钢结构思考题说课讲解

1、轻型门式钢架结构主要由门式钢架梁、钢架柱、支撑、檩条、屋面板、墙面等组成

2、门式刚架的结构形式有哪些？

3、对于多跨刚架来说，设置多脊多坡与单脊双坡，哪一种更合理，为什么？

对于多跨钢架来说，单脊双坡比多脊多坡好；避免采用不等高钢架；单脊双坡多跨屋架：无桥式吊车，且柱高不非常高，风载不是很大时，中柱应采用摇摆柱；多脊多坡：有桥式吊车时，中柱宜为两端刚接，增大钢架侧向刚度。

4、摇摆柱：当门式钢架跨度较大时，中间柱上下两端均采用铰接形式称之为摇摆柱

门式钢架的跨度：横向钢架柱轴线间的距离

门式钢架的高度：

抗风柱：设置在砖混结构房屋两端山墙内，抵抗水平风荷载的钢筋混凝土构造柱

5、变截面门式刚架内力计算采用什么分析方法？

变截面门式钢架内力计算采用弹性分析方法，通常按平面结构对待，不考虑蒙皮效应

6、变截面门式刚架侧移计算采用什么分析方法？当门式刚架在水平风荷载作用下的柱顶侧移不满足规范限值要求时，可采用何种措施调整？

变截面门式刚架侧移计算采用弹性分析方法确定，若柱顶侧移不满足规范限制要求，可采用增大构件（梁、柱）截面、刚接柱脚、中间摇摆柱改为刚接等方式来提高钢架的整体抗侧刚度，减小结构侧向变形。

7、应在门式刚架梁腹板的哪些部位设置横向加劲肋？

应在门式刚架梁腹板的中柱连接处、较大荷载集中处和翼缘转折处设置横向加劲肋

8、门式刚架斜梁按什么构件计算其强度和稳定？实腹式刚架斜梁的平面外计

算长度是怎样取值的？

门式刚架斜梁按压弯构件计算其强度和稳定、实腹式刚架斜梁的平面外计算长度应取侧向支撑点间的距离

9、在门式刚架结构中哪些部位需设置隅撑？设置隅撑的目的和作用？

在门式刚架结构中，通常在钢架梁受压翼缘的两侧设置隅撑。其一端连于钢架梁或钢架柱的受压翼缘，另一端连于屋面檩条或墙梁。设置隅撑的目的和作用是可提高钢架梁或钢架柱的整体稳定承载力。

10、压性钢板的表示方法。压型钢板根据波高不同，可分为几种？

压性钢板的表示方法为YX波高-波距-有效覆盖宽度。压型钢板根据波高不同，可分为低波板、中波板和高波版。

11、卷边槽钢檩条和卷边 Z 形檩条各适用于什么屋面坡度？设计檩条时，应按

何种类型构件计算？应计算哪些内容？

卷边槽钢檩条和卷边 Z 形檩条各适用于屋面坡度i＞1/3的情况。设计檩条时，应按双向受弯构件计算。应计算哪些内容:需验算其强度、稳定、刚度等。由于屋面质量轻，还需考虑风吸力对屋面檩条的受力影响。

12、简述在门式刚架屋面系统中，拉条的作用和设置原则？

拉条的作用：防止檩条侧向变形和扭转并且提供檩条弱轴方向的中间支撑。

设置原则：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，需在檩条跨度三分点位置处各设一道拉条。

13、门式刚架斜梁与柱的刚性连接采用哪几种形式：可采用端板竖放、端板平放和端板斜放三种形式

第二章重型厂房结构设计

1、概念:有檩体系：房屋横向刚度大，屋盖及下部结构用料多，屋盖自重较大

无檩体系：屋架间距灵活，构件重量轻

刚性系杆和柔性系杆：既能承受压力又能承受拉力的是刚性系杆，只能承受拉力的柔性系杆

内力系数：

2、简述厂房屋盖结构体系有哪几种？

有凛屋盖和无凛屋盖两种

3、简述屋盖支撑的作用，屋盖支撑有哪些种类，这些支撑的主要布置原则是什么？

屋盖支撑的作用：①保证结构的刚度和空间整体性②保证屋盖结构的几何稳定性③承担和传递水平荷载。④保证结构安装时的稳定与方便⑤为弦杆提供适当的侧向支承点。

屋盖支撑的种类①上弦横向水平支撑②下弦横向水平支撑③纵向水平支撑④垂直支撑⑤系杆。

这些支撑的主要布置原则（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。

4、确定钢屋架外形及腹杆形式时，应考虑哪些原则？

（1）满足受力要求（2）满足使用需求（3）满足制造、安装、使用、运输要求

5、何谓半跨荷载？施工安装时可能出现的半跨荷载

为什么要按半跨荷载作用计算？梯形屋架、人字形屋架、平行弦屋架的少数斜腹杆可能在半跨作用下产生最大内力和内力变号

6、屋架设计中考虑了哪几种荷载组合？

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全跨屋架和支撑+半跨其他屋架永久荷载和可变荷载

7、梯形钢屋架和三角形钢屋架节点板厚度是怎么确定的？

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。

8、屋架中各杆件平面内和平面外的计算长度应如何取值。

①弦杆：平面内计算长度取杆件节点中心之间的距离L。在屋架平面外计算长度取其侧向支撑点之间的距离②腹杆：在屋架平面内的计算长度L ox=0.8L，在屋架平面外的计算长度

L oy=1.0L

9、梯形钢屋架中上弦杆、下弦杆、支座处斜腹杆、跨中竖杆、一般腹杆各采用什么合理截面型式？

梯形钢屋架中①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。②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。③支座处斜腹杆可采用两个不等肢角钢长肢相并而成的T形截面。④跨中竖杆宜采用两个等肢角钢组成的十字形截面。⑤一般腹杆宜采用两个等肢角钢组成的T形截面

10、为什么屋架中一般受压腹杆在屋架平面内的计算长度取杆件几何长度的 0.8 倍？

钢屋架中一般受压腹杆失稳屈曲时其两端点受到约束：①节点处其他拉杆的牵制作用②节点处焊缝、节点板作用平面内刚度较大而形成的约束。因此，受压腹杆不是理想铰接，其支撑状态介于铰接与刚接之间，相当于一个弹簧支座，故取其杆件计算弹簧长度系数为1.0与0.5之间的中间值0.8

11、填板的作用，简述填板的构造要求。

作用：钢结构大型构件安装时为了调平，增加稳定性，在构件间隙之间放入的楔形钢块。

构造要求：①几何尺寸：宽度为50-80mm长度应为所连接的角钢肢每侧加上10-15mm，厚度与节点板相同②间距Lz：对压杆Lz≤40i，拉杆≤80i，i为角钢回转半径③填板最少个数要求：在杆件的两端节点板之间，不宜少于2个，且至少放置1个

12、轴心受拉杆件和轴心受压杆件截面验算时，包括哪些内容？

强度（承载力）验算，刚度（长细比）验算，整体稳定，局部稳定

13、为什么当屋架跨度较大时，制造中应予以起拱？拱度一般取值多少？

大跨度楼层或屋面梁、板在建造时，为改善视角错觉，也为了修正自重沉降而采取的提前增加跨中高度的措施。

对跨度不小于4m 的现浇钢筋混凝土梁、板，其模板应按设计要求起拱；当设计无具体要求时，起拱高度宜为跨度的 1/1000～3/1000

14、了解屋架节点设计的一般原则，掌握屋架节点的设计方法。

①、杆件对中原则：杆件形心线与屋架几何轴线尽量重合，在节点处汇于一点，构件布置与计算简图一致。角钢形心距Z。取为5mm整数倍，以便施工②、材料节省原则：杆件布置紧凑，除考虑构造和安全因素外，尽量减少节点板的尺寸和焊缝长度③、施工安装方便原则：焊缝设计应易于施焊和保证焊缝质量，尽量减少工地焊缝④节点板简化原则：在保证传力简单直接的情况下，节点板应尽量形状简单，减少种类数目，不要出现凹角，避免出现应力集中现象

15、简述屋架跨中拼接角钢设计时，应满足哪些要求？

构造要求：当屋面坡度较大且拼接角钢肢较宽时，可将角钢竖肢切口再弯折后焊成。工地焊接时，拼接节点要设置安装螺栓。

第三章多层房屋钢结构

1、简述框架结构和框架-支撑结构体系的特点及适用范围。

纯框架结构体系横向和纵向均采用框架作为承重和抵抗侧向力的主要构件。

框架-支撑结构体系由框架和支撑协同工作，支撑受大部分侧向力，都适用于地震地区。

2、楼盖的作用和组成。

作用：直接承受竖向荷载并将其传递给竖向构件，还起横隔作用

组成：楼板和梁系组成，梁系包括主梁和次梁。

3、多层房屋钢结构中常用的楼板有那几种？目前较常用的是哪种？

楼板形式有：现浇钢筋混凝土楼板、装配整体式楼板和压型钢板组合楼板等。目前常用的是压型钢板组合楼板。

4、如何增加压型钢板与混凝土之间的粘结力？

为增加压型钢板与混凝土之间的水平剪力，可采用闭口截面形式的压型钢板，利用其纵向波槽增加连接力，或依靠压型钢板上的压痕、小洞或不闭口的孔眼，或依靠在压型钢板上焊接的横向钢筋，也可在压型钢板端部设置连接件。其中端部锚固件要在任何情况下设置5、压型钢板组合楼盖中的组合板与非组合板的区别。

组合板是考虑压型钢板对组合楼板承载力的贡献；压型钢板既作为模板又作为抗拉部件非组合板是指压型钢板仅作为混凝土楼板的永久性模板，不考虑参与结构受力的现浇混凝土楼（屋面）板

6、组合板在使用阶段的强度验算内容。

①正截面抗弯承载力验算②斜截面抗剪承载力验算③局部荷载作用下组合板承载力验算④抗冲切承载力验算

7、竖向中心支撑：当支撑斜杆的轴线通过框架梁玉柱中线的交点时为中心支撑。

偏心支撑：即支撑轴线与梁轴线交点同梁柱交点有一定的距离，两交点间的梁段即所谓耗能梁段。

8、何谓耗能梁段？对耗能梁段有什么设计要求？

偏心支撑框架中的支撑斜杆，应至少在一端与梁连接，另一端可连接在梁与柱相交处，或在偏离另一之称的连接点与梁连接，并在支撑与柱之间或支撑与支撑之间形成耗能梁段

9、多高层钢结构中梁与柱的刚性连接有哪几种形式？

焊接、螺栓连接和栓焊连接

10、钢框架结构中柱脚节点的主要形式：埋入式或外包式柱脚

11、高层建筑钢结构抗震设计“二阶段”指的是什么？采用什么计算方法。

第一阶段为多遇地震作用下的弹性分析，验算结构的承载力、稳定及层间位移；第二阶段为罕遇地震作用下的弹塑性分析，验算层间位移

第四章大跨屋盖结构

1、网架按弦杆层数不同分为哪两种？

网架按弦杆层数不同可分为双层网架和三层网架。

2、交叉桁架体系网架，四角椎体系网架，三角椎体系网架都有哪些常用的形式？

交叉：两向正交正放网架，两向正交斜放网架，两向斜交斜放网架，三向交叉网架，单向折线形网架;四角锥：正放四角锥网架，正放抽空四角锥网架，棋盘形四角锥网架，斜放四角锥网架，星形四角锥网架；三角锥：三角锥网架，抽空三角锥网架，蜂窝形三角锥网架。

3、两向正交正放网架，两向正交斜放网架，三向网架，正放四角锥网架，斜放四角锥网架，正放抽空四角锥网架的定义和特点。

两向正交正放网架：两个方向的竖向平面桁架垂直交叉，且分别与边界方向平行（垂直）。两向正交斜放网架：两个方向的竖向平面桁架垂直交叉，且与边界成45°夹角。

三向网架：三向网架是由三个方向桁架按60°角互相交叉组成，其上下弦平面内的网格均为几何不变的三角形。

正放四角锥网架：上下弦杆均与边界平行或垂直，网架中部上下弦节点各连接8根杆件，构造统一。

斜放四角锥网架：将正放四角锥上弦杆相对于边界转动45°角放置得到，网架的上弦网格呈正交斜放，下弦网架为正交正放，下弦节点连接8根杆，上弦节点只连6根杆。。

正放抽空四角锥网架：在正放四角锥网架的基础上，保持周边四角锥不变，将中间四角锥每隔一个网格抽去斜腹杆和下弦，使下弦网格的宽度等于上弦网格的二倍。

4、网架结构有哪几种支承方式？

周边支承，多点支承，周边支承与多点支承相结合，三边支承或两边支承，单边支承等

5、网架结构屋面找坡的三种方法。

1.网架结构起拱，

2.网架变高度，上弦杆形成坡度，下弦杆仍平行于地面，

3.在上弦节点上加设不同高度的小立柱，当小立柱较高时，应保证小立柱自身的稳定性并布置支撑。

6、网架结构的常用节点形式有哪几种？

焊接空心球节点，螺栓球节点，支座节点。

7、简述螺栓球节点的构造组成和各部分的作用。

螺栓球节点由钢球、高强度螺栓、紧固螺钉、套筒、锥头或封板等零件组成，适用于钢管杆件连接。

先将置有高强螺栓的锥头或封板焊在钢管杆件的两端，在高强螺栓的螺杆上套有长形六角套筒，以紧固螺钉将螺栓与套筒连在一起。安装时拧动套筒，通过销钉或紧固螺钉带动螺栓转动，将高强螺栓旋入球体，拧紧为止。

8、采用螺栓球节点连接，杆件受压或杆件受拉时的传力途径。

当网架承受荷载后，对于拉杆，钢球与杆件之间的内力通过螺栓传递，此时套筒不受力。对于压杆，内力通过套筒传递，螺栓不受力。

9、目前网架结构内力计算采用什么分析方法？有哪些基本假设？

采用空间杆单元有限元方法进行分析，这种方法也称作空间桁架位移法。

内力计算时，杆件之间的连接节点可假定为铰接，忽略节点刚度的影响，杆件只承受轴向力，不计次应力对杆件内力的影响。当杆件上作用有节间荷载时，应同时考虑弯矩的影响。网架结构的内力和位移可按弹性阶段进行计算，在荷载作用下，网架的挠度远小于网架的高度，可不考虑几何非线性的影响。

10、了解网壳和管桁架的结构形式都有哪些？

网壳结构按层数划分，分为单层网壳和双层网壳。

管桁架：按构件的截面形式划分：圆钢管管桁架结构，矩形钢管管桁架结构和矩形截面主管与圆形支管管桁架结构。按管桁架的外形划分:曲线形管桁架，直线形管桁架。按桁架截面外形：平面管桁架结构和立体管桁架结构。