《高等鋼結(jié)構(gòu)》考試參考答案

#/6《高等鋼結(jié)構(gòu)》答案一、⑴根據(jù)《 》可知①對僅配橫向加勁肋，各區(qū)格局部穩(wěn)定按下式計(jì)算/o、Z、o、()2+(7^—)2+-V1oZocr cr c,cr其中o:所計(jì)算腹板區(qū)格內(nèi)，由平均彎矩產(chǎn)生的腹板計(jì)算高度邊緣的彎曲壓應(yīng)力;Z:所計(jì)算腹板邊緣區(qū)格內(nèi)，由平均剪力產(chǎn)生的腹板平均剪應(yīng)力；o:腹板計(jì)算高度邊緣的局部壓應(yīng)力cTOC\o"1-5"\h\zo其計(jì)算如下：當(dāng)九<0.85o=fc b cr當(dāng)0.85<X<1.25o=[1-0.75(九一0.85)]f

b cr b當(dāng)九>1,25o=1.1f/九2b cr bT計(jì)算如下：當(dāng)九<0.8T=fcr s crv當(dāng)0.8<X<1.2t=[1-0.59(九-0.8)]fs cr s v當(dāng)九>1.2T=1.1f/九2s cr vc1.一.…九計(jì)算如下：梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)受約束時(shí)九二(2h/1)—..'f/235b bcw177y1-.…梁受壓翼緣扭轉(zhuǎn)未受約束時(shí)九二(2h/1)--f/235bcw153'yh/1 . 九計(jì)算如下：當(dāng)a/h<1,0九=— °w=、,f/235s ° s41；'4+5.34(h/a)2'yo一 h/1 . 當(dāng)a/h>1.0九二一°w—：f/235TOC\o"1-5"\h\z°s41534+4(h/a)2 y°o 計(jì)算如下：當(dāng)九<0.9o=fc,cr c c,cr當(dāng)0.9〈九<1.2o=[1-0.79(九-0.9)]fc c,cr c當(dāng)九>1.2o=1.1f/九2c c,cr ch 一一一一 h/1 ——九計(jì)算如下：當(dāng)0.5<a/h<1.5九= °w ,f/235c °c28d10.9+13.4(1.83-a/h)3'y當(dāng)1.5<a當(dāng)1.5<a/h<2.0九° cff/235，Jy °w28J8.9-5a/h②同時(shí)用橫向加勁肋和縱向加勁肋加強(qiáng)的腹板，局部穩(wěn)定按下式計(jì)算:I受壓翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格oZo,( )2+(—―)2+—V1oZocr1 cr1 c,cr1o按照前述o計(jì)算，但九改為九；

cr1 cr b b1工按照前述工計(jì)算，但h改為hcr1 cr o 1o按照前述o計(jì)算，但九改為九c,cr1 c,cr b c1I受拉翼緣與縱向加勁肋之間的區(qū)格oZo(——)2+(—)2+-<1oZocr2 cr2 c,cr2o按照前述o計(jì)算，但九改為九；

cr2 cr b b2工按照前述工計(jì)算，但h改為h=h—hcr2 cr o 2 0 1o按照前述o計(jì)算，但h改為h，當(dāng)a/h>2,取a/h=2c,cr2 c,cr o 2 2 2③在受壓翼緣與縱向加勁肋之間沒有短加勁肋的區(qū)格oZo,( )2+(—―)2+—<1oZocr1 cr1 c,cr1工按照前述工計(jì)算，但ah改為ah

cr1 cr o 11o 按照前述o計(jì)算，但九改為九c,cr1 c,cr b c1⑵簡支梁上翼緣同時(shí)作用有集中荷載均布荷載整體穩(wěn)定系數(shù)的確定:4320Ahr;"""7""~ n3=0 [.1+(九t/44h)2+n]235/f=03bb九2WVy1,4.4hb ybb0y光因?yàn)閛=M-＜怫出0

pw bbxM x fpwb0x所以Mx0b1M+x+……=P0 b0b2MM

wf=八x

x0

b0于是有bM x sM_由梁截面特征計(jì)算參數(shù)并查表算得幾種荷載組合作用下的等效彎0bi矩系數(shù)由上述公式算得0b進(jìn)而求得Q(3)多跨連續(xù)梁中間跨先失穩(wěn)，但是因?yàn)槭艿竭吙缂s束，穩(wěn)定性比同跨簡支梁好，所以取最不利：中間跨按簡支計(jì)算。二、()壓桿失穩(wěn)的三種形式：彎曲屈曲、扭轉(zhuǎn)屈曲、彎扭屈曲彎曲屈曲臨界力：Ne=兀2EI/12扭轉(zhuǎn)屈曲臨界力：N=—(GJ+兀2EI/12)0y2 叩0彎扭屈曲臨界力：y2(N—N)(N—N)-N2y2=00yy。。 y。 y。s()對于綴條柱，將綴條視為平行弦桁架腹桿進(jìn)行計(jì)算，綴條的內(nèi)力N=y/nc0satb斜綴條常采用單角鋼。由于剪力的方向取決于桿的初彎曲，可以向左也可以向右。因此綴條可能受拉，可能受壓。綴條截面應(yīng)按軸心壓桿設(shè)計(jì)。由于角鋼只有一個(gè)角跟構(gòu)件連接，考慮到受力時(shí)的偏心作用，計(jì)算時(shí)將材料的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以一個(gè)折減系數(shù)y，在r計(jì)算長細(xì)比時(shí)，對于中間無連系的單角鋼綴條：取由角鋼截面的最小回轉(zhuǎn)半徑確定的長細(xì)比；對于中間有連系的單角鋼綴條，取由與角鋼平行或與其垂直的軸的長細(xì)比。橫綴條主要用于減少肢件的計(jì)算長度，其截面尺寸與斜綴條相同，也可按容許長細(xì)比確定，取較小截面。對于綴板柱，先按照單肢的長細(xì)比及其回轉(zhuǎn)半徑確定綴板之間的凈距離。為了滿足一定的剛度，綴板的尺寸應(yīng)該足夠大，規(guī)范規(guī)定在構(gòu)件同一截面處，綴板的線剛度之和不得小于柱分肢的線剛度的倍，綴板的剛度確定后，就可以得到綴板軸線之間的距離l在滿足綴板剛度的前提下，可以假定綴板和肢件組成多層剛架，綴板內(nèi)力由計(jì)算簡圖確定。如果一個(gè)綴板面分擔(dān)的剪力為V，那么綴板所受內(nèi)力T=y1/aM=y1/2b b b綴板用角焊縫與肢件相連，搭接長度一般為到。角焊縫承受剪力和彎矩的共同作用，若驗(yàn)算角焊縫后符合強(qiáng)度要求，則不必驗(yàn)算腹板強(qiáng)度。三、普通螺栓受剪連接中，每個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值，取以下二者的較小值：Nb=nfb Nb=d2tfbTOC\o"1-5"\h\zvv4vc c普通螺栓受拉連接中，每個(gè)螺栓承載力設(shè)計(jì)值Nb=吧;fbt4t同時(shí)受剪和受拉力的普通螺栓連接應(yīng)滿足：,；(N/Nb)2+(N/Nb)2<1N<Nb'vv tt v c高強(qiáng)螺栓摩擦型連接在抗剪連接中，每個(gè)高強(qiáng)螺栓承載力設(shè)計(jì)值： ，螺Nb=0.9n四尸vf

栓桿軸方向受拉的連接中每個(gè)高強(qiáng)螺栓承載力的設(shè)計(jì)值： ，同時(shí)承受剪力和Nb=0.8P拉力時(shí)，其承載力計(jì)算:t拉力時(shí)，其承載力計(jì)算:N/Nb+N/Nb<1vvtt高強(qiáng)螺栓承壓型連接其預(yù)拉力與摩擦型相同承壓型連接不應(yīng)用于直接承受動(dòng)荷載的結(jié)構(gòu)；抗剪連接中每個(gè)承壓型螺栓承載力設(shè)計(jì)值計(jì)算方法同普通螺栓，但在剪切面位于螺紋處時(shí)應(yīng)采用有效面積；在桿軸方向受拉的連接中，每個(gè)承壓型高強(qiáng)螺栓承載力設(shè)計(jì)值同普通螺栓；同時(shí)受剪力和桿軸方向拉力的承壓型高強(qiáng)螺栓應(yīng)滿足：：（N/Nb）2+（N/Nb）2<1n<Nb/1.2vV tt v c由此可見，普通螺栓受剪連接時(shí)依靠栓桿承壓和抗剪傳遞剪力，擰緊螺帽時(shí)產(chǎn)生的預(yù)拉力很小，高強(qiáng)螺栓承壓型連接擰緊螺帽產(chǎn)生很大預(yù)拉力，可以理解為高強(qiáng)的普通螺栓，高強(qiáng)螺栓摩擦型連接擰緊螺帽產(chǎn)生很大的預(yù)拉力，由此產(chǎn)生了板件間很大的摩擦力，產(chǎn)生孔前傳力效果。四、剛架支持體系的組成：橫向水平支撐：在兩個(gè)相鄰屋架之間（或屋架和山墻之間）的屋架上弦或下弦平面內(nèi)沿房屋橫向設(shè)置的水平桁架柱間支撐：為保證建筑結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定、提高側(cè)向剛度和傳遞縱向水平力而在相鄰兩柱之間設(shè)置的連系桿件水平系桿：在剛架結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)折處剛架支撐的布置原則：屋蓋橫向支撐宜設(shè)在溫度區(qū)間端部的第一個(gè)或第二個(gè)開間。當(dāng)端部支撐設(shè)在第二個(gè)開問時(shí)，在第一個(gè)開問的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。（）柱間支撐的間距應(yīng)根據(jù)房屋縱向往距、受力情況和安裝條件確定。當(dāng)無吊車時(shí)宜取? 5當(dāng)有吊車時(shí)宜設(shè)在溫度區(qū)段中部，或當(dāng)溫度區(qū)段較長時(shí)宜設(shè)在三分點(diǎn)處，且間距不宜大于0（）當(dāng)建筑物寬度大于 時(shí)，在內(nèi)柱列宜適當(dāng)增加柱間支撐。（）當(dāng)房屋高度相對于柱間距較大時(shí)，柱間支撐宜分層設(shè)置。（）在剛架轉(zhuǎn)折處（單跨房屋邊往柱頂和屋脊，以及多跨房屋某些中間柱柱頂和屋脊）應(yīng)沿房屋全長設(shè)置剛性系桿。（）剛性系桿可由擦條兼作，此時(shí)檁條應(yīng)滿足對壓彎桿件的剛度和承載力要求。當(dāng)不滿足時(shí)，可在剛架斜梁問設(shè)置鋼管、型鋼或其它截面的桿件。圖9/5門式剛架柱腳型式圖9/5門式剛架柱腳型式f。）一對錨桎的較接柱腳+（4）兩對錨栓的校接柱牌；（c）贊加勁肋的剛接柱腳；（rf）帶鞋梁的闞接柱腳."imu「im, f=,nnri-7,f=.nnn.. ^nnn-a,unnn..二nm，11111111 11111G1G，G1GG1uuus一uuud."imu「im, f=,nnri-7,f=.nnn.. ^nnn-a,unnn..二nm，11111111 11111G1G，G1GG1uuus一uuud五、工字型截面簡支梁，在梁兩端作用有繞梁慣性矩較大主軸（強(qiáng)軸）的彎矩當(dāng)此彎矩較小的時(shí)候，梁僅在玩具作用平面內(nèi)彎曲，當(dāng)彎矩增大到某一數(shù)值時(shí)，梁將突然發(fā)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)，并喪尸繼續(xù)承載的能力，即發(fā)生了梁的彎扭屈曲，喪失整體穩(wěn)定。失穩(wěn)的原因是：上翼緣在壓力作用下類似一根軸心壓桿，在達(dá)到臨界狀態(tài)時(shí)出現(xiàn)側(cè)向彎曲，腹板忽然下議院雖有一點(diǎn)約束作用，但最終還是被帶動(dòng)一起位移，形成整個(gè)截面?zhèn)葟澕优まD(zhuǎn)。有橫向荷載作用的梁，當(dāng)荷載增大到某一數(shù)值時(shí)同樣會喪失整體穩(wěn)定。這種使梁喪失整理穩(wěn)定的彎矩或荷載稱之為臨界彎矩或臨界荷載。橫向荷載的臨界值和它作用的位置有關(guān)。荷載作用在上翼緣時(shí)，在梁產(chǎn)生微笑轉(zhuǎn)動(dòng)和側(cè)向位移的情況下，荷載將產(chǎn)生繞剪心的附加扭矩并對梁側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)產(chǎn)生促進(jìn)作用，使梁加速喪失整體穩(wěn)定，那么，后者的臨界荷載或臨界彎矩高于前者。防治措施：簡支梁端部構(gòu)造應(yīng)能保證梁端彎曲和翹曲不受約束，但同時(shí)還應(yīng)保證梁端不能扭轉(zhuǎn)，這樣，計(jì)算臨界彎矩時(shí)的邊界條件才能滿足。理想的構(gòu)造方式是除了采用水平刀口支座外，采用夾支。在實(shí)際工程中并不采用這種構(gòu)造。防止扭轉(zhuǎn)的最有效方式是不近把下翼緣連與支座，在上翼緣端部也用板連與支撐構(gòu)件來阻止側(cè)向移動(dòng)，。高度不很大的梁可以用梁端的橫向加勁肋來防止扭轉(zhuǎn)。簡支梁采用理想支座，梁端翹曲完全沒有受到約束。約束簡支梁梁端翹曲的最有效方法是焊上兩塊與腹板同樣高度的槽鋼或者角鋼，槽鋼既焊于梁腹板又焊于翼緣，在兩翼緣之間形成一個(gè)桶裝構(gòu)件，對抗扭性能較好。對于跨度比較大的梁，可以通過設(shè)置側(cè)向支撐的方法降低其受壓翼緣自由長度與寬度的比值，提供對扭轉(zhuǎn)和側(cè)向彎曲的約束防止失穩(wěn)。六、國內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢國內(nèi)二十世紀(jì)八十年代初到九十年代末，剛才用量約萬，資金億元。代表作:上海金貿(mào)大廈世界第三高樓，國際領(lǐng)先水平的深圳賽格大廈；國產(chǎn)鋼材，國內(nèi)設(shè)計(jì)、制造施工高的大連世貿(mào)中心。但是，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)在產(chǎn)能與結(jié)構(gòu)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范、企業(yè)管理水平與技術(shù)水平、從業(yè)人員素質(zhì)以及整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的銜接等許多方面還有不少問題，比如：產(chǎn)能與結(jié)構(gòu)的缺陷，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范不完善，行業(yè)管理跟不上發(fā)展的步伐，新技術(shù)、新工藝、新材料的推廣應(yīng)用尚有不足，從業(yè)人員素質(zhì)要進(jìn)一步提高。國外輕鋼結(jié)構(gòu)已成為發(fā)達(dá)國檢的主要建筑架構(gòu)形式。近年來，世界鋼鐵總量的增加和國際均需用鋼量的下降，促使各國拓展改那個(gè)結(jié)構(gòu)使用范圍，各國建筑用鋼量在剛才總小號量中的比例明顯提高，一般在百分之三十左右。國外鋼鐵工業(yè)發(fā)展較早，給建筑用鋼提供了豐富的物資基礎(chǔ)。對鋼結(jié)構(gòu)本身的優(yōu)越性有