環(huán)形基礎上加斜桿而組成。它大大提高了網(wǎng)殼的剛度，提高了抵抗非對稱荷載的能力。它適合于大、中跨度。 四、計算題 1、（15分）一實腹式軸心受壓柱，承受軸壓力3500kN（設計值），計算長度lox=10m，loy=5m，截面為焊接組合工字形，尺寸如圖所示，翼緣為剪切邊，鋼材為Q235，容許長細比150。要求： （1）驗算整體穩(wěn)定性&#