建筑房屋鋼結(jié)構(gòu)復(fù)習(xí)題及參考答案

第2頁共10頁《房屋鋼結(jié)構(gòu)》課程復(fù)習(xí)資料一、填空題：1.門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)開間時(shí)，在第一個(gè)開間的相應(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=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.吊車梁承受橋式吊車產(chǎn)生的三個(gè)方向荷載作用，即、和。18.門式剛架的構(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.0.5LB.0.7LC.0.9LD.1.0L6.屋架上弦橫向水平支撐之間的距離不宜大于[]A.120mB.80mC.60mD.40m7.門式剛架的柱腳，當(dāng)有橋式吊車或剛架側(cè)向剛度過弱時(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.1/20—1/8B.1/30—1/8C.1/20—1/5D.1/30—1/510.螺栓排列應(yīng)符合構(gòu)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.2B.3C.4D.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)吊車梁所受荷載作用，對(duì)于吊車額定起重量Q≤30t，跨度l≤6m，工作級(jí)別為Al～A5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(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過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.0.5kN／m2B.0.4kN／m2C.0.3kN／m2D.0.2kN／m214.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()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.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、問答題：1.試述屋面支撐的種類及作用。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)述輕型門式鋼架結(jié)構(gòu)中屋面檁條的布置原則5.簡(jiǎn)述輕型門式鋼架結(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.舉出兩種常見的網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的基本形式，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2L50X5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=2.38cm，設(shè)計(jì)強(qiáng)度f=215N/mm2，[λ]=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10.9及摩擦型高強(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215kN/mm2,抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為125kN/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［λ］＝150。要求：（1）驗(yàn)算整體穩(wěn)定性（2）驗(yàn)算局部穩(wěn)定性參考答案一、填空題：1.1/20-1/82.屋蓋橫向支撐3.剛性4.受壓屈曲，屈曲后強(qiáng)度5.隅撐6.墊板7.穩(wěn)定，強(qiáng)度8.0.8，1.09.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。11.0.9L12.焊透的k型坡口焊縫13.60m14.橫向支撐點(diǎn)15.剛性，柔性16.217.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.A2.A3.D4.B5.D6.C7.B8.D9.A10.AB11.A12.A13.AC14.C15.C16.C17.B18.C三、問答題：1.試述屋面支撐的種類及作用。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(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：承受山墻傳來的風(fēng)荷載。布置要求：上弦橫向水平支撐的間距不宜超過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)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐（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)在端部第二開間，在第一開間的相應(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)格形心的投影線上，與上弦網(wǎng)格四個(gè)節(jié)點(diǎn)用斜腹桿相連。通過改變上下弦的位置、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，以及施工過程中由一側(cè)開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.變截面門式剛架為什么不能采用塑性設(shè)計(jì)？答：變截面門式剛架達(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)稱或雙軸對(duì)稱的平面形式。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σ=156.3N/mm2<f=215N/mm2長(zhǎng)細(xì)比要求lox=2720mmloy=3400mmλx=177.8<[λ]=350λy=142.8<[λ]=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)稱軸為x：Ix=6.55x106mm4Ix=(Ix/A))1/2=39.4mm，λx=l0/Ix=32.5。T型截面屬C類，查表得ψ=0.887N/(ψA)=205.7N/mm2<f=215N/mm2