文档库

最新最全的文档下载
当前位置:文档库 > 房屋钢结构复习题及参考答案

房屋钢结构复习题及参考答案

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,并利用其屈曲后强度进行设计。

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.钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成,为使两个角钢组成的杆件起整体作用,应设置垫板。

7.屋架上弦杆为压杆,其承载能力由稳定控制;下弦杆为拉杆,其截面尺寸由强度确定。

8.梯形钢屋架,除端腹杆以外的一般腹杆,在屋架平面内的计算

长度L

ox = 0.8 L,在屋架平面外的计算长度L

oy

= 1.0

L,其中L为杆件的几何长度。

9.拉条的作用是防止檩条变形和扭转并且提供x轴方向的中间支

撑。

10.实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接,设置檩托的目的是

为了防止檩条端部截面的扭转,以增强其整体稳定性。

11.屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连,一般做成十字形截面,这时

它的计算长度是 0.9L。

12.设计吊车梁时,对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接型

式,例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用焊透的k型坡口焊缝。

13.屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于60m。

14.桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取横向支撑点之间

的距离。

15.能承受压力的系杆是刚性系杆,只能承受拉力而不能承受压

力的系杆是柔性系杆。

16.普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间的垫板数不宜少

于 2个。

17.吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用,即竖向荷

载、横向水平荷载和纵向水平荷载。18.门式刚架的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为:纵向不大于

300m ,横向不大于150m,超过规定则需设置伸缩缝。

19.高层建筑一般由水平荷载控制设计,大跨度结构一般由

竖向荷载控制设计。

20.压型钢板组合楼板中,钢梁上翼缘通长设置栓钉连接件,主要目

的是保证楼板和钢梁之间能可靠地传递水平剪力。

21.钢屋架的外形主要有三角形、梯形和平行弦杆

三种形状。

22.螺栓球节点的球径由螺栓直径、螺栓拧入球体的长度和

相邻圆钢管杆件轴线夹角等决定。

23.钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成,为使两个角钢组成的杆件

起整体作用,应设置垫板。

24.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。

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.等稳定)的要求。

2.普通钢屋架的受压杆件中,两个侧向固定点之间 A.垫板数不宜少于两个

3.梯形钢屋架节点板的厚度,是根据( D.腹杆中的最大内力 )来选定的。

4.槽钢檩条的每一端一般用( B.两个普通螺栓)连于预先焊在屋架上弦的短角钢(檩托)上?

5.十字交叉形柱间支撑,采用单角钢且两杆在交叉点不中断,支撑两端节点中心间距(交

叉点不作为节点)为L.,按拉杆设计时,支撑平面外的计算长

度应为下列何项所示? D.1.0L

6.屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于C.60m

7.门式刚架的柱脚,当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时,则应采用( 刚接 )柱脚。

8.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

9.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。

10.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。

11.梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个 A.不等边角钢短边相

连,短边尖向下

12.根据吊车梁所受荷载作用,对于吊车额定起重量Q≤30t,跨度l

≤6m,工作级别为

Al~A5的吊车梁,宜采用( A.加强上翼缘 )的办法,用来承受吊车的横向水平力。

13.当采用压型钢板轻型屋面时,屋面竖向均布活荷载的标准值(按

水平投影面积计算)应取(A.0.5kN/m2);对受荷水平投影面积超过60m2的刚架结构,计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取(C.0.3kN/m2 )

14.屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的 C.下弦端节间

15.实腹式檩条可通过( C.檩托 )与刚架斜梁连接。

16.屋架设计中,积灰荷载应与( C.屋面活荷载和雪荷载两者中的

较大值 )同时考虑。

17.在设置柱间支撑的开间,应同时设置(B.屋盖横向支撑 ),以构成几何不变体系。

18.屋架上弦杆为压杆,其承载能力由( C.整体稳定 )控制;

下弦杆为拉杆,其截面尺寸由( )确定。

1.试述屋面支撑的种类及作用。

答:种类:上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、竖向支撑、系杆。

作用:1.保证屋盖结构的几何稳定性;

2.保证屋盖结构的空间刚度和整体性;

3.为受压弦杆提供侧向支撑点;

4.承受和传递纵向水平力;

5.保证结构在安装和架设过程中的稳定性。

2.试述空间杆系有限元法的基本假定。

答:(1)网架的节点为空间铰接节点,杆件只承受轴力;

(2)结构材料为完全弹性,在荷载作用下网架变形很小,符合

小变形理论。

3.试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。

答:作用:承受山墙传来的风荷载。

布置要求:上弦横向水平支撑的间距不宜超过60m。当房屋纵

向长度较大时,应在房

屋长度中间再加设置横向水平支撑。4.简述轻型门式钢架结构中屋面檩条的布置原则。

答:当檩条跨度大于4m时,应在檩条跨中位置设置拉条。当

檩条跨度大于6m时,应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。

5.简述轻型门式钢架结构中支撑和刚性系杆的布置原则。

答:在房屋(或每个温度区段或分期建设区段)的端部第一

或第二个开间,设置柱间支撑;柱间支撑的间距一般取

30-45m,当房屋较长时,应在中部增设柱间支撑;当房屋宽

度大于60m时,内列柱宜适当设置柱间支撑;当房屋高度较大

时,柱间支撑应分层设置。在设置柱间支撑的开间,应同

时设置屋盖横向支撑(沿刚架横梁上表面)。

在边柱柱顶、屋脊、及多跨刚架的中柱柱顶,应沿房屋全长

设置刚性系杆;若端部支撑设在端部第二开间,在第一开间

的相应位置应设置刚性系杆。

6.为何冷弯薄壁构件在其强度和稳定性计算公式中截面特性以有效

截面为准。

答: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,这类构件允许板件受压屈曲并列用其屈曲后强

度。因此,在其强度和稳定性计算公式中截面特性一般以有

效截面为准。

7.为什么上弦杆采用不等边角钢短肢相并的T型截面?为什么支座

斜腹杆采用不等边角钢长肢相并的T型截面?

答:为了使两个主轴的回转半径与杆件在屋架平面内和平面

外的计算长度相配合,而使两个方向的长细比接近,以达到

用料经济、连接方便,且具有较大的承载能力和抗弯刚度。

8.简述单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有的特点。

答:单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有以下特点:

(1)质量轻;

(2)工业化程度高,施工周期短;

(3)综合经济效益高;

(4)柱网布置比较灵活。

9.举出两种常见的网壳结构的基本形式,并简述其特点。

答:平面桁架系网架:此类网架上下弦杆长度相等,上下弦

杆与腹杆位于同一垂直平面内。一般情况下竖杆受压,斜杆

受拉。斜腹杆与弦杆夹角宜在40°-60°之间。

四角锥体系网架:四角锥体系网架是由若干倒置的四角锥按

一定规律组成。网架上下弦平面均为方形网格,下弦节点均

在上弦网格形心的投影线上,与上弦网格四个节点用斜腹杆

相连。通过改变上下弦的位置、方向,并适当地抽去一些弦

杆和腹杆,可得到各种形式的四角锥网架。

10.高层钢结构体系的主要类型?

答:框架结构体系,框架—剪力墙结构体系,框架—支撑结

构体系,框架—核心筒结构体系。

11.梯形屋架设计时为什么靠考虑半跨荷载作用?

答:屋架中部某些斜杆,在全跨荷载时受拉而在半跨荷载时

可能变成受压,半跨荷载是指活荷载、雪荷载或某些厂房的

积灰荷载作用在屋盖半边的情况,以及施工过程中由一侧开

始安装大型屋面板所所产生的情况。所以内力计算除按满跨

荷载计算外,还要按半跨荷载进行计算,以便找出各个杆

件可能的最不利内力。

12.变截面门式刚架为什么不能采用塑性设计?

答:变截面门式刚架达到极限承载力时,可能会在多个截面

处形成塑性铰而使刚架瞬间形成机动体系。

13.为减小风压作用,多高层房屋结构应采用怎样的平面形势,为减

小风荷载下扭转振动呢?

答:减小风压作用:首选用光滑曲线构成的凸平面形式,以

减小风荷载体型。

减小风荷载下的扭转振动:采用中心对称或双轴对称的平面

形式。

1.1、屋盖结构主要组成部分是哪些?它们的作用是什么?

A跨度较大时,为了采光和通风的需要;、屋架:支撑于柱或托架,

承受屋面板或檩条传来的荷载;C、支撑系统:用于增强屋架的侧向

刚b、天窗:屋架度,传递水平荷载和保证屋盖体系的整体稳定。

1.2屋盖结构中有哪些支撑系统?支撑的作用是什么?

(1、)a、上弦横向水平支撑b、下弦横向水平支撑c、上弦纵向水

平支撑

d、下弦纵向水平支撑

e、垂直支撑

f、系杆

(2)a、保证结构的空间整体性b、为弦杆提供适当的侧向支撑点c、

承担并传递水平荷载d、保证结构安装时的稳定与方便

1.3、如何区分刚性系杆和柔性系杆?哪些位置需要设置刚性系杆?

答:(1)刚性系杆:能承受压力,柔性系杆:只能承受拉力(2)

上弦平面内檩条和大型屋面板可起到刚性系杆作用,因而可在屋架

的屋脊和支座节点处设置系杆,当屋架横向支撑设置在第二柱间时

所有系杆均为刚性系杆。

1.4实腹式和格构式檩条各适用于哪种情况?其优缺点是什么?

(1)实腹式檩条常用于跨度为3~6m的情况,构造简单,制造及安

装便

(2)桁架式檩条用于跨度较大(>6m)的情况,分为三种形式:A、

平面桁架式檩条,受力明确,用料省,但侧向刚度较差,必须设置

拉条;B、T形桁架式檩条,整体性差,应沿跨度全长设置钢箍;C、

空间桁架式檩条,刚度好,承载力大,不必设置拉条,安装方便,

但是构造复杂,适用跨度和荷载较大的情况

1.5为什么檩条要布置拉条?

答:为了给檩条提供侧向支撑,减小檩条沿屋面坡度方向的跨度,

除了侧向刚度较大的空间桁架式和T形桁架式檩条外,在实腹式檩

条和平面桁架式檩条之间设置拉条。

1.6三角形、梯形、平行弦桁架各适用于哪些屋盖体系?

答:(1)三角形屋架:屋面坡度较大的有檩屋盖结构或中小跨度的

轻型屋面结构(2)梯形屋架:用于屋面坡度较小的屋盖结构、工业

厂房屋盖结构最常用形式(3)矩形屋架:用于托架或支撑体系中(4)

曲拱屋架:用于有特殊要求的房屋中

1.7屋架的腹杆有哪些体系?各有什么特征?

(1)三角形腹杆:单斜杆式,长杆受拉,短杆受压,经济;人字式,

腹杆数少,节点少,构造简单;芬克式,腹杆受力合理,可分开运

输。

(2)梯形屋架:人字式,减少上弦节间短,有利于提高上弦承载力,

避免上弦局部受弯,受拉下弦节间长,可减少节点,便于制造;再

分式,减少上弦节间长度

(3)矩形屋架:人字式,腹杆数少,节点简单K形,桁架高度高时

可减少竖杆长度交叉式,常用于承受反复荷载的桁架中,又是斜杆

可用柔性杆。

1.8如何选择屋架构件截面?

答:选择屋架杆件截面时,应注意选用肢宽而壁薄的角钢;屋架弦

杆一般采用等截面,但对于跨度 >24m且弦杆内力相差较大的屋架,

可在适当节间处改变截面,改变一次为宜。

对轴心受拉杆件由强度要求计算所需的面积,同时应满足长细比要

求。对轴心受压杆件和压弯构件要计算强度、整体稳定、局部稳定

和长细比。根据构件受力按钢结构基本原理中介绍的方法选择截面。

ab普通钢屋架的杆件一般采用等肢或不等肢角钢组成的T形截面或

十字形截面;对于屋架上弦杆,宜采用两个不等肢角钢短肢相并而

成的T形截面形式;当有节间荷载作用时,宜采用不等肢角钢长肢

相并而的T形截面

c对于受拉下弦杆,可采用两个等肢角钢或不等肢角钢短肢相并组成

的T形截面

d对于屋架的支座斜杆及竖杆,可采用两个不等肢角钢长肢相并而成

的T形截面

e屋架中其他腹杆,宜采用两个等肢角钢组成的T形截面

f与竖向支撑相连的竖腹杆宜采用两个等肢角钢组成的十字形截面

1.9同?如何确定屋架节点的节点板厚度?一个桁架的所有节点板

厚度是否相同?

答:桁架节点板的厚度可根据腹杆(梯形屋架)或弦杆(三角形屋

架)的最大内力按表1-1取用,节点板的最小厚度为6mm。在同一榀

屋架中,除支座处节点板比其他节点板厚2mm外,全屋架所有节点

板的厚度应相同。

1.10、垫板的作用是什么?

支座节点的传力路线是:屋架杆件的内力通过连接焊缝传给节点板,

然后由节点板和加劲肋把力传给支座底板,最后传给柱子。

答:

1.12为什么在屋架拼接节点要增加拼接角钢?

为了减轻节点板负担和保证整个屋架平面外的刚度。

1.13用钢管做桁架时,参数β的含义是什么?β的大小对节点承载

力有何影响?

β是支管外径与主管外径之比。β越大节点承载力越高

1.14 搭接支管的节点承载力如何随搭接率变化?答:根据Ov的大

小,分为三种情况。25%《Ov<50%,增大;50%《Ov<80%,80%Ov<100%,

分别为一定值。详情见书。

1.15《保证网架结构几何不变的必要条件是什么?充分条件是什

么?

答:(1)网架为一空间铰接杆系统结构,保证网架结构几何不变的

必要条件是:W=3J-m-r≤0 式中,J——网架的节点数; M——网架

的杆件数; R——支座约束链杆数。当W>0时,网架结构为几何可

变体系;当W=0时,网架无多余杆件,如杆件布置合理,为静定结

构;当W<0时网架有多余杆件,如杆件布置合理,为超静定结构。

(2)网架结构几何不变的充分条件可通过结构的刚度矩阵进行判

断,出现下列条件之一者,该网架结构为几何可变体系。

1)引入边界条件后,总刚度矩阵【K】中对角线上出现零元素,则

与之对应的节点为几何可变;2)引入边界条件后,总刚度矩阵行列

式【K】=0,该矩阵奇异,结构为几何可变体系;

1.16、双层网架的主要形式有哪些?

答:双层网架的常用形式有以下几种:平面桁架系网架(两向正交

正放网架,两向正交斜放网架,三向网架);四角锥体系网架(正向

四角锥网架,抽空四角锥网架,星形四角锥网架);三角锥体系网架;

网架结构的支撑;网架高度及网格尺寸。

1.17 网架结构的支撑形式主要有哪些?

(1)在网架四周全部或部分边界节点设置支座,是常用的支撑方式,

称为周边支撑(2)。将整个网架支撑在多个支撑住上,称为点支撑。

(3)平面尺寸大很大的建筑物,除在网架周边设置支撑外,可在内

部增设中间支撑,以减小网架杆件内力挠度(即周边支撑与支点支

撑结合)。

1.18网架结构的高度和网格尺寸各与哪些因素有关?

答:网架结构的高度主要与屋面荷载、跨度和支撑条件有关。荷载

和跨度面网架的单向作用明显,高度可取得大一些;圆形平面网架

高度可取得小一些;点支撑网架比周边支撑网架高度大一些。网架

的网格尺寸与网架高度和屋面材料有关。

1.19网架结构的节点有哪些形式?设计时要进行哪些计算?

答:(1)焊接空心球节点:空心球外径D的确定,,空心球径等于或

大于300mm,且杆件内力较大,需要提高承载力时,球内可加环肋,

空心球径直径为120-900mm时受压受拉承载力验算,空心球的壁厚

验算(2)螺栓球节点:钢球直径计算(球内螺栓不相碰的最小直径,

满足套筒接触面要求的直径,角度小于30度,保证杆件不相碰的最

小直径),高强度螺栓的性能等级的选用,套筒外形尺寸验算,锥头

和封板。(3)焊接钢板节点:节点板厚度(4)焊接钢管节点,(5)

杆件直接汇交节点

1.20网架结构的支座形式有哪些?各有什么特点?

答:(1)平板压力和拉力支座:转动的位移受很大约束,在底板可

开设椭圆形孔洞,方便安装,只适用于较小跨度网架(2)单面弧形

压力支座和拉力支座:单方向转动未受约束,限制平移,适用于中

小跨度网架(3)双面弧形压力支座:在支座和底板间设有弧形块,

上下面都是柱面,支座可转动但不能平移。(4)球铰压力支座,

其支座可任意方向转动但不能平移,适用于大跨度网架。(5)板式

橡胶支座:通过橡胶垫的压缩和剪切变形,支座既可以转动也可以

平移,助于单行支座,适用于大中跨度网架。

1.21 为什么单层网壳的节点应做成刚接的?一般采用什么形式?

(1)以便传递各杆传来的集中力和弯矩

(2)a板节点b 焊接空心球节点c螺栓球节点d嵌入式毂式节点e

叠合式节点f卡盘螺栓节点

2.1单层厂房是由那些结构或构件组成的?这些组成部件的作用是

什么?

a横向框架由柱和它所支承的屋架或屋盖横梁组成,是单层钢结构

厂房的主要承重体系,承受结构的自重、风、雪荷载和吊车的竖向

与横向荷载,并把这些荷载传递到基础。b屋盖结构承担屋盖荷载

的结构体系,包括横向框架的横梁、托架、中间屋架、天窗架、檩

条等。c支撑体系包括屋盖部分的支撑和柱间支撑等,它一方面与

柱、吊车梁等组成单层钢结构厂房的纵向框架,承担纵向水平荷载;

另一方面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结

构,从而保证了单层厂房钢结构所必需的刚度和稳定。 d载传到横

向框架和纵向框架上。吊车梁和制动梁(或制动桁架)主要承受吊

车竖向及水平荷载,并将这些荷 e墙架承受墙体的自重和风荷载。

2.2。布置柱网时应考虑哪些因素?

A、满足生产工艺流程的要求,包括预期的扩建和工艺设备更新的需

B、满足结构上的要求,在保证厂房具有必需的刚度和强度的同时,

尽量减少屋架跨度和柱距的类别。