钢结构简答题

名词解释

1．门式刚架轻型钢结构

1．重型单层工业厂房

1．隅撑

隅撑就是在靠边墙角的部位、梁与柱之间、梁与檩、柱与檩之间的支撑杆。墙面上的叫墙隅撑，屋面上的叫屋面隅撑。

1．压型钢板

1．撑杆

撑杆是保证钢结构整体稳定性的一个横向支撑杆件，一般由长细比控制

2．网壳

网壳是一种与平板网架类似的空间杆系结构，系以杆件为基础，按一定规律组成网格，按壳体结构布置的空间构架，它兼具杆系和壳体的性质。其传力特点主要是通过壳内两个方向的拉力、压力或剪力逐点传力。此结构是一种国内外颇受关注、有广阔发展前景的空间结构。

2．悬索结构的形状稳定性

2．空间桁架结构

2．索膜结构

索膜结构：是用高强度柔性薄膜材料经受其它材料的拉压作用而形成的稳定曲面，能承受一定外荷载的空间结构形式。其造型自由、轻巧、柔美，充满力量感，阻燃、制作简易、安装快捷、节能、易于、使用安全等优点，因而使它在世界各地受到广泛应用

2．悬索结构

由柔性受拉索及其边缘构件所形成的承重结构。索的材料可以采用钢丝束、钢丝绳、钢铰线、链条、圆钢，以及其他受拉性能良好的线材。

3．框架---筒体结构

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3．框筒结构

框筒结构就是在框架结构中，设置部分剪力墙，使框架和剪力墙两者结合起来，取长补短，共同抵抗水平荷载，这就是框架－剪力墙结构体系。如果把剪力墙布置成筒体，围成的竖向箱形截面的薄臂筒和密柱框架组成的竖向箱形截面，可称为框架－筒体结构体系。具有较高的抗侧移刚度，被广泛应用于超高层建筑。 3．框筒结构中的剪力滞后效应

简答题

平台钢结构设计

1．设计平台结构时，应考虑哪些步骤? 1．平台结构不设柱间支撑的情况下应怎样设计柱脚节点和梁柱节点来保证结构的几何不变以及平台柱的整体稳定性？ 工业厂房钢结构

1．简述门刚架斜梁截面设计要点。

答：当斜坡度不超过1：5时，因轴力很小可按压弯构件计算其强度和钢架平面外的稳定，不计算平面内的稳定。

实腹式刚架协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是y f /23516倍。

1．门式刚架斜梁与柱的连接常用哪些形式？如何确定端板厚度？

答：门式刚架斜梁与柱的刚接连接，一般采用高强度螺栓一端板连接。具体构造有端板竖放、端板斜放和端板平方三种形式。

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。

1．简述门式刚架斜梁腹板横向加劲肋的设置位置。

答：梁腹板应在与中柱连接处、较大固定集中荷载处和两翼缘转折处设置横向加劲肋；其他部分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w w h h 2 w 。

1．屋架的施工详图上应有哪些主要内容？其图面应如何布置？

答：1、在详图的左或右上角，绘制一屋架简图（又称几何尺寸，内力图），表达主要外形尺寸，杆件的轴线长度。当梯形屋架其跨度大于24m、三角形屋架跨度大于15m，在制造时应有拱度，拱度为跨度的500分之1，其比例常用1:100或1:200。2、屋架详图部分，应绘立面图和上下弦杆的平面图，必要的杆件详图，边接板详图。

3、详图通常用两种比例绘制，杆件和零件的尺寸采用1:10，1:15的比例。详细表达节点和细节。而轴线长度则用1:20，1:30或更小比例绘制。

4、在结构详图中，特别应把杆件和零件的定位尺寸注全。腹杆应注出杆端至节点中心的距离，节点板应注上、下两边至弦杆轴线的距离及左右两边至通过节点中心的垂线距离。

5、材料表应详列杆件和零件的编号，规格尺寸、数量（区别正、反）、重量等以此顺序排列，算出整榀屋架的重量。

6、说明应包括：选用的钢号、焊条型号和质量要求、加工精度、有无热处理和施工要求，及图中未注明的焊缝和螺孔尺寸、油漆、运输要求和其他等。

1．桁架节点处应标明哪些尺寸？各有何用途？

1．简述轻型门式钢架结构中屋面檩条的布置原则

答：作用：承受山墙传来的风荷载等。

布置要求：上弦横向水平支撑间距不宜超过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。

1．简述实腹式檩条的常用截面形式及如何选用。

答：(a)热扎槽钢截面：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，适用于檀条跨度较大的场合，但与钢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）檀条适用于屋面坡度i≤1/3的情况；直卷边Z形和斜卷边Z形檀条适用于屋面坡度i>1/3的情况；斜卷边Z 形檀条存放时还可叠层堆放，占地少。

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1．简述实腹式檩条与刚架的连接。

答：实腹式檩条可通过角钢檩托与刚架斜梁连接（图4-5a ），以阻止檩条在端部截面的扭转。檩条与檩托的连接螺栓应不少于2个，并沿檩条高度方向布置。当檩条高度小于120mm ，排列2个螺栓有困难时也可改为沿檩条长度方向布置。螺栓直径根据檩条截面大小，取M12-M16。

当屋面坡度与屋面荷载较小时，也可用钢板直接焊于刚架斜梁上作为檩托（图4-5b ）。

1．简述檩条的拉条和撑杆的布置原则。

答：（1）拉条：檩条跨度大于4m 时，应在檩条跨中位置布置拉条；当檩条跨度大于6m 时，应在檩条跨度三分点处各布置一道拉条。拉条通常用圆钢做成，直径不宜小于10mm 。（图4-3）

（2）撑杆和斜拉条：由x q 的方向来确定设在屋檐处还是屋脊处。当檩条用卷边槽钢，x q 指向下方时，设在屋脊处；当檩条用为Z 型，x q 指向上方时，设在屋檐处。风荷载大的地区或是在屋檐处和屋脊处都设置撑杆和斜拉条，或是把横拉条和斜拉条都做成刚性杆。撑杆的长细比按压杆要求，可采用钢管、方管或角钢做成。也可采用钢管内设拉条的做法。（图4-3

）

1．檩条中设置的拉条可以看做檩条侧向受弯时的支座，这样对拉条的设计有什么要求？

1．单层厂房钢结构中柱间支撑的作用是什么？其各自布置的原则是什么？

一、柱间支撑的作用

在钢结构厂房的结构体系中，钢柱、钢梁、吊车梁作为直接受力的基本

构件（俗称主钢构）固然重要，但是柱间支撑同样不能忽视。柱间支撑

起着承担和传递水平力（吊车纵向刹车力、风荷载、地震作用等）、提高

结构的整体刚度、保证结构的整体稳定、减小钢柱面外稳定应力、保证

结构安装时的稳定等重要用。地震时，合理的支撑刚度能够避免震害的

加重。

二、柱间支撑的布置要求

在建筑物的每个温度区段或分期建设的区段中应设置独立的支撑体系。

对于钢结构厂房，一般每个柱列均布置柱间支撑。其中无吊车的轻钢厂

房支撑间距不大于45米，有吊车的钢结构厂房柱间支撑间距不大于60

米。在温度区段内柱间支撑宜对称布置。具体项目中设计人员应根据建

筑要求合理布置柱间支撑。一般在两端第一开间均设置支撑，因使用功

能要求第一开间无法设置时可适当调整，但须设置相应的刚性撑杆传递

荷载给柱间支撑；同时注意柱间支撑尽量避开厂房大门。

1．钢屋盖支撑有哪些？各起什么作用？其各自布置的原则是什么？

答：屋盖支撑可分为：上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、纵向水平支撑、垂直支撑和系杆。

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

原则：1）上弦横向水平支撑应设置在房屋的两端或当有横向伸缩缝时在温度缝区段的两端。一般设在第一个柱间或第二个柱间。横向水平支撑的间距L O以不超过60m 为宜，所以在一个温度区段L t中间还要布置一道或几道。2)下弦横向水平支撑与上弦横向水平支撑设在同一柱间，以形成吨位的重级、中级工作制的桥式吊车，或有壁型吊车，或有锤锻等大型震动设备，以及房屋较高，跨度较大，空间刚度要求高时，均应在屋架下弦断节间设置纵向水平支撑。纵向水平支撑与横向水平支撑形成闭合框，加强了屋盖结构的整体性并能提高房屋纵向的刚度。4）所有房屋均设置垂直支撑。1．屋盖结构设计时系杆的作用和布置要点。

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作用：保证屋盖结构的几何稳定性；保证屋盖的刚度和空间整体性；为弦杆提供适当的侧向支撑点；承担并传递水平荷载；保证结构安装的稳定与方便； 屋盖支撑的布置：

1）上弦横向水平支撑：端部第一或第二开间。当布置在第二开间时，端屋架需与横向支撑用系杆刚性连接，确保端屋架的稳定和风荷载传递。横向支撑间距大于60m 时，中间增设。 屋面为大型屋面板，且屋面板有三点与屋架上弦牢固连接时，可不设。但一般高空作业较难保证，还是设上弦横向支撑，大型屋面板起系杆的作用。有天窗架时，上弦横向支撑仍需布置。

2）下弦横向水平支撑：与上弦横向支撑布置在同一开间： 屋架跨度大于18m 时；屋架下弦设有悬挂吊车时；抗风柱支承在屋架下弦时；屋架下弦设通长纵向支撑时,宜设屋架下弦横向支撑.

3）下弦纵向水平支撑：屋架两边第一节间，与横向支撑形成封闭框。 有振动设备、屋架下弦有吊轨、有托架时；有重级工作制吊车或起重量较大的中轻工作制吊车;房屋跨度较大、空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水平支撑。

4）垂直支撑 ：设有上弦横向支撑的开间内，每隔4～5个开间布置一道。垂直支撑联系屋架上、下弦水平支撑，并和屋架水平支撑一起形成几何不变的屋盖空间结构，是上弦横向水平支撑的支承点，在屋盖安装过程中保证屋盖稳定。

1．支撑中的系杆有刚性与柔性之分，这两者有何区别？什么情况下必须采用刚性系杆？什么情况下必须采用柔性系杆？

1．简述隅撑的设置要点。

答：腹式钢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檀条上，如下图

隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度的y f /23516倍。

1．简述单层厂房横向框架的两种主要类型及其特点

1．简述吊车对厂房结构产生的三种荷载。

1．什么是温度区段？如何形成温度区段？具体有哪些做法？

1．单层工业厂房的纵向传力系统是怎样构成？其作用是什么？如何来布置？

1．在有交叉腹杆的支撑设计中，什么是按拉杆设计?什么是按压杆设计？

1．屋面压型钢板侧向连接的构造要求有哪些？

答：屋面压型钢板侧向可采取搭接式、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咬垫的自攻螺栓。对于高波压型钢板，连接件间距为700-800mm;对于低波压型钢板，连接件间距为300-400mm。

当采用扣合式或咬合事时，应在檀条设置与压型钢板搁置在固定支座上。两片压型钢板的侧边应确保扣合或咬合连接可靠。

大跨度房屋钢结构

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1．网架结构在分析计算时都作了那些基本假定？常用的分析方法有哪些？

1．网架屋盖的排水坡度一般为多少？常用的找坡方法有哪些？

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

1．网架结构屋面排水通常有哪几种方法？

1．举出两种常见的网架结构的基本形式，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。

1．举出两种常见的网壳结构的基本形式，并简述其特点

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1．如何确定焊接空心球节点的外径及壁厚？影响焊接空心球节点受压、受拉承载力的主要因素有哪些？

答：（1）空心球外径D

为便于施焊，球面上相连杆件之间的缝隙a 不宜小于10mm （图7-2）。按此要求，空心球外径D 可按下式初步估算：

D=（d 1+2a+d 2）/θ

式中 θ——汇交于球节点任意两钢管间的夹角（rad ）； d 1，d 2——组成θ角的钢管的外径。

图7-2 空心球节点杆件间的缝隙

（2）空心球的壁厚应根据杆件内力由承载力验算公式确定，但不宜小于4mm 。空心球外径与壁厚的比值可在D/t=24—45范围内选用，空心球壁厚与钢管最大壁厚的比值宜在1.2—2.0之间。

（3）空心球承载力验算

（a ）受压空心球

)D

d t 3.13400td (N 2

2c c -≤η

式中 N c ——受压空心球的轴向压力设计值（N ）； D ——空心球外径（mm ）； t ——空心球壁厚（mm ）；

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d ——钢管杆件外径（mm ）；

ηc ——受压空心球加肋承载力提高系数，不加肋ηc =1.0，加肋ηc =1.4。

（b ）受拉空心球

f t πηd 55.0N t t ?≤

式中 N t ——受拉空心球的轴向拉力设计值（N ）；

t ——空心球壁厚（mm ）； d ——钢管杆件外径（mm ）；

f ——球体钢材强度设计值（N/mm 2

）

ηt ——受拉空心球加肋承载力提高系数，不加肋ηt =1.0，加肋ηt =1.1。

1．简述螺栓球节点的零件构成及各自的作用，如何确定螺栓球的直径大小？

答:（1）螺栓球节点的零件构成及各自的作用：

螺栓球节点由钢球、螺栓、套筒、销钉（或螺钉）和锥头（或封板）等组成（图7-3），球体是锻压或铸造的实心钢球，在钢球中按照网架杆件汇交的角度进行钻孔并车出螺丝扣，适用于连接钢管杆件。

图7-3 螺栓球节点

螺栓球节点的连接构造是先将置有螺栓的锥头或封板焊在钢管杆件的两端，在螺栓的螺杆上套有六角套筒，以销钉或紧固螺钉将螺栓与套筒连在一起。安装时拧动套筒，通过销钉会紧固螺钉带动螺栓转动，将螺栓旋入球体，拧紧为止。

当杆件受压时，压力由零件之间接触面传递，螺栓不受力。杆件受拉时，拉力由螺栓传给钢球，此时套筒不受力。

（2）钢球直径D ：

钢球直径D 取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径、和螺栓伸入球体的长度等因素（图7-4）。

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图7-4 钢球的有关参数

使球体内螺栓不相碰的最小钢球直径D 为：

2

1

22

112d d 2ctg d sin d D ηξθθ+??

? ??++≥

满足套筒接触面要求的杆球直径D 为：

2

122

12d ctg d sin d D ηθηθη+??

? ??+≥

式中 D ——钢球直径（mm ）；

θ——两个螺栓之间的最小夹角（rad ）； d1，d2——螺栓直径（mm ），d1>d2；

ξ——螺栓伸入杆球长度与螺栓直径的比值，一般为1.1； η——套筒外接圆直径誉螺栓直径的比值，一般为1.8。

1．简要说明网架结构有哪几种安装方法？

1．简要说明网壳结构有哪几种安装方法？

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1．平面结构体系、空间结构体系的概念，两种结构体系的优、缺点。

多高层房屋钢结构

1．简述多层钢结构体系的主要类型。

1．如何提高高层建筑钢结构的抗侧向力的刚度？可采用哪些结构体系？各结构体系的结构性能有什么优、缺点？适用条件如何

1．高层房屋钢结构与多层房屋钢结构相比在设计方面有哪些不同的特点？

1．什么叫做高层建筑钢结构的?-P 效应?在哪些情况下可不计算结构的整体稳定性?为什么?

1．框架—支撑结构体系中，中心支撑与偏心支撑的区别是什么?它们各有何受力特点?K 形支撑为什么不宜用于地震区?

1．框架结构和框架---支撑结构的工作性能有什么不同？

1．节点域的受力怎样计算?当节点域截面的抗剪强度不满足要求时，可采取哪些构造措施予以加强?

1．框筒结构中的剪力滞后效应是如何产生的？影响剪力滞后效应的主要因素是什么？

钢结构的塑性设计

1．塑性设计的概念、适用范围、塑性铰的性质。

1．采用弹性设计与塑形设计时的结构内力分析有何异同？

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