钢结构设计作业简答题(DOC)

1、设置檩条拉条有何作用？如何设置檩条拉条?

答：①为了给檩条提供侧向支承，减小檩条沿屋面坡度方向的跨度，减小檩条在施工和使用阶段的侧向变形和扭转。②当檩条的跨度 4~6 m 时，宜设置一道拉条；当檩条的跨度为 6m 以上时，应布置两道拉条。屋架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系，或设斜拉条和撑杆。Z 形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条 和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时，可只设直拉条并与其连接。当屋盖有天窗时，应在天窗两侧檩条之间设置斜拉条和直撑杆。

2、压型钢板根据波高的不同，有哪些型式，分别可应用于哪些方面？

答：高波板：波高>75mm ，适用于作屋面板 中波板：波高 50~75mm ，适用于作楼面板及中小跨度的屋面板 低波板：波高<50mm ，适用于作墙面板。

3、屋架中，汇交于节点的拉杆数越多，拉杆的线刚度和所受的拉力越大时，则产生的约束作用越大，压杆在节点处的嵌固程度越大，压杆的计算长度越小，根据这个原则桁架杆件计算长度如何确定?

答：⑴桁架平面内：弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少，本身刚度大，则0x l l =；其他中间腹杆：上弦节点所连拉杆少，近似铰接或者下弦节点处、下弦受拉且刚度大，则 00.8x l l =；

⑵桁架平面外：对于腹杆发生屋架外的变形，节点板抗弯刚度很小，相当于板铰，

取01y l l =；1l 范围内，杆件内力改变时，则 2011(0.750.25)y N l l N =+ ⑶斜平面：腹杆计算长度 00.9y l l =

4、由双角钢组成T 形或十字形截面的的杆件，为保证两个角钢共同工作，在两角钢间每隔一定距离加设填板以使两个角钢有足够的连系，填板间距有何要求? 答：填板间距：对压杆4d l i ≤，对拉杆80d l i ≤；在T 形截面中，i 为一个角钢对平行于填板的自身形心轴的回旋半径；在十字形截面中i 为一个角钢的最小回旋半径；

5、屋架节点板厚度如何确定？中间节点板厚度与支座节点板厚度有何关系？中间节点板厚度与填板厚度有何关系？

答：答：节点板的厚度对于梯形普通钢桁架等可按受力最大的腹杆内力确定，对于三角形普通钢桁架则按其弦杆最大内力确定；在同一榀桁架中，所有中间节点板均采用同一种厚度，支座节点板由于受力大且很重要，厚度比中间的增大2mm ；中间节点板厚度与填板厚度相等

6、屋架上弦杆有非节点荷载作用应如何设计？杆件局部弯矩如何确定？

答：⑴把节间荷载化为节点荷载，计算屋架在节点荷载作用下轴力

⑵计算节间荷载产生的局部弯矩

⑶按压弯构件进行计算

7、钢结构节点设计时应遵循的基本原则是什么？

答：⑴连接节点应有明确的传力路线和可靠的构造保证。传力应均匀和分散，尽可能减少应力集中现象。在节点设计过程中，一方面要根据节点构造的实际受力状况，选择合理的结构计算简图；另一方面节点构造要与结构的计算简图相一致。避免因节点构造不恰当而改变结构或构件的受力状态，并尽可能地使节点计算简图接近于节点实际工作情况。

⑵便于制作、运输和安装。节点构造设计是否恰当，对制作和安装影响很大。节点设计便于施工，则施工效率高，成本降低；反之，则成本高，且工程质量不易保证。所以应尽量简化节点构造。

⑶经济合理。要对设计、制作和施工安装等方面综合考虑后，确定最合适的方案。在省工时与省材料之间选择最佳平衡。尽可能减少节点类型，连接节点做到定型化、标准化。

总体来说，首先节点能够保证具有良好的承载能力，使结构或构件可以安全可靠地工作；其次则是施工方便和经济合理。

8、简述柱间支撑布置的原则。

答：1.承受并传递纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。2.减少柱在平面外的计算长度。3.保证厂房的纵向则度。

9、选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑哪些原则？

答：1.面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；2.使两个主轴方向等稳定性，以达到经济效果；3.便于与其他构件连接；4.尽可能构造简单，制造省工，取材方便。

10、试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。

答：上弦横向水平支撑的作用：为屋架上弦提供侧身支撑，承受山墙传来的风荷载等。

上弦横向水平支撑的布置要求：上弦横向水平支撑最好设置在屋盖两端或温度区段的第一柱间。但当两端第一柱间比中部缩进0.5m时，也常设在端部第二柱间。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11、简述在什么情况下，宜设置屋架下弦横向水平支撑？

答：①下承式屋架跨度≥24m时，或厂房内有振动设备，(A6级以上)重级工作制桥式吊车或起重量在30t以上中级工作制(A4级以上)桥式吊车时。

②山墙抗风柱支承于屋架下弦时。

③屋架下弦设有悬挂吊车(或悬挂运输设备)时。

④在屋架下弦平面设置纵向支撑时。

⑤采用弯折下弦屋架时。

12、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。

13、如何确定桁架节点板厚度？一个桁架的所有节点板厚度是否相同？

答：节点板上应力分布比较复杂，一般不作计算，通常节点板厚度可根据腹杆（梯形屋架）或弦杆（三角形屋架）的最大内力选用。一个桁架的所有节点板厚度不相同。

14、檩条分实腹式和格构式，这两种结构形式各适用于哪种情况？

答：实腹式檩条构造简单，制造几安装方便，常用于跨度为3-6m的情况；当檩条跨度大于6m时，采用格构式檩条。

15、为什么檩条要布置拉条？是不是凡是檩条均配置拉条？

答：为了给檩条提供侧向支承，减小檩条沿屋面坡度方向的跨度，减小檩条在施工和使用阶段的侧向变形和扭转，需要设置檩条。不是所有檩条均配置拉条，如空间桁架式檩条和T 形桁架檩条都不需要设置。

16、三角形、梯形、平行弦横加各适用于哪些屋盖体系？

答：三角形屋架主要用于屋面坡度较大的有檩条屋盖结构中或中、小跨度的轻型屋面结构中。梯形屋架一般用于屋面坡度较小的屋盖结构中，现已成为工业厂房屋盖结构的基本形式。平行弦屋架一般用于单坡屋面的屋架及托架或支撑体系中。

17、试述吊车梁的类型及其应用范围？

答：吊车梁按结构体系可分为实腹式、下撑式和桁架式。按支承情况分为简支和连续。实腹简支吊车梁应用最广，当跨度及荷载较小时，可采用型钢梁，否则采用焊接梁，连续梁比简支梁用料经济，但由于它受柱的不均匀沉降影响较明显，一般很少应用；下撑式吊车梁和桁架式吊车梁用钢量较少，但制造费工、高度较大，桁架式吊车梁可用于跨度大但起重量较小的吊车梁中。

18、布置柱网时应考虑哪些因素？

答：柱网布置主要是根据工艺、结构与经济的要求确定。此外，还要考虑建筑内其他部分与柱网的协调，如基础、地下管道、烟道等。

19、为什么要设置温度缝？

答：当厂房平面尺寸很大时，由于温度影响会使构件内产生很大的温度应力，并导致墙和屋面的破坏，因此要设置温度缝。

20、厂房柱有哪些类型？它们的应用范围如何？

答：厂房横向框架柱按其形式可分为等截面柱、均匀变截面柱、台阶式柱和分离式柱。等截面柱适用于吊车起重量小于200kN的车间；均匀变截面柱适用于轻钢结构厂房；台阶式柱适用于传统厂房；分离式柱一般较台阶式柱费钢材，上部刚度较小，但在吊车起重量较大而厂房高度小于18m时采用分离式柱，还可用在有扩建的厂房中，吊车荷载比较大而厂房用压型钢板做屋面的厂房中。

21、结合下图写出有吊车厂房横向柱距的表达式，并说明该表达式中各符号的含义？

答：对于有吊车的厂房，跨度一般取上部柱中心线间的横向距离，可按式(2.1-1)确定：

式中—支撑式梁式吊车或桥式吊车的跨度；

—由吊车大轮中心线至上柱轴线的距离（图2.1-4），应满足下式要求：

—吊车梁或吊车桥架悬伸长度，可由行车样本查得；

—吊车外缘和柱内缘之间的必要空隙：当吊车其重量不大于500时，不宜小于80mm；当吊车起重量大于或等于750时，不宜小于100mm；当吊车和柱之间需设走道时，则不得小于400mm。

—上段柱宽度。

22、为什么梯形屋架除按全跨荷载计算外，还要按半跨荷载进行计算？

答：因为对梯形屋架、人字形屋架、平行弦屋架等的少数斜腹杆（一般为跨中每侧各两根斜腹杆）可能在半跨荷载作用下产生最大内力或引起内力变号，所以对这些屋架还应根据

使用和施工过程的荷载分布情况考虑半跨荷载的作用。

23、试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。

答：上弦横向水平支撑的作用：为屋架上弦提供侧身支撑，承受山墙传来的风荷载等。

上弦横向水平支撑的布置要求：上弦横向水平支撑最好设置在屋盖两端或温度区段的第一柱间。但当两端第一柱间比中部缩进0.5m时，也常设在端部第二柱间。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。

24、选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑哪些原则？

答：1.面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；2.使两个主轴方向等稳定性，以达到经济效果；3.便于与其他构件连接；4.尽可能构造简单，制造省工，取材方便。

25、简述柱间支撑的作用？

答：1.承受并传递纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。2.减少柱在平面外的计算长度。3.保证厂房的纵向则度。

26、设计实腹式檩条时应进行哪些验算？

答：实腹式檩条设计时可不考虑扭矩，按双向受弯构件计算，需验算强度、整体稳定和刚度。

27、简述拉条的布置原则。

答：1）跨度小于4m可不设拉条，4-6m在跨中设一道拉条，大于6m在1/3跨度处设二道拉条.2）当屋盖有天窗时，应在天窗两侧檩条之间设置斜拉条和直撑杆。

28、钢结构的承载能力极限状态包括以下哪几个方面？

答：1）整个结构或其一部分作为刚体失去平衡（如倾覆） 2）结构构件或连接因材料强度被超过而破坏；3）结构转变为机动体系（倒塌）； 4）结构或构件丧失稳定（屈曲等）； 5）结构出现过度的塑性变形，而不适于继续承载；6）在重复荷载作用下构件疲劳断裂

29、简述单层钢结构厂房的结构布置。

答：单层厂房钢结构的组成单层厂房结构必须具有足够的强度、刚度和稳定性，以抵抗来自屋面、墙面、吊车设备等各种竖向及水平荷载的作用。单层厂房钢结构一般是由天窗架、屋架、托架、柱、吊车梁、制动梁(或衍架)、各种支撑以及墙架等构件组成的空间骨架横向平面框架，是厂房的基本承重结构，由框架柱和横梁(或屋架)构成。承受作用在厂房的横向水平荷载和竖向荷载并传递到基础。纵向平面框架，由柱、托架、吊车梁及柱间文撑等构成。其作用是保证厂房骨架的纵向不可变性和刚度，承受纵向水平荷载(吊车的纵向制动力、纵向风力等并传递到基础。屋盖结构，由天窗架、屋架、托架、屋盖支撑及棱条构成。

30、简述厂房高度的定义，结合下图写出有吊车厂房高度的表达式，并说明该表达式中各符号的含义？

厂房高度是指室内地面至柱顶(或屋盖斜梁最低点、或屋架下弦底面)的距离。厂房高度的确定必须满足生产工艺要求，并应综合考虑空间的合理利用。

对于有吊车的厂房，不同的吊车对厂房高度的影响各不相同。对采用支撑式梁式吊车和桥式吊车厂房来说，厂房高度按式确定：

式中—轨顶标高。

—轨顶至柱顶高度。

—需跨越的最大设备高度。

—起吊物与跨越物间的安全距离，一般为400mm～500mm。

—起吊的最大物件高度。

—吊索最小高度，根据起吊物件的大小和起吊方式决定，一般大于1m。

—吊钩至轨顶面的距离，由吊车规格表中查得。

—轨顶至小车顶面的距离，由吊车规格表中查得。

—小车顶面至屋盖斜梁最低点或屋架下弦底面之间的安全距离，应考虑屋盖结构的挠度、厂房可能不均匀沉陷等因素，最小尺寸为220mm，湿陷性黄土地区一般不小于300mm。

答：柱顶标高H = H1 + H2+C

轨顶标高H1 = h1 + h2 + h3 + h4 + h5

根据《厂房建筑模数协调标准》的规定，柱顶标高H应为300mm的倍数。

h1--需跨越的最大设备高度

h2--起吊物与跨越物间的安全距离，一般为400～500mm

h3--起吊的最大物件高度

h4--吊索最小高度，由起吊物件的大小和起吊方式决定，一般＞1米

h5--吊钩至轨顶面的距离，由吊车规格表中查得

H2--轨顶至吊车小车顶面的距离，由吊车规格表中查得

C--小车顶面至屋架下弦底面之间的安全距离，应考虑到屋架的挠度、厂房可能不均匀沉陷等因素，最小尺寸为220mm，湿陷黄土地区一般不小于300mm。如果屋架下弦悬挂有管线等其它设施时，还需另加必要的尺寸。”