東南大學(xué) 房屋鋼結(jié)構(gòu)

1、房屋鋼結(jié)構(gòu)課程復(fù)習(xí)資料一、填空題：1.門(mén)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(kāi)間，應(yīng)同時(shí)設(shè)置 ，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(gè)開(kāi)間時(shí)，在第一個(gè)開(kāi)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(jì)時(shí)，為了節(jié)省鋼材，允許板件 ，并利用其 強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)。5.當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時(shí)，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(gè)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(jì)算長(zhǎng)度Lox=

2、 L，在屋架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度Loy= L，其中L為桿件的幾何長(zhǎng)度。9.拉條的作用是 。10.實(shí)腹式檁條可通過(guò)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(shí)它的計(jì)算長(zhǎng)度是 。12.設(shè)計(jì)吊車(chē)梁時(shí)，對(duì)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(chē)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(jì)算長(zhǎng)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(gè)側(cè)向固定點(diǎn)之間的墊板數(shù)不宜少于 個(gè)。17.吊車(chē)梁承受橋

3、式吊車(chē)產(chǎn)生的三個(gè)方向荷載作用，即 、 和 。18.門(mén)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(guò)規(guī)定則需設(shè)置 。19.高層建筑一般由 荷載控制設(shè)計(jì)，大跨度結(jié)構(gòu)一般由 荷載控制設(shè)計(jì)。20.壓型鋼板組合樓板中，鋼梁上翼緣通長(zhǎng)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(gè)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 。二、不定項(xiàng)選擇題：1.梯形鋼屋架受壓桿件其合理截面形

4、式，應(yīng)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(jì)算長(zhǎng)度相等2.普通鋼屋架的受壓桿件中，兩個(gè)側(cè)向固定點(diǎn)之間 A.墊板數(shù)不宜少于兩個(gè) B.墊板數(shù)不宜少于一個(gè)C.墊板數(shù)不宜多于兩個(gè) D.可不設(shè)墊板 3.梯形鋼屋架節(jié)點(diǎn)板的厚度，是根據(jù)( )來(lái)選定的。 A.支座豎桿中的內(nèi)力 B.下弦桿中的最大內(nèi)力 C.上弦桿中的最大內(nèi)力 D.腹桿中的最大內(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(檁托)上？ A.一個(gè)普通螺栓 B.兩個(gè)普通螺栓 C.安裝焊縫 D.一個(gè)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(交叉點(diǎn)不作

5、為節(jié)點(diǎn))為L(zhǎng).,按拉桿設(shè)計(jì)時(shí)，支撐平面外的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)為下列何項(xiàng)所示？ A.0.5L B.0.7L C.0.9L D.1.0L 6.屋架上弦橫向水平支撐之間的距離不宜大于 A.120m B.80m C.60m D.40m7.門(mén)式剛架的柱腳，當(dāng)有橋式吊車(chē)或剛架側(cè)向剛度過(guò)弱時(shí)，則應(yīng)采用( )柱腳。 A.鉸接 B.剛接 C.剛接或鉸接8.當(dāng)實(shí)腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時(shí)，必須在受壓翼緣兩側(cè)布置 A.拉桿 B.系桿 C.檁托 D.隅撐9.門(mén)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.1/201/8 B.1/301/8 C.1/201/5 D.1/301/510.螺栓排列應(yīng)符合構(gòu)

6、造要求，通常螺栓端距不應(yīng)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.511.梯形屋架下弦桿常用截面形式是兩個(gè) 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(zhǎng)邊相連，長(zhǎng)邊尖向下 D.等邊角鋼相連12.根據(jù)吊車(chē)梁所受荷載作用，對(duì)于吊車(chē)額定起重量Q30t，跨度l6m，工作級(jí)別為AlA5的吊車(chē)梁，宜采用( )的辦法，用來(lái)承受吊車(chē)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(dòng)梁 D.設(shè)制動(dòng)桁架13.當(dāng)采用壓型鋼板輕型屋面時(shí),屋面豎向均布活荷載的標(biāo)準(zhǔn)值(按水平投影面積計(jì)算)應(yīng)取( )；對(duì)受荷水平投影面積超

7、過(guò) 60m2的剛架結(jié)構(gòu)，計(jì)算時(shí)采用的豎向均布活荷載標(biāo)準(zhǔn)值可取 A.0.5kNm2 B.0.4kNm2 C.0.3kNm2 D.0.2kNm2 14.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 15.實(shí)腹式檁條可通過(guò)( )與剛架斜梁連接。 A.拉桿 B.系桿 C.檁托 D.隅撐16.屋架設(shè)計(jì)中，積灰荷載應(yīng)與( )同時(shí)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的較大值 D.屋面活荷載和雪荷載 17.在設(shè)置柱間支撐的開(kāi)間，應(yīng)同時(shí)設(shè)置( )，以構(gòu)成幾何不變體系。 A.屋蓋縱向支撐 B.屋蓋橫向支撐 C.剛性系桿 D.柔性系桿18.

8、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。 A.強(qiáng)度 B.剛度 C.整體穩(wěn)定 D.局部穩(wěn)定三、問(wèn)答題：1.試述屋面支撐的種類(lèi)及作用。2.試述空間桿系有限元法的基本假定。3.試述上弦橫向水平支撐的作用及布置要求。4.簡(jiǎn)述輕型門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)中屋面檁條的布置原則5.簡(jiǎn)述輕型門(mén)式鋼架結(jié)構(gòu)中支撐和剛性系桿的布置原則。6.為何冷彎薄壁構(gòu)件在其強(qiáng)度和穩(wěn)定性計(jì)算公式中截面特性以有效截面為準(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(zhǎng)肢相并的T型截面？8.簡(jiǎn)述單層門(mén)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)。9.舉出兩種常見(jiàn)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的基

9、本形式，并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。10.高層鋼結(jié)構(gòu)體系的主要類(lèi)型。11.在進(jìn)行梯形屋架設(shè)計(jì)時(shí)，為什么要考慮半跨荷載作用？12.變截面門(mén)式剛架為什么不能用塑性設(shè)計(jì)？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(dòng)呢？四、作圖題：1.完成下列主次梁鉸接和剛接連接。2.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)。4.完成下圖中的上弦拼接節(jié)點(diǎn)。五、計(jì)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(zhǎng)度L=3400mm，桿件采用2L50 X 5角鋼，其截面面積A=9.6cm2，繞x，y軸的回轉(zhuǎn)半徑分別為ix=1.53cm，iy=2.3

10、8cm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度f(wàn)=215N/mm2，=350，試確定在此條件下AB桿是否能夠滿足要求。2.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(duì)接焊縫與柱相連（焊接時(shí)未用引弧板），腹板通過(guò)10.9級(jí)摩擦型高強(qiáng)螺栓M20和角鋼連接于柱.計(jì)算時(shí)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(jì)值分別為100kN·m和42kN。焊縫抗拉、抗壓和抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值均為215N/mm2,抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為125N/mm2，螺栓預(yù)應(yīng)力為155kN，抗滑移系數(shù)為0.45。（1）試驗(yàn)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。3.軸心受

11、壓柱，軸心壓力設(shè)計(jì)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(jì)值fc=8N/mm2,底板單個(gè)錨栓孔面積A0=594mm2,靴梁厚度14mm，與柱焊接角焊縫hf=10mm,fwf=160N/mm2。4.一實(shí)腹式軸心受壓柱，承受軸壓力3500kN（設(shè)計(jì)值），計(jì)算長(zhǎng)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(zhǎng)細(xì)比150。要求：（1）驗(yàn)算整體穩(wěn)定性（2）驗(yàn)算局部穩(wěn)定性第11頁(yè)共11頁(yè)參考答案一、填空題：1.1/20-1/8 2.屋蓋橫向支撐 3.剛性 4.受壓屈曲，

12、屈曲后強(qiáng)度 5.隅撐 6.墊板 7.穩(wěn)定，強(qiáng)度 8.0.8，1.0 9.防止檁條變形和扭轉(zhuǎn)并且提供x軸方向的中間支撐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。 11.0.9L 12.焊透的k型坡口焊縫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、平行弦桿22.螺栓直徑、螺栓擰入球體的長(zhǎng)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：1.A 2.A 3.D 4.B 5.D 6.C 7.B 8.D 9.A 10.AB11

13、.A 12.A 13.AC 14.C 15.C 16.C 17.B 18.C三、問(wèn)答題：1.試述屋面支撐的種類(lèi)及作用。答：種類(lèi)：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(guò)程中的穩(wěn)定性。2.試述空間桿系有限元法的基本假定。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(lái)的風(fēng)荷

14、載。布置要求：上弦橫向水平支撐的間距不宜超過(guò)60m。當(dāng)房屋縱向長(zhǎng)度較大時(shí)，應(yīng)在房屋長(zhǎng)度中間再加設(shè)置橫向水平支撐。4.簡(jiǎn)述輕型門(mén)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(shí)，應(yīng)在檁條跨中位置設(shè)置拉條。當(dāng)檁條跨度大于6m時(shí)，應(yīng)在檁條跨度三分點(diǎn)處各設(shè)置一道拉條。5.簡(jiǎn)述輕型門(mén)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(gè)溫度區(qū)段或分期建設(shè)區(qū)段）的端部第一或第二個(gè)開(kāi)間，設(shè)置柱間支撐；柱間支撐的間距一般取30-45m，當(dāng)房屋較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在中部增設(shè)柱間支撐；當(dāng)房屋寬度大于60m時(shí)，內(nèi)列柱宜適當(dāng)設(shè)置柱間支撐；當(dāng)房屋高度較大時(shí)，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置。 在設(shè)置柱間支撐的開(kāi)間，應(yīng)同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向

15、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(zhǎng)設(shè)置剛性系桿；若端部支撐設(shè)在端部第二開(kāi)間，在第一開(kāi)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(jì)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(lèi)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(jì)算公式中截面特性一般以有效截面為準(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(zhǎng)肢相并的T型截面？答：為了使兩個(gè)主軸的回轉(zhuǎn)半徑與桿件在屋架平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度相配合，而使兩個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比接近，以達(dá)到

16、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(jiǎn)述單層門(mén)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：?jiǎn)螌娱T(mén)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(jiàn)的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的基本形式，并簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。答：平面桁架系網(wǎng)架：此類(lèi)網(wǎng)架上下弦桿長(zhǎng)度相等，上下弦桿與腹桿位于同一垂直平面內(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

17、上，與上弦網(wǎng)格四個(gè)節(jié)點(diǎn)用斜腹桿相連。通過(guò)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(lèi)型？答：框架結(jié)構(gòu)體系，框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系，框架支撐結(jié)構(gòu)體系，框架核心筒結(jié)構(gòu)體系。11.梯形屋架設(shè)計(jì)時(shí)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(shí)受拉而在半跨荷載時(shí)可能變成受壓，半跨荷載是指活荷載、雪荷載或某些廠房的積灰荷載作用在屋蓋半邊的情況，以及施工過(guò)程中由一側(cè)開(kāi)始安裝大型 屋面板所所產(chǎn)生的情況。所以內(nèi)力計(jì)算除按滿跨荷載計(jì)算外，還要按半跨荷載進(jìn)行計(jì)算，以便找出各個(gè)桿件可能的最不利內(nèi)力。12.變截面門(mén)式剛架為什么不能采用塑性設(shè)計(jì)？答

18、：變截面門(mén)式剛架達(dá)到極限承載力時(shí)，可能會(huì)在多個(gè)截面處形成塑性鉸而使剛架瞬間形成機(jī)動(dòng)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(shì)，為減小風(fēng)荷載下扭轉(zhuǎn)振動(dòng)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(dòng)：采用中心對(duì)稱(chēng)或雙軸對(duì)稱(chēng)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)。4.完成下圖中的上弦拼接節(jié)點(diǎn)。五、計(jì)算題：1.解：強(qiáng)度要求 =156.3N/mm2<f=215N/mm2 長(zhǎng)細(xì)比要求lox=2720mm loy=3400mm x=177.8<=350 y=142.8<=350 強(qiáng)度、剛度都滿足要求。計(jì)算支撐加勁肋整體穩(wěn)定性時(shí)，面積包括兩側(cè)各范圍內(nèi)腹板。 對(duì)于本題僅右側(cè)15x10=150mm范圍。 此時(shí)：A=170x16+150x10=4220mm2。 設(shè)水平對(duì)稱(chēng)軸為x：Ix=6.55x106mm4 Ix=(Ix/A)1/2=39.4mm ，x=l0/Ix=32.5。 T型截面屬C類(lèi)，查表得=0.887 N/(A)=205.7N/mm2<f=215N/mm2 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(jì)算，剪力全部由腹板承擔(dān)。 梁截面慣性矩：I=21609c