钢结构设计基础(成教1)
③ ① ② ③
1 ）页 闭 ）卷 120 ）分钟
一、选择题（每题2分，共20分）
1．碳素结构钢的牌号Q235是根据材料的________命名的。
A ．可焊性 B. 屈服强度 C. 设计强度 D. 伸长率 2. 钢材的冷加工硬化(应变硬化),使____________
A. 强度提高, 塑性、韧性下降
B. 强度、塑性、韧性均下降
C. 塑性下降，强度、韧性提高
D. 强度、塑性、韧性均提高 3. 单向受弯梁失去整体稳定时是__________形式的失稳。
A. 弯曲
B. 扭转
C. 弯扭
D. 双向弯曲 4. 验算组合梁刚度时，荷载通常取____________
A. 标准值
B. 设计值
C. 组合值
D. 最大值 5．确定梁的经济高度的原则是____________
A. 制造时间最短
B. 用钢量最省
C. 最便于施工
D. 免于变截面的麻烦 6. 当简支梁截面允许出现部分塑性时,受压翼缘自由外伸宽度b 1与其厚度t 之比为_________ A. 9 B. 13 C. 15 D. 18 7. 在动荷载作用下，侧焊缝的计算长度不宜大于__________
A. 60f h
B. 40f h
C. 80f h
D. 120f h 8. 屋盖中设置的刚性系杆___________
A. 只能受压
B. 只能受拉
C. 可以受弯
D. 可以受压和受拉 9.一个普通剪力螺栓在抗剪连接中的承载力是________________
A. 螺杆的抗剪承载力
B. 被连接构件（板）的承压承载力
C. 前两者中的较大值
D. 前两者中的较小值 10.梁的支承加劲肋应设置在_________
A. 弯曲应力大的区段
B. 剪应力大的区段
C. 上翼缘或下翼缘有固定荷载作用的部位
D. 有吊车轮压的部位 二、填空题（每空1分，共15分）
1. 钢材力学性能主要有：强度、塑性、______________和_____________等。
2. 钢材中含硫量太多会引起钢材的______________；含磷量太多会引起钢材的________________。
3. 钢材在250°C 左右时抗拉强度略有提高，塑性却降低的现象称为___________现象。
①②③
4.在普通碳素钢中，随着含碳量的增加，钢材的屈服点和极限强度________，塑性_________,韧性________,可焊性_________，
疲劳强度___________。
5.受静力荷载的构件，当所用钢材具有良好的塑性时，焊接残余应力并不影响构件的_____________。
6.角焊缝的焊脚尺寸
h（mm）不得小于_________,t为较厚焊件的厚度（mm），且焊脚尺寸不宜大于较薄焊件厚度的______倍。
f
7. 在8.8高强度螺栓性能等级中：8代表__________________________，0.8代表_________________。
三、简答题（共30分）
1.简述普通螺栓与高强度螺栓的区别。（8分）
2. 简述钢结构的特点。（7分）
2.屋盖支撑的作用有哪些？（6分）
4.梁的加劲肋设置规则有哪些？（9分）
① ② ③四、计算题（35分）
1. 验算截面如图所示的两端铰接的轴心受压柱的整体稳定。柱所承受的压力设计值N=1000KN ，计算长度cm l cm l oy ox 210,420==，
材料为Q235钢，抗压设计强度值f=215N ∕mm 2，容许长细比[]150=λ（17分）
2．钢板对接接头如图所示，钢材Q235，承受设计值扭矩T=48KNm ，剪力V=250KN ，轴心力N=300KN ，采用C 级螺栓，螺栓直径d=20mm ，孔径d 0=21.5mm 。22
/170/130mm N f mm N f b c b v ==（18分）
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钢结构设计 学习指南
学习指南 1、课程的重要性和学习目标 本课程是土木工程专业的一门重要的专业课，是一门理论和实际结合较强的课程。通过本课程的学习，在钢结构基本原理的基础上掌握常用钢结构的设计计算方法，为今后从事钢结构设计、施工与安装等奠定坚实的基础，养成基本的工程设计能力。 2、前导课程 材料力学、结构力学、房屋建筑学、土力学与地基基础、建筑结构与选型、荷载与结构设计方法、建筑施工、建筑结构CAD、工程抗震、钢结构基本原理。 3、后续课程 后续课程为钢结构课程设计、钢结构毕业设计实践教学环节，通过课程学习掌握钢结构构件及整体结构的内力计算及组合、杆件验算、节点计算、钢结构图纸绘制及表达，具备从事钢结构设计的基本素质和能力。 4、必要学习工具 绘图工具：AutoCAD； 计算分析工具：Ansys、Sap、Abaqus； 设计工具：PKPM、MTS、天正等建筑、结构分析软件。 5、课程能力点 在学习“钢结构基本原理”的基础上，走向应用阶段，即通过本课程的学习，系统地掌握钢结构的基本计算方法和应用技能，具备进行轻型门式刚架结构、重型单层工业厂房钢结构、多层房屋钢结构及高层房屋钢结构等设计计算的能力，了解相关的设计依据、成果及施工验收等知识，同时也为从事建筑钢结构制造、安装及施工管理打下必要的基础。 6、学习方法 以规范为依据，以教材为基础，借助课堂和网络资源，结合理论课、案例实训课及已完成的实习实践环节，认真做好预习、复习、作业、阅读等课外学习，积极参与课堂或课下讨论、科技创新活动、结构设计大赛等活动，提高综合应用能力。
7、与课程相关的国家标准及图集 [1] 钢结构设计规范GB 50017-2003.北京：中国计划出版社，2003 [2] 建筑结构荷载规范GB 50009-2012.北京：中国建筑工业出版社，2012 [3] 建筑抗震设计规范GB 50011-2010. 北京：中国建筑工业出版社，2010 [4] 冷弯薄壁型钢结构技术规范GB 50018-2002. 北京：中国计划出版社，2002 [5] 门式刚架轻型房屋钢结构技术规程CECS 102：2002. 北京：中国计划出版社，2003 [6] 高层民用建筑钢结构技术规程 JGJ 99-98. 北京：中国建筑工业出版社，1998 [7] 钢结构工程施工质量验收规范GB50205_2001.北京：中国建筑工业出版社，2002 [8] 建筑钢结构焊接技术规程JGJ 81-2002. 北京：中国建筑工业出版社，2002 [9] 12m实腹式钢吊车梁-轻级工作制05G514-1 [10] 12m实腹式钢吊车梁-中级工作制05G514-2 [11] 12m实腹式钢吊车梁-中级工作制05G514-3 [12] 12m实腹式钢吊车梁-重级工作制05G514-4 [13] 单层房屋钢结构节点构造详图(工字型截面钢柱柱脚连接)06SG529-1 [14] 吊车轨道联结及车挡05G525 [15] 多高层民用建筑钢结构节点构造详图01(04)SG519 [16] 钢吊车梁(H型钢_工作级别A1-A5)08SG520-3 [17] 钢结构建筑构造图集CDI02J [18] 钢抗风柱10SG533 [19] 钢梯02J401 [20] 轻型屋面梯形钢屋架（圆钢管、方钢管）06SG515-1 [21] 轻型屋面梯形钢屋架（剖分T型钢）06SG515-2 [22] 轻型屋面梯形钢屋架01SG515 [23] 梯形钢屋架05G511 [24] 柱间支撑05G-336 [25] 压型钢板、夹芯板屋面及墙体建筑构造01J925-1 [26] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册(上册).北京：北京：中国建筑工业出版社，2004 [27] 《钢结构设计手册》编辑委员会.钢结构设计手册(下册).北京：北京：中国建筑工业出版社，2004
钢结构平台设计计算书
钢结构平台设计计算书 Prepared on 22 November 2020
哈尔滨工业大学（威海）土木工程钢结构课程设计计算书 姓名：田英鹏 学1 指导教师：钱宏亮 二零一五年七月 土木工程系
钢结构平台设计计算书 一、设计资料 某厂房内工作平台，平面尺寸为18×9m 2（平台板无开洞），台顶面标 高为 +，平台上均布荷载标准值为12kN/m 2，设计全钢工作平台。 二、结构形式 平面布置，主梁跨度9000mm ，次梁跨度6000mm ，次梁间距1500mm ，铺 板宽600mm ，长度1500mm ，铺板下设加劲肋，间距600mm 。共设8根柱。 图1 全钢平台结构布置图 三、铺板及其加劲肋设计与计算 1、铺板设计与计算 （1）铺板的设计 铺板采用mm 6厚带肋花纹钢板，钢材牌号为Q235，手工焊，选用E43 型焊条，钢材弹性模量25N/mm 102.06E ?=，钢材密度 33kg/mm 1085.7?=ρ。 （2）荷载计算 平台均布活荷载标准值： 212q m kN LK =
6mm 厚花纹钢板自重： 2D 0.46q m kN K = 恒荷载分项系数为，活荷载分项系数为。 均布荷载标准值： 2121246.0q m kN k =+= 均布荷载设计值： 235.174.1122.146.0q m kN k =?+?= （3）强度计算 花纹钢板0.25.26001500a b >==，取0.100α=，平台板单位宽度最大弯矩设计值为： （4）挠度计算 取520.110, 2.0610/E N mm β==? 设计满足强度和刚度要求。 2、加劲肋设计与计算 图2 加劲肋计算简图 （1）型号及尺寸选择 选用钢板尺寸680?—，钢材为Q235。加劲肋与铺板采用单面角焊缝，焊角尺寸6mm ，每焊150mm 长 度后跳开50mm 。此连接构造满足铺板与加 劲肋作为整体计算的条件。加劲肋的计算截面为图所示的T 形截面，铺板计算宽度为15t=180mm ，跨度为。 （2）荷载计算 加劲肋自重: m kN 003768.05.7866.008.0=?? 均布荷载标准值： m kN k 51.7003768.06.05.12q =+?= 均布荷载设计值： m kN d 455.1003768.02.16.035.17q =?+?= （3）内力计算 简支梁跨中最大弯矩设计值 支座处最大剪力设计值
钢结构厂房基础设计
钢结构厂房基础设计
.8.基础设计 3.8.1基础的选择 由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构，荷载较小，所以选择基 础形式为钢筋混凝土独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002 中8.2.2其构造要求是： 1、锥形基础的边缘高度不小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm； 2、基础下垫层不小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10； 3、底板受力钢筋直径不小于10mm，间距不小于100mm，不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于40mm； 4、基础混凝土强度等级不低于C20。 所以，在本设计中，采用柱下独立基础，在结构的每根柱下均设基础，基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋，垫层为100mm厚C10混凝土。 3.8.2基础埋深 根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中 的持力层深度，选定基础埋深为自天然地面下1.5，基础下设100mm厚C10混凝土垫层，所以垫层底面标高为-1.9m（室内外高差为300mm）。 3.8.3基础设计 3.8.3.1 确定基底尺寸 弯矩最大一组： 荷载设计组合值 192.59 -59.67 -143.78 M kN m V kN N kN =? ?? ?? = ?? ?? = ?? ，荷载标准组合值 154.92 =-48.14 116.86 M kN m V kN N kN =? ?? ?? ?? ?? =- ?? 。
偏心荷载下由恒荷载起控制作用的荷载效应的基本组合时 0,max 6(91.80116.86)60.741.351 1.35149.29124k j F e p kPa lb l +?????=?+=?+= ? ??? ?? max ,j p ——基底净反力设计值的最大值； 0e ——净偏心距，0154.920.7491.8116.86 k k M e F ===+ 此时0280024501700c a h mm l +=+?=<，0252024501420c b h mm b +=+?=< 所以，[]2(0.520.452)3(20.40.45)2 2.54l A m =+?+?--÷= 冲切力为：,max 49.29 2.54125.20l j l F p A kN ==?=
钢结构课程设计指导书(详细版)
钢结构课程设计指导书 （梯形钢屋架） 土木工程学院钢结构教研室
钢结构课程设计指导书 绪言课程设计目的要求 课程设计是一个重要的教学过程，是对学生知识和能力的总结。要求学生通过钢结构课程设计，进一步了解钢结构的结构型式、结构布置和受力特点，掌握钢结构的计算简图、荷载组合和内力分析，掌握钢结构的构造要求等。要求在老师的指导下，参考已学过的课本及有关资料，综合应用钢结构的材料、连接和基本构件的基本理论、基本知识，进行整体钢结构设计计算，并绘制钢结构施工图。 第一节 钢结构课程设计题目 一、设计题目 某24m跨度车间钢屋架设计。 二、 设计任务 1、选择钢屋架的材料 2、确定屋架形式及几何尺寸 3、屋盖及支撑的布置 4、钢屋架的结构设计 5、绘制钢屋架施工图及材料表 三、 设计资料 某厂一金工车间跨度24m，长度为90m，柱距6m，内设两台50/5t中级工作制桥式吊车，设防烈度为7度。屋面采用1.5×6.0m大型屋面板。20mm厚水泥砂浆找平，上铺80mm厚泡沫混凝土保温层；三毡四油防水层，上铺小石子。屋面坡度i=1/10。屋面活荷载标准值0.7kN/m2，雪荷载标准值0.5 kN/m2，积灰荷载标准值0.3 kN/m2。屋架铰接于钢筋混凝土柱上，上柱截面b×h=400×400mm，混凝土强度等级为C20。 第二节 钢屋架设计计算 一、材料选择 根据荷载性质，钢材可采用Q235-A.F，要求保证屈服强度、抗拉强度、伸长率、冷弯试验及碳、硫、磷含量合格。屋架连接方法采用焊接，焊条可选用
E43型，手工焊。 二、屋架形式及几何尺寸 因屋面采用混凝土大型屋面板，屋面坡屋i＝1／10，故宜采用梯形屋架。 屋架计算跨度应取l。=l-2×150=24000-300=23700mm。 屋架端部高度H。与屋架中部高度及屋面坡度相关，我国常将H。取为1.8～2.1m等较整齐的数值，以利多跨屋架时的屋面构造。可取H。=1990mm。 为使屋架上弦只受节点荷载，腹杆体系采用节间为3m的人字形式，屋面板传来的荷载，正好作用在节点上，使之传力更好。 屋架跨中起拱l／500 ，可取50mm。 三、支撑布置 根据车间长度，屋架跨度，荷载情况，以及吊车设置情况，宜布置三道上、下弦横向水平支撑，垂直支撑和系杆，屋脊节点及屋架支座处沿厂房通长设置刚性系杆，屋架下弦沿跨中通长设一道柔性系杆。凡与支撑连接的屋架可编号为GWJ—2，其它编号均为GWJ—l。 四、荷载和内力计算 1、荷载计算 屋面活荷载与雪载一般不会同时出现，可取其中较大者进行计算。 屋架沿水平投影面积分布的自重（包括支撑）可按经验公式计算。 荷载计算中，因屋面坡度较小，风荷载对屋面为吸力，对重屋盖可不考虑，所以各荷载均按水平投影面积计算。 2．荷载组合 设计屋架时，应考虑以下三种荷载组合： （1） 全跨永久荷载+全跨可变荷载 （2） 全跨永久荷载+半跨可变荷载 （3） 全跨屋架与支撑自重+半跨屋面板自重+半跨屋面活荷载 3. 内力计算 按图解法、解析法、电算法均可计算屋架各杆内力。 先求出单位荷载作用于各节点时的内力，即内力系数，然后可求出当荷载作用于全跨及半跨各节点时的杆件内力，并求出三种荷载组合下的杯件内力．取其中不利内力（正、负最大值）作为设计屋架的依据。可列表计算。 跨中附近斜腹件的内力发生变号，由于考虑了施工阶段荷载的不利分布。
钢结构平台设计概要
浙江大学宁波理工学 2013-2014学年第II学期《钢结构设计原理》 开课分院：土木建筑工程分院 课程设计名称：L=9.6/l=7.2钢平台设计 学生姓名：潘丽东3110621100 指导教师：王建新 完成日期：2014-5-30
目录 1.设计内容与设计参数...........................................................................................................- 1 - 1.1设计内容...................................................................................................................- 1 - 1.2设计参数...................................................................................................................- 2 - 2.次梁LL-1设计 ......................................................................................................................- 2 - 2.1荷载汇集与计算简图...............................................................................................- 2 - 2.2梁截面选择...............................................................................................................- 3 - 2.3截面复核...................................................................................................................- 3 - 3.主梁L-1设计........................................................................................................................- 3 - 3.1荷载汇集与计算简图...............................................................................................- 3 - 3.2截面选择...................................................................................................................- 6 - 3.3强度及挠度验算.......................................................................................................- 6 - 3.4整体稳定验算...........................................................................................................- 8 - 3.5加劲肋设置与局部稳定验算...................................................................................- 8 - 4.柱Z3设计.......................................................................................................................... - 10 - 4.1荷载汇集与计算简图............................................................................................ - 10 - 4.2截面选择................................................................................................................ - 10 - 4.3强度、刚度与整体稳定验算................................................................................ - 11 - 4.4局部稳定验算........................................................................................................ - 11 - 5.主次梁螺栓连接计算与节点图........................................................................................ - 11 - 5.1确定节点荷载与螺栓布置.................................................................................... - 11 - 5.2螺栓连接验算........................................................................................................ - 13 -1.
钢结构设计步骤
钢结构设计步骤和设计思路 摘要：钢结构设计简单步骤和设计思路关键词: 钢结构结构设计步骤 (一) 判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 (二) 结构选型与结构布置 此处仅简单介绍. 详请参考相关专业书籍.由于结构选型涉及广泛,做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指 导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是\"概念设计＼＂，它在结构选型与布置阶段尤其重要．对一些难以作出精确理性分析或规范未规定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概
念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时,它也是判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。 林同炎教授在《结构概念和体系》一书中介绍了用整体概念来规划结构方案的方法,以及结构总体系和个分体系间 的相互力学关系和简化近似设计方法。[２０] 钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳)、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决，或没有简单实用的设计方法,比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中,当有较大悬挂荷载或移动荷载,就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载）,如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中,可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中,不
钢结构设计基本知识课后知识题目解析(张耀春版)
**
《钢结构设计原理》
三. 连接
3.8 试设计如图所示的对接连接（直缝或斜缝）。轴力拉力设计值 N=1500kN，钢材
Q345-A，焊条 E50 型，手工焊，焊缝质量三级。 N
N
500
解：
10
三级焊缝
查附表 1.3：
f tw
265 N/mm 2 ，
f
w v
180 N/mm 2
不采用引弧板： lw b 2t 500 2 10 480 mm
N lwt
1500103 480 10
312.5N/mm2
ftw
265N/mm2 ，不可。
改用斜对接焊缝：
方法一：按规范取θ=56°，斜缝长度：
lw (b / sin ) 2t (500 / sin 56) 20 (500 / 0.829 ) 20 583mm
N sin lw t
1500103 0.829 58310
213N/mm2
ftw
265N/mm2
N cos lw t
1500103 0.559 58310
144N/mm2
fvw
180N/mm2
设计满足要求。
方法二：以θ作为未知数求解所需的最小斜缝长度。此时设置引弧板求解方便些。
3.9 条件同习题 3.8，受静力荷载，试设计加盖板的对接连接。 解：依题意设计加盖板的对接连接，采用角焊缝连接。
**
查附表
1.3：
f
w f
200 N/mm 2
试选盖板钢材 Q345-A，E50 型焊条，手工焊。设盖板宽 b=460mm，为保证盖板
与连接件等强，两块盖板截面面积之和应不小于构件截面面积。所需盖板厚度：
t2
A1 2b
500 10 2 460
5.4mm
，取
t2=6mm
由于被连接板件较薄 t=10mm，仅用两侧缝连接，盖板宽 b 不宜大于 190，要保证
与母材等强，则盖板厚则不小于 14mm。所以此盖板连接不宜仅用两侧缝连接，先采
用三面围焊。
1) 确定焊脚尺寸
最大焊脚尺寸： t 6mm，hf max t mm 最小焊脚尺寸： hf min 1.5 t 1.5 10 4.7 mm 取焊脚尺寸 hf=6mm
2）焊接设计：
正面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N3 2 0.7hf bf ffw 2 0.7 6 460 1.22 200 942816 N
侧面角焊缝承担的轴心拉力设计值：
N1 N N3 1500 10 3 942816 557184 N
所需每条侧面角焊缝的实际长度（受力的一侧有 4 条侧缝）：
l lw
hf
N1 4 0.7hf
f
w f
hf
557184 4 0.7 6 200
6 172 mm
取侧面焊缝实际长度 175mm，则所需盖板长度：
175 10 175
L=175×2+10(盖板距离)=360mm。
N
N
∴此加盖板的对接连接，盖板尺寸取-360×460×6mm，
6 6 500 10
钢结构设计下册考试重点
1.轻型门式钢架结构的定义及适用范围及特点 定义：单层门式钢架是指以轻型焊接H型钢，热轧H型钢或冷弯薄壁型钢等构成的实腹式门式钢架或格构式 门式为主要承重骨架，用冷弯薄壁型钢做檀条，墙梁；以压型金属板做屋面，墙面；采用聚苯乙烯泡沫塑料， 硬质聚氨酯泡沫塑料，岩棉，矿棉，玻璃棉等作为保温隔热材料并适当设置支撑的一种轻型房屋结构体系. 适用范围：门式钢架上可设置起重量不大于3T的悬挂起重机和起重量不大于20T的轻中级工作制单梁或双梁 桥式吊车.特点:质量轻，工业化程度高，施工周期短，综合经济效益高，柱网布置比较灵活 2.门式钢架的结构形按跨度分：单跨，双跨，多跨.按屋面坡脊数分：单脊单坡，单脊双坡，多脊多坡 3.门式钢架结构支撑和刚性系杆的布置原则 在每个温度区段中，应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系；在设置柱间支撑的开间，应同时设置 屋盖横向支撑，以构成几何不变体系；端部支撑宜设置在温度区端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距 应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般取30-45m；有吊车时不宜大于60m；当房屋高度较大时，柱 间支撑应分层设置，当房屋宽度大于60m时，内柱列宜适当设置支撑；当端部支撑设在端部第二个开间时， 在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆；在钢架转折处应沿房屋全长设置刚性系杆；由支撑斜 杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按钢性系杆考虑；刚性系杆可由檀条兼任，此时弹跳应满足压弯构件的承 载力和刚度要求，当不满足时可在钢架斜梁间设置钢管，H形钢或其他截面形式的杆件 4.门式钢架的计算方法 对于便捷门面式钢架，应采用弹性分析方法确定各种内力，只有当钢架的梁柱全 部为等截面时才允许采用塑性分析方法；变截面门式钢架的柱顶侧移应采用弹性分析方法确定 5.济南郊区-轻型门式钢架结构，没有吊车，列出钢架内力计算时可能的荷载组合形式 组合原则：屋面 均布活荷载不与雪荷载同时考虑到，应取两者中的较大值，积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大 值同时考虑，施工或检修中荷载不与屋面材料或檀条自重以外的其他荷载同时考虑，多台吊车的组合应符合 《荷载规范》的规定，当需要考虑地震作用时风荷载不与地震作用同时考虑 （1）1.2*永久荷载+0.9*1.4* 【积灰荷载+max{屋面均布活荷载，雪荷载}】+0.9*1.4*(荷载+吊车竖向和水平荷载) #注;此处因为没有吊车， 所以划横线荷载不应考虑 （2）1.0*永久荷载+1.4*风荷载 组合（I）用于截面强度和构件稳定性计算； 组合（2）用于锚栓抗拉计算 6.门式钢架变截面斜梁的验算内容 强度计算，，平面内整体稳定计算，平面外整体稳定计算，局部稳定 计算，刚度计算 7.门式钢架隅撑的作用及其布置原则？ （1）隅撑作用：保证梁的稳定 （2）布置原则:当钢架的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置隅撑，作为梁受压翼缘的侧向支撑，翼缘 的另一端连接在檩条上，增加稳定承载力。隅撑间距不应大于说撑梁受压翼缘宽度的16（235/Fy）-1/2倍 8.门式钢架结构节点的连接形式 门式钢架结构的连接点有：梁与柱连接节点，梁和梁拼接点及柱脚。 9.薄壁杆件的板件有效宽度含义 压型钢板和用于檩条，墙梁的卷边槽钢和Z形钢都属于冷弯薄壁构件，
钢结构设计的八大要点
钢结构设计的八大要点 钢结构设计要点 钢结构设计简单步骤和设计思路 （一)判断结构是否适合用钢结构 钢结构通常用于高层、大跨度、体型复杂、荷载或吊车起重量大、有 较大振动、高温车间、密封性要求高、要求能活动或经常装拆的结构。直观的说：大厦、体育馆、歌剧院、大桥、电视塔、仓棚、工厂、住 宅和临时建筑等。这是和钢结构自身的特点相一致的。 （二）结构选型与结构布置 此处仅简单介绍。详请参考相关专业书籍。由于结构选型涉及广泛, 做结构选型及布置应该在经验丰富的工程师指导下进行。 在钢结构设计的整个过程中都应该被强调的是“概念设计”,它在结构 选型与布置阶段尤其重要。对一些难以作出精确理性分析或规范未规 定的问题，可依据从整体结构体系与分体系之间的力学关系、破坏机理、震害、试验现象和工程经验所获得的设计思想，从全局的角度来 确定控制结构的布置及细部措施。运用概念设计可以在早期迅速、有 效地进行构思、比较与选择。所得结构方案往往易于手算、概念清晰、定性正确，并可避免结构分析阶段不必要的繁琐运算。同时，它也是 判断计算机内力分析输出数据可靠与否的主要依据。（无论结构软件 如何强大，扎实的结构概念和力学分析，及可靠的手算能力，才是过 硬的素质。）钢结构通常有框架、平面(木行)架、网架（壳）、索膜、轻钢、塔桅等结构型式。 其理论与技术大都成熟。亦有部分难题没有解决,或没有简单实用的设 计方法，比如网壳的稳定等。 结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大 悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。屋面上雪
压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落（切线50度内需考虑雪载），如亚东水泥厂石灰石仓棚采用三心圆网壳。总雪载释放近一半。降雨 量大的地区相似考虑。建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节 点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选 择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系。高层钢结构设计中，常采用 钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为 了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型src 柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。 对抗震不利。（把受力单元尽可能的向结构外围布置，是充分利用材 料性能的关键，就像中空的竹子一样，所以外强内弱很重要。） 结构的布置要根据体系特征,荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的 说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响 范围,使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。 其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。 结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构,柱子至少应能单独承 受1/4的总水平力。 框架结构的楼层平面次梁的布置,有时可以调整其荷载传递方向以满足 不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主梁截 面加大，减少了楼层净高,顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑 在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。 （三）预估截面 结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的 断面形状与尺寸的假定。 钢梁可选择槽钢、轧制或焊接h型钢截面等。根据荷载与支座情况， 其截面高度通常在跨度的1/20～1/50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧 向支撑的间距按l/b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘宽度后，其板件厚度可按 规范中局部稳定的构造规定预估。
钢结构设计原理 基本概念复习题及参考答案
2011年课程考试复习题及参考答案 钢结构设计原理 一、填空题： 1.钢结构计算的两种极限状态是和。 2.提高钢梁整体稳定性的有效途径是和。 3.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 4.钢材的破坏形式有和。 5.焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用的方法来保证，而腹板的局部稳定则 常采用的方法来解决。 6.高强度螺栓预拉力设计值与和有关。 7.角焊缝的计算长度不得小于 40 ，也不得小于 8hf ；侧面角焊缝承受静载时，其 计算长度不宜大于 60hf 。 8.轴心受压构件的稳定系数φ与、和有关。 9.钢结构的连接方法有、和。 10.影响钢材疲劳的主要因素有、和。 11.从形状看，纯弯曲的弯矩图为，均布荷载的弯矩图为，跨中 央一个集中荷载的弯矩图为。 12.轴心压杆可能的屈曲形式有、和。 13.钢结构设计的基本原则是、、 和。 14.按焊缝和截面形式不同，直角焊缝可分为、、 和等。 15.对于轴心受力构件，型钢截面可分为和；组合截面可分为 和。 16.影响钢梁整体稳定的主要因素有、、、 和。 1.承载能力极限状态，正常使用极限状态 2.加强受压翼缘，减少侧向支承点间的距离（或增加侧向支承点） 3.螺栓材质，螺栓有效面积 4.塑性破坏，脆性破坏 5.限制宽厚比，设置加劲肋 6.性能等级，螺栓直径
7.8h f，40mm，60 h f 8.钢号，截面类型，长细比 9.焊接连接，铆钉连接，螺栓连接 10.应力集中，应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊接结构），应力循环次数 11.矩形，抛物线，三角形 12.弯曲屈曲，扭转屈曲，弯扭屈曲 13.技术先进，经济合理，安全适用，确保质量 14.普通缝，平坡缝，深熔缝，凹面缝 15.热轧型钢，冷弯薄壁型钢，实腹式组合截面，格构式组合截面 16.荷载类型，荷载作用点位置，梁的截面形式，侧向支承点的位置和距离，梁端支承条件 二、问答题： 1.高强度螺栓的8.8级和10.9级代表什么含义？ 2.焊缝可能存在哪些缺陷？ 3.简述钢梁在最大刚度平面内受荷载作用而丧失整体稳定的现象及影响钢梁整体稳定的主要因素。 4.建筑钢材有哪些主要机械性能指标？分别由什么试验确定？ 5.什么是钢材的疲劳？ 6.选用钢材通常应考虑哪些因素？ 7.在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？ 8.焊缝的质量级别有几级？各有哪些具体检验要求？ 9.普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们的传力方式和破坏形式有何不同？ 10.在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，对虚轴为什么要采用换算长细比？ 11.轴心压杆有哪些屈曲形式？ 12.压弯构件的局部稳定计算与轴心受压构件有何不同？ 13.在抗剪连接中，普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接的传力方式和破坏形式有何不同？ 14.钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？ 15.对接焊缝的构造有哪些要求？ 16.焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊接残余变形对结构性能有何影 响？减少焊接残余应力和焊接残余变形的方法有哪些？ 17.什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什么？提高钢梁整体稳定的有效措施 是什么？ 18.角焊缝的计算假定是什么？角焊缝有哪些主要构造要求？ 19.螺栓的排列有哪些构造要求？ 20.什么叫钢梁丧失局部稳定？怎样验算组合钢梁翼缘和腹板的局部稳定？
钢结构设计任务书2016
钢结构原理与设计课程设计任务书 一、题目：普通梯形钢屋架设计 二、设计资料（由老师分组确定） 某厂房总长度90M，跨度根据不同班级及学号从附表1中取，纵向柱距6m。 1.结构形式:梯形钢屋架。屋面坡度i=L/10；L为屋架跨度。地区计算温度高于-200C，无侵蚀性介质，地震设防烈度为7度，设计基本地震加速度为0.1g，二类场地。屋架下弦标高为18m；厂房内桥式吊车为2台150/30t（中级工作制），锻锤为2台5t。 2. 屋架形式及荷载:屋架形式、几何尺寸及内力系数（节点荷载P=1.0作用下杆件的内力）如附图所示。 3.屋盖结构及荷载 无檩体系：采用1.5×6.0m预应力混凝土屋板（考虑屋面板起系杆作用）荷载： ①屋架及支撑自重：按经验公式q=0.12+0.011L，L为屋架跨度，以m为单位，q为屋架及支撑自重，以KN/m2为单位； ②屋面活荷载：施工活荷载标准值为0.7KN/m2，雪荷载的基本雪压标准值值根据不同学号按附表取。施工活荷载与雪荷载不同时考虑，而是取两者的较大值；积灰荷载取0.6 KN/m2。 ③屋面各构造层的荷载标准值： 三毡四油（上铺绿豆砂）防水层0.4KN/m2 水泥砂浆找平层0.4KN/m2 保温层（根据学号按附表取) 一毡二油隔气层0.05KN/m2 水泥砂浆找平层0.3KN/m2 预应力混凝土屋面板1.45KN/m2 三、设计内容 1．课程设计计算书 包括如下内容的全部设计和计算过程：
①屋盖支撑、檩条布置的示意图 ②设计荷载统计 ③檩条设计及验算过程 ④屋架杆件几何尺寸、内力的计算过程及结果 ⑤屋架杆件截面计算过程及结果,屋架节点计算过程及结果 2．钢屋架施工详图 绘制2#施工图，屋架轴线比例1：20或1：30，相应构件比例为1：10或1：15，内容包括： ①屋架简图，左半跨标明杆件长度，右半跨注明杆件最不利内力，以及超拱度。 ②屋架正面图，上、下弦平面图（有二个比例）。 ③侧面图，剖面图及零件详图。 ④注明全部零件的编号，规格及尺寸（包括加工尺寸和定位尺寸）孔洞位置，孔洞及螺栓直径，焊缝尺寸以及对工厂加工和工地施工的要求。 ⑤材料表。 ⑥说明 四、设计要求 1.计算书须按规范要求完成，插图应用按一定比例绘制，做到眉目清晰，文图配合，表明表、图号；要求计算书内容要有系统地编排，字体要端正，表示要清楚，计算步骤明确，计算公式和数据来源应有依据，并应附有与设计有关的插图和说明。 2.图纸应符合《房屋建筑制图统一标准（GB/T 50001—2001）》和《建筑结构制图标准（GB/T 50105—2001）》的要求；绘制钢屋架施工图，其中包括屋架简图、屋架结构图、上下弦平面图、必要的剖面图和零件大样图、材料表和设计说明等。施工图1～2张（2号）。 要求图面清楚整洁，线条粗细分明，尺寸及标注齐全，符号及比例正确，构造合理，能表达设计意图，符合国家制图标准并与计算书一致。 3.屋架跨度、保温层及积灰荷载取值见附表所示。请学生按附表2将自己的取值填入设计任务书中。
钢结构平台设计
《刚结构课程设计》 平面尺寸： 1.总体设计 ①确定结构布置方案及结构布置形式 通过收集资料，综合分析，主梁采用一跨;次梁采用两跨。 主梁计算跨度8.2m，次梁计算跨度4.45m。主次梁连接采用等高焊接，主梁与柱采用高强度螺栓连接。 ②平台结构的平面布置及柱、主梁和次梁的平面位置。 ③平面布置的理由 根据主次梁的经济跨度和平台结构的安全性，采用如上布置方式。
2.平台次梁设计 平台次梁与主梁铰接连接，安单跨简支梁计算梁的内力分布。计算简 图如右图所示，去中间次梁进行计算。 ①次梁内力计算（暂不考虑次梁自重） 恒荷载标准值为 活荷载标准值为 则次梁跨中最大弯矩设计值为: ②次梁的截面选择（） 由抗弯条件的次梁所需的净截面抵抗矩： 初步拟定次梁采用工字钢型号为，截面参数： ③次梁截面强度验算 （1）抗弯强度验算 考虑次梁自重后，跨中截面最大弯矩设计值为：
作用于次梁上的荷载为静力荷载，考虑截面塑性发展系数 得截面最大应力为： 满足要求。 （2）抗剪强度验算 次梁最大剪力设计值为： 截面最大剪应力为： 满足要求。 ④次梁整体稳定性验算 次梁的受压翼缘与铺板牢固连接，不会出现整体失稳破坏，因此次梁整体稳定性不必验算。 5)次梁的刚度验算 次梁的跨中最大挠度
次梁允许挠度： 因此刚度满足。 3平台主梁的设计 次梁以集中力的方式传给主梁，次梁中心间距为1.025m，主梁的跨度为8.2m. 主梁的计算简图如下图所示。 1）主梁的内力计算（暂不考虑自重） 恒荷载标准值： 活荷载标准值： 由荷载设计值计算主梁与支座反力： 则跨中最大弯矩设计值为：
主梁最大剪力设计值： 2)主梁截面选择 (1)确定主梁截面高度 最小高度由主梁刚度要求决定，即当平台主梁相对容许挠度时，由Q345焊接工字钢板梁 经济高度以下经验公式计算 或 综上考虑，取腹板高度 (2)确定腹板厚度
钢结构设计下册试题(答案)及复习重点.
模拟题 试卷一 一、填空题（每空2分，共计20分） 1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（1/20~1/8 ），在雨水较多的地区取其中的较大值。 2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），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，在第一个开间的相应位置应设置（刚性）系杆。 4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲），并利用其（屈服后强度）强度进行设计。 5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（隅撑） 6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（2 ）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（ 3 ）倍螺栓直径。 7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。 8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm ）。 二、选择题（每题2分，共计20分） 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（A ）的要求。 (A) 等稳定(B) 等刚度(C) 等强度(D) 计算长度相等 2、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间（ A ）。 (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、梯形钢屋架节点板的厚度，是根据（D ）来选定的。 (A) 支座竖杆中的内力(B) 下弦杆中的最大内力 (C) 上弦杆中的最大内力(D) 腹杆中的最大内力 4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢（檩托）上（ B ）。 (A) 一个普通螺栓(B) 两个普通螺栓(C) 安装焊缝(D) 一个高强螺栓 5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L，其平面外计算长度应取(D )。 (A) L (B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧向支撑点间距 6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的（ C ）。 (A) 端竖杆处(B) 下弦中间(C) 下弦端节间(D) 斜腹杆处 7、屋盖中设置的刚性系杆（ A ）。 (A) 可以受压(B) 只能受拉(C) 可以受弯(D) 可以受压和受弯 8、某房屋屋架间距为6m，屋架跨度为24m，柱顶高度24m。房屋内无托架，业务较 大振动设备，且房屋计算中未考虑工作空间时，可在屋盖支撑中部设置（C ）。 (A) 上弦横向支撑(B) 下弦横向支撑(C) 纵向支撑(D) 垂直支撑 9、梯形屋架的端斜杆和受较大节间荷载作用的屋架上弦杆的合理截面形式是两个（C ）。 (A) 等肢角钢相连(B) 不等肢角钢相连 (C) 不等肢角钢长肢相连(D) 等肢角钢十字相连 10、屋架设计中，积灰荷载应与（ C ）同时考虑。 (A)屋面活荷载(B)雪荷载 (C)屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值(D)屋面活荷载和雪荷载 三、问答题（共计20分）
钢结构厂房基础设计
.8.基础设计 3.8.1基础的选择 由于本设计采用的上部结构为轻型门式刚架结构，荷载较小，所以选择基础形式为钢筋混凝土独立基础，根据《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002中8.2.2其构造要求是： 1、锥形基础的边缘高度不小于200mm，阶梯形基础每阶高度宜在300-500mm； 2、基础下垫层不小于70mm，垫层混凝土强度等级应为C10； 3、底板受力钢筋直径不小于10mm，间距不小于100mm，不大于200mm，钢筋保护层厚度不小于40mm； 4、基础混凝土强度等级不低于C20。 所以，在本设计中，采用柱下独立基础，在结构的每根柱下均设基础，基础材料为C20混凝土和HPB300钢筋，垫层为100mm厚C10混凝土。 3.8.2基础埋深 根据本设计中建筑上部荷载和设计要求中的持力层深度，选定基础埋深为自天然地面下1.5，基础下设100mm厚C10混凝土垫层，所以垫层底面标高为-1.9m（室内外高差为300mm）。 3.8.3基础设计 3.8.3.1 确定基底尺寸 弯矩最大一组： 荷载设计组合值 192.59 -59.67 -143.78 M kN m V kN N kN =? ?? ?? = ?? ?? = ?? ，荷载标准组合值 154.92 =-48.14 116.86 M kN m V kN N kN =? ?? ?? ?? ?? =- ?? 。 持力层承载力特征值 k 150 150 1.020(20.5)180 a a f kPa f kPa = =+??-= 假定基础梁尺寸为800×300，则基础梁传给独立基础的集中荷载标准值为 0.80.3247.518 1.50.247.591.80KN ???+???=，设计值为91.8 1.2110.16KN ?=。基础受力如下图所示：