房屋钢结构考试复习题及参考答案

1中南大学现代远程教育课程考试复习题及参考答案房屋钢结构一、填空题1.门式刚架结构通常用于跨度为m，柱距为m，柱高为m的单层工业房屋或公共建筑。2.门式刚架屋面的坡度宜取；挑檐长度宜为m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。3.门式刚架轻型房屋的构件和围护结构温度伸缩缝区段规定为：纵向不大于；横向不大于m。超过规定则需设。4.门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的。5.门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。具体构造有、和三种形式。6.压型钢板的板基厚度一般为mm。7.屋面压型钢板侧向可采用、、等不同连接方式。8.当檩条跨度（柱距）不超过m时，应优先选用实腹式檩条。9.檩条在垂直地面的均布荷载作用下，按构件设计。10.当檩条跨度大于m时，应在檩条跨中位置布置拉条；当檩条跨度大于m时，应在檩条跨度三分点处各布置一道拉条。11.实腹式檩条可通过与刚架斜梁连接。12.钢屋架中受压杆件的容许长细比为，只承受静力荷载的钢屋架中拉杆的容许长细比为。13.钢屋架的受压杆件，其合理的截面形式，应尽量对截面的两个主轴具有。14.梯形钢屋架节点板的厚度，是根据来选定的。15.由两个角钢组成的T形截面杆件，为了保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离应设置。16.钢屋架的轴心受拉杆件应进行和；钢屋架的轴心受压杆件应进行和。17.梯形钢屋架的跨度大于等于m时，在下弦拼接处宜起拱，起拱高度一般为跨度的。18.网架按跨度分类时：大跨度为m以上；中跨度为m，小跨度为m以下。19.当采用钢檩条屋面体系时，网架的跨高比可选；上弦网格数可选。L2为网架的短向跨度。20.网架结构的容许挠度不应超过下列数值：用作屋盖时为；用作楼盖时为。L2为网架的短向跨度。21.网架屋面的排水坡度一般为。22.网架焊接空心球节点的直径D取决于、、等因素.23.网架焊接空心球节点的壁厚应根据由承载力验算公式确定，但不2宜小于mm。空心球外径与壁厚的比值可在范围内选用，空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜在之间。24.网架螺栓球节点的直径D取决于、、等因素.25.网架杆件当采用钢管时，截面不宜小于mm.二、简答题1．简述单层轻型钢结构房屋的结构组成。2．简述门式刚架结构梁柱构件的截面形式及连接方法。3．简述门式刚架轻型房屋的柱间支撑、屋盖横向支撑和系杆的布置原则。4．简述门式刚架斜梁腹板横向加劲肋的设置位置。5．简述门刚架斜梁截面设计要点。6．简述隅撑的设置要点。7．门式刚架斜梁与柱的连接常用那些形式？如何确定端板厚度？8．压型钢板的常用的截面形式是什么？板型如何表表示？按波高如何分类？9．压型钢板的挠度与跨度之比的限值为多少？10．压型钢板长度方向的搭接的构造要求有哪些？11．屋面压型钢板侧向连接的构造要求有哪些？12．墙面压型刚板之间的侧向连接构造要求有哪些？13．简述实腹式檩条的常用截面形式及如何选用。14．简述墙架构件常用的截面形式。15.简述梯形钢屋架的跨度和高度如何确定。16．网架屋盖的排水坡度一般为多少？常用的找坡方法有哪些？三、设计题（一）．简支卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条验算。设计资料封闭式建筑，屋面材料为压型钢板，屋面坡度1/10（071.5），檩条跨度6m。于2/l处设一道拉条；水平檩条1.50m。钢材Q235，51006.2E。屋面能阻止檩条侧向失稳和扭转。荷载标准值（对水平投影）⑴永久荷载压型钢板（二层含保温）0.30檩条（包括拉条）0.050.35kN/m2⑵可变荷载标准值：屋面均布活载0.30kN/m2，雪荷载0.35kN/m2，计算时取两者的较大值0.35kN/m2。风荷载小，故不考虑风吸力的组合。檩条截面几何特征檩条采用冷弯薄壁卷边槽钢，截面尺寸为5.22060C160，几何特征为：3min3max3266.847.1902.3648.7cmWcmWcmWcmAyyx3644471.18871559.096.3513.288cmIcmIcmIcmIwtyx，，，mbxeacmecmicmiyxc06.52/45.419.221.6000，，，要求：1.计算檩条的设计内力；2.验算檩条的强度；3.验算檩条的挠度。（二）钢桁架设计试设计如图所示悬挑在钢筋混凝土墙上的钢桁架(仅B点平面外有侧向支撑点)，图中集中荷载设计值P=50kN，采用双角钢节点板连接型式，钢材Q235，手工焊，焊条E43型。要求：1．计算各杆件的几何长度；2．计算各杆件的设计内力及支座反力（忽略自重产生的内力）；3．确定各杆件平面内和平面外计算长度；4．确定各杆件角钢型号。设计题2图参考答案一、填空题1.9-366-124.5-92.1/20-1/80.5-1.23.300150伸缩缝4.1/605.端板竖放端板斜放端板平放6.0.4-1.67.搭接式扣合式咬合式8.99.双向受弯410.4611.檩托12.15035013.等稳定14.腹杆最大内力15.填板16.强度验算刚度验算；稳定性刚度验算17.241/50018.6030-603019.（13-17）-0.03L2（6-8）+0.07L220.L2/250L2/30021.3%—5%22.相邻杆件的夹角杆件的外径球面上相连杆件之间的施焊缝隙23.杆件内力424—451.2—2.024.相邻杆件的夹角螺栓的直径螺栓伸入球体的长度25．248二、简答题1．答：单层轻型钢结构房屋一般采用门式刚架、屋架和网架为主要承重结构。其上设檩条、屋面板（或板檩合为一体的太空轻质屋面板），其下设柱（对刚架则梁柱合一）、基础，柱外侧有轻质墙架，柱的内侧可设吊车梁。2．答：实腹式刚架构件的截面一般为工字形（或称H形）；格构式刚架的截面为矩形或三角形。门式刚架的横梁与柱为刚接，柱脚与基础宜采用铰接；当水平荷载较大，檐口标高较高或刚度要求较高时，柱脚与基础可采用刚接。变截面构件与等截面相比，前者可以适应弯距变化，节约材料，但在构造连接及加工制造方面，不如等截面方便，故当刚架跨度较大或房屋较高时才设计变截面。3．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。4．答：梁腹板应在与中柱连接处、较大固定集中荷载处和梁翼缘转折处设置横向加劲肋；其他部位是否设置中间加劲肋，由计算确定；但《规程》规定，当利用腹板屈曲后抗剪强度时，梁腹板横向加劲肋的间距a宜取wwhh2。5．答：当斜梁坡度不超过1：5时，因轴力很小可按压弯构件计算其强度和刚架平面外5的稳定，不计算平面内的稳定。实腹式刚架斜梁的平面外计算长度，取侧向支撑点的间距。当斜梁两翼缘侧向支撑点间的距离不等时，应取最大受压翼缘侧向支撑点间的距离。斜梁不需要计算整体稳定性的侧向支撑点间最大长度，可取斜梁下翼缘宽度的yf/23516倍。6．答：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（山墙处刚架仅布置在一侧）作为斜梁的侧向支撑，隅撑的另一端连接在檩条上，如下图。简答题6隅撑的连接隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度的yf/23516倍。7．答：门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓-端板连接。具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。端板的厚度t可根据支撑条件按公式计算，但不应小于16mm，和梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度。8．答：（1）压型钢板的常用的截面形式为波型。（2）压型钢板板型表示方法为：YX波高-波距-有效覆盖宽度，板厚另外注明。（3）压型钢板按波高可分为：高波板——波高大于70mm，适用于重载屋面板；中波板——波高30-70mm，适用于楼盖板及一般屋面板；低波板——波高小于30mm，适用于墙面板。9．答：压型钢板的挠度与跨度之比，按GB50018规范不应超过下列限值：（a）屋面板屋面坡度201时2501屋面坡度≥201时2001（b）墙板1501《规程》则对屋面板和墙板分别规定为1/150和1/100。10．答：压型钢板长度方向的搭接端必须与支撑构件（如檩条、墙梁等）有可靠的连接，搭接部位应设置防水密封胶带，搭接长度不宜小于下列限值：6波高大于或等于70mm的屋面板：350mm波高小于70mm的屋面板当屋面坡度101时：250mm当屋面坡度101时：200mm墙面板120mm11．答：屋面压型钢板侧向可采用搭接式、扣合式、咬合式等不同连接方式。当采用搭接式时，一般搭接一波，特殊要求时可搭接两波。搭接处用连接件紧固，连接件应设置在波峰上，连接件宜采用带有防水密封胶垫的自攻螺栓。对于高波压型钢板，连接件间距一般为700-800mm；对于低波压型钢板，连接件间距一般为300-400mm。当采用扣合式或咬合式时，应在檩条设置与压型钢板波型相配套的专用固定支座，固定支座与檩条采用自攻螺栓或射钉连接，压型钢板搁置在固定支座上。两片压型钢板的的侧边应确保扣合或咬合连接可靠。12．答：墙面压型刚板之间的侧向连接宜采用搭接连接，通常搭接一个波峰，板和板的连接可设在波峰，亦可设在波谷。连接件应采用带有防水密封胶垫的自攻螺栓或射钉。自攻螺钉直径d为0.80.3mm，板上孔径ttdd27.00且dd9.00，tt为被连接板总厚度（mm）。13．答：（a）热轧槽钢截面：因板件较厚，用钢量较大，目前已不在工程中采用。（b）高频焊接H型钢截面：具有腹板薄、抗弯刚度好、梁主轴方向的惯性矩比较接近等特点，适应于檩条跨度较大的场合，但与刚架斜梁的连接较复杂。（c）冷弯薄壁型钢截面：在工程中应用普遍。卷边槽钢（C形钢）檩条适用于屋面坡度31i的情况；直卷边Z形和斜卷边Z形檩条适用于屋面坡度31i的情况；斜卷边Z形檩条存放时还可叠层堆放，占地少。14．答：墙梁一般采用带卷边的冷弯薄壁槽形钢（C形钢）或Z形钢。当跨度超过6m时宜采用高频焊接轻型H型钢。墙架柱应采用高频焊接轻型H型钢。当柱距较大且柱高较高时宜采用热轧H型钢。15.答：屋架的跨度由使用和工艺方面的要求决定。梯形钢屋架跨度一般为15—30m，柱距6-12m，通常以铰接支承于混凝土柱顶。梯形钢屋架的跨中高度，从经济和刚度的要求来看，最好是跨度的1/10—1/6。从运输条件来看，一般不应超过3.85m。梯形屋架端部高度，常取1.8—2.1m。梯形钢屋架的上弦坡度宜为20181,多数取101。16．答：网架屋盖的排水坡度一般为3%-5%，可采用下列方法找坡：（a）在上弦节点上加设不同高度的小立柱（图a),当小立柱较高时，须注意小立柱自身7的稳定性；（b）对整个网架起拱（图b)；（c）采用变高度网架，增大网架跨中高度，使上弦杆形成坡度，下弦杆仍平行于地面，类似梯形桁架。简答题16网架屋盖找坡（a）用小立柱；（b）起拱三、设计题（一）．简支卷边槽形冷弯薄壁型钢檩条验算。解：1．内力计算荷载组合：1.2永久荷载+1.4屋面活载（雪荷载）檩条上的线荷载：mkNk/05.15.1)35.035.0(qmkN/365.15.1)35.04.135.02.1(q荷载设计值分量mkNx/136.071.sin5365.1sinqqmkNy/358.171.cos5365.1cosqq弯矩设计值：mkNlMy11.66358.181q8122xmkNlMxy15.06136.0321q321222．强度计算（1）有效截面计算0.367.260160bh，3120520531245.260tb且2.785.220ta故檩条全截面有效。8跨中设拉条使截面有孔洞，统一考虑0.9的折减系数，则有效净截面抵抗矩为：342.3