西南大学网络教育课程钢结构设计题目与答案Word下载.docx
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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?
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lox=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lox=0.8l;
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loy=l1;
l1范围内,杆件内力改变时,则loy=l1(0.75+0.25N2/N)
⑶斜平面:
腹杆计算长度loy=0.9l
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?
填板间距:
对压杆ld≤4i,对拉杆ld≤80i;
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?
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。
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(10.0分)2.
16、三角形、梯形、平行弦横加各适用于哪些屋盖体系?
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?
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?
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?
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?
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。
(10.0分)3.
11、简述在什么情况下,宜设置屋架下弦横向水平支撑?
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。
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?
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?
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?
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。
(10.0分)4.
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?
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?
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。
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?
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。
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。
(10.0分)5.
26、设计实腹式檩条时应进行哪些验算?
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。
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?
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。
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:
H=H1+H2
H1=h1+h2+h3+h4+h5
H2=h6+h
7
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。
式中H1—轨顶标高。
H2—轨顶至柱顶高度。
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400mm~500mm。
h3—起吊的最大物件高度。
h4—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。
h5—吊钩至轨顶面的距离,由吊车规格表中查得。
h6—轨顶至小车顶面的距离,由吊车规格表中查得。
h
7—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。
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。
(10.0分)6.
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?
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
L0=LK+2S
式中LK—支撑式梁式吊车或桥式吊车的跨度;
S—由吊车大轮中心线至上柱轴线的距离,应满足下式要求:
S=B+C+D/2
B—吊车梁或吊车桥架悬伸长度,可由行车样本查得;
C—吊车外缘和柱内缘之间的必要空隙:
当吊车其重量不大于500KN时,不宜小于80mm;
当吊车起重量大于或等于750KN时,不宜小于100mm;
当吊车和柱之间需设走道时,则不得小于400mm。
D—上段柱宽度。
22、为什么梯形屋架
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