同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点.docx
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同济大学房屋钢结构设计试题含答案及复习重点
试卷一
一、填空题每空2分共计20分
1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取1/20~1/8在雨水
较多的地区取其中的较大值。
2、在设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支撑
以构成几何不变体系。
3、当端部支撑设在端部第二个开间时在第一个开间的相应位置
应设置刚性系杆。
4、冷弯薄壁构件设计时为了节省钢材允许板件受压屈曲
并利用其屈服后强度强度进行设计。
5、当实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
6、螺栓排列应符合构造要求通常螺栓端距不应小于2
倍螺栓孔径两排螺栓之间的最小距离为3倍螺栓直径。
7、垂直于屋面坡度放置的檩条按双向受弯构件设计计算。
8、屋架节点板上腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小
于20mm。
二、选择题每题2分共计20分
1、梯形钢屋架受压杆件其合理截面形式应使所选截面尽量满
足A的要求。
(A)等稳定(B)等刚度(C)等强度(D)计算长度相等
2、普通钢屋架的受压杆件中两个侧向固定点之间A。
(A)垫板数不宜少于两个(B)垫板数不宜少于一个
(C)垫板数不宜多于两个(D)可不设垫板
3、梯形钢屋架节点板的厚度是根据D来选定的。
(A)支座竖杆中的内力(B)下弦杆中的最大内力
(C)上弦杆中的最大内力(D)腹杆中的最大内力
4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的
短角钢檩托上B。
(A)一个普通螺栓(B)两个普通螺栓(C)安装焊缝
(D)一个高强螺栓
5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L其平面外计算长度应取
(D)。
(A)L(B)0.8L(C)0.9L(D)侧向支撑点间距
6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的C。
(A)端竖杆处(B)下弦中间(C)下弦端节间(D)
斜腹杆处
7、屋盖中设置的刚性系杆A。
(A)可以受压(B)只能受拉(C)可以受弯(D)
可以受压和受弯
8、某房屋屋架间距为6m屋架跨度为24m柱顶高度24m。
房屋
内无托架业务较大振动设备且房屋计算中未考虑工作空间时可在屋盖支撑中部设置C。
(A)上弦横向支撑(B)下弦横向支撑(C)纵向支撑
(D)垂直支撑
9、梯形屋架的端斜杆和受较大节间荷载作用的屋架上弦杆的合理
截面形式是两个C。
(A)等肢角钢相连(B)不等肢角钢相连
(C)不等肢角钢长肢相连(D)等肢角钢十字相连
10、屋架设计中积灰荷载应与C同时考虑。
(A)屋面活荷载(B)雪荷载
(C)屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值(D)屋面活荷载和
雪荷载
三、问答题共计20分
1、试述屋面支撑的种类及作用。
8分
2、试述空间杆系有限元法的基本假定。
6分
3、举出两种常见的网架结构的基本形式并简述其特点。
6分
试卷二
一、填空题每空2分共计20分
1、拉条的作用是。
2、实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接设置檩托的目的是
。
3、屋架的中央竖杆常和垂直支撑相连一般做成十字形截面这
时它的计算长度是0.9L。
4、设计吊车梁时对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接
型式例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用焊透的k型坡
口焊缝焊缝。
5、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成为使两个角钢组成的杆
件起整体作用应设置至少两块填板。
6、屋盖支撑可以分为上玄横向支撑、下
玄横向支撑下玄纵向支撑竖向支撑系杆五类。
二、选择题共20分
1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取A在雨水较多的地
区取其中的较大值。
(A)120—18(B)130—18(C)120—15
(D)130—15
2、在设置柱间支撑的开间应同时设置B以构成几何
不变体系。
(A)屋盖纵向支撑(B)屋盖横向支撑(C)刚性系杆
(D)柔性系杆
3、当端部支撑设在端部第二个开间时在第一个开间的相应位置
应设置C系杆。
(A)刚性和柔性(B)刚性或柔性(C)刚性(D)柔
性
4、螺栓排列应符合构造要求通常螺栓端距不应小于A倍螺栓孔径两排螺栓之间的最小距离为B倍螺栓直径。
(A)2(B)3(C)4(D)5
5、梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个A。
(A)不等边角钢短边相连短边尖向下(B)不等边角钢短边相
连短边尖向上
(C)不等边角钢长边相连长边尖向下(D)等边角钢相连
6、屋架节点板上腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小
于B。
(A)10mm(B)20mm(C)30mm(D)40mm
7、屋架上弦杆为压杆其承载能力由C控制下弦杆为
拉杆其截面尺寸由A确定。
(A)强度(B)刚度(C)整体稳定(D)局部稳定
8、根据吊车梁所受荷载作用对于吊车额定起重量Q≤30t跨
度l≤6m工作级别为Al~A5的吊车梁宜采用A
的办法用来承受吊车的横向水平力。
(A)加强上翼缘(B)加强下翼缘(C)设制动梁
(D)设制动桁架
三、简答题共20分
1、简述轻型门式钢架结构中支撑和刚性系杆的布置原则8分
2、为何冷弯薄壁构件在其强度和稳定性计算公式中截面特性以
有效截面为准6分
3、简述D值法的计算步骤6分试卷三
一、填空题每空2分共计20分
1、钢屋架中的杆件一般是由双角钢组成为使两个角钢组成的杆
件起整体作用应设置填板。
2、屋架上弦杆为压杆其承载能力由整体稳定控制
下弦杆为拉杆其截面尺寸由强度确定。
3、梯形钢屋架除端腹杆以外的一般腹杆在屋架平面内的计算
长度Lox=0.8L在屋架平面外的计算长度Loy=1
L其中L为杆件的几何长度。
4、吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用即横向水
平纵向水平和竖直。
5、能承受压力的系杆是系杆只能承受拉力而不能
承受压力的系杆是系杆。
二、选择题共20分
1、十字交叉形柱间支撑采用单角钢且两杆在交叉点不中断支
撑两端节点中心间距交叉点不作为节点为L.,按拉杆设计时
支撑平面外的计算长度应为下列何项所示c
(A)0.5L(B)0.7L(C)0.9L(D)1.0L
2、梯形屋架的端斜杆和受较大节间荷载作用的屋架上弦杆的合理
截面形式是两个C。
(A)等肢角钢相连(B)不等肢角钢相连(C)不等肢角钢长肢相连(D)等肢角钢十字相连
3、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于C。
(A)120m(B)80mC60m(D)40m
4、门式刚架的柱脚当有桥式吊车或刚架侧向刚度过弱时则应
采用B柱脚
(A)铰接(B)刚接(C)刚接或铰接
5、当采用压型钢板轻型屋面时屋面竖向均布活荷载的标准值(按
水平投影面积计算)应取A对受荷水平投影面积超过60m2的刚架结构计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取
C。
(A)05kNm2(B)04kNm2(C)03kNm2(D)
02kNm2
6、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时必须在受压翼缘两侧布置
D
(A)拉杆(B)系杆(C)檩托(D)隅撑
7、当檩条跨度大于4m时应在檩条间D位置设置拉条。
当
檩条跨度大6m时应在檩条跨度C分点位置各设置一道
拉条。
(A)五分点(B)四分点(C)三分点(D)二分点
8、实腹式檩条可通过C与刚架斜梁连接。
(A)拉杆(B)系杆(C)檩托(D)隅撑
三、简答题共20分1、试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。
6分
2、简述轻型门式钢架结构中屋面檩条的布置原则8分
3、举出两种常见的网壳结构的基本形式并简述其特点6分
试卷四
一、填空题每空2分共计20分
1、根据吊车梁所受荷载作用对于吊车额定起重量Q≤30t跨
度l≤6m工作级别为AlA5的吊车梁可采用加强丄翼
缘的办法用来承受吊车的横向水平力。
当吊车额定
起重量和吊车梁跨度再大时常在吊车梁的上翼缘平面内设置
水平制动梁或水平制动桁架用以
承受横向水平荷载。
2、设计吊车梁时对于构造细部应尽可能选用疲劳强度高的连接
型式例如吊车梁腹板与上翼缘的连接应采用
焊缝。
3、屋架上弦横向水平支撑之间的距离不宜大于60m。
4、桁架弦杆在桁架平面外的计算长度应取横向支撑
点之间的距离。
5、能承受压力的系杆是系杆只能承受拉力而不能
承受压力的系杆是系杆。
6、普通钢屋架的受压杆件中两个侧向固定点之间的垫板数不宜
少于2个。
7、在设置柱间支撑的开间应同时设置屋盖横向支
撑以构成几何不变体系。
二、选择题共20分
1、当采用压型钢板轻型屋面时屋面竖向均布活荷载的标准值(按
水平投影面积计算)应取a对受荷水平投影面积超过60m2的刚架结构计算时采用的竖向均布活荷载标准值可取C。
(A)05kNm2(B)04kNm2(C)03kNm2(D)02kNm2
2、梯形钢屋架受压杆件其合理截面形式应使所选截面尽量满
足A的要求。
(A)等稳定(B)等刚度(C)等强度(D)计算长度
相等
3、梯形钢屋架节点板的厚度是根据D来选定的。
(A)支座竖杆中的内力(B)下弦杆中的最大内力
(C)上弦杆中的最大内力(D)腹杆中的最大内力
4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的
短角钢上B。
(A)一个普通螺栓(B)两个普通螺栓(C)安装焊缝
(D)一个高强螺栓
5、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的C。
(A)端竖杆处(B)下弦中间(C)下弦端节间(D)
斜腹杆处
6、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时必须在受压翼缘两侧布置
D
(A)拉杆(B)系杆(C)檩托(D)隅撑
7、实腹式檩条可通过C与刚架斜梁连接。
(A)拉杆(B)系杆(C)檩托(D)隅撑
8、梯形屋架下弦杆常用截面形式是两个A。
(A)不等边角钢短边相连短边尖向下(B)不等边角钢短边相连短边尖向上
(C)不等边角钢长边相连长边尖向下(D)等边角钢相连
9、屋架设计中积灰荷载应与C同时考虑。
(A)屋面活荷载(B)雪荷载
(C)屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值(D)屋面活荷载和
雪荷载
三、简答题共20分
1、为什么上弦杆采用不等边角钢短肢相并的T型截面
为什么支座斜腹杆采用不等边角钢长肢相并的T型截面。
6
分
2、简述单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有的特点8
分
1.门式刚架结构通常用于跨度为9-24m柱距为6-12m柱高为4.5-9
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1/20-1/8挑檐长度宜为0.5-1.2m,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300横向不大于150m。
超过规定则需设伸缩缝。
4.门式刚架柱顶侧移的限值为不超过柱高度的1/60。
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
造有端板竖放、端板斜放和端板平放三种形式。
6.压型钢板的板基厚度一般为0.4-1.6mm。
7.屋面压型钢板侧向可采用搭接式、咬合式、扣合式等不同连接方式。
8.当檩条跨度柱距不超过9m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双向受弯构件设计。
10.当檩条跨度大于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。
11.实腹式檩条可通过檩托与刚架斜梁连接。
12.钢屋架中受压杆件的容许长细比为150只承受静力荷载的钢屋架中
拉杆的容许长细比为350。
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
等稳定。
14.梯形钢屋架节点板的厚度是根据腹杆最大内力来选定的。
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填板。
16.钢屋架的轴心受拉杆件应进行强度和刚度验算钢屋架的轴心受压
杆件应进行稳定性和刚度。
17.梯形钢屋架的跨度大于等于24m时在下弦拼接处宜起拱起拱高度
一般为跨度的1/500。
18.网架按跨度分类时大跨度为60m以上中跨度为30-60m小跨度
为30m以下。
19.当采用钢檩条屋面体系时网架的跨高比可选13-17-0.03L2上弦
网格数可选6-8+0.07L2。
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L2/250用作楼盖时为l2/300。
L2为网架的短向跨度。
21.网架屋面的排水坡度一般为0.03-0.05。
22.网架焊接空心球节点的直径D取决于杆件的外径、相邻杆件的夹角、
球面上相连杆件之间的施焊缝隙等因素.
23.网架焊接空心球节点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。
24.网架螺栓球节点的直径D取决于相邻杆件的夹角、螺栓的直径、螺栓
伸入球体的长度等因素.
25.网架杆件当采用钢管时截面不宜小于2
48mm.
二、简答题
1简述单层轻型钢结构房屋的结构组成。
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。
3简述屋架结构的适应范围。
答当房屋跨度较大、高度较高或承重柱采
用混凝土构件时宜采用屋架结构。
目前大量应用的压型钢板有檩体系和
太空轻质大型屋面板无檩体系多采用平坡的轻质梯形钢屋架。
4简述网架结构的适应范围。
答当房屋跨度较大其平面尺寸长短边之比接近1或不超过2时宜采
用网架结构。
5门式刚架结构如何分类答1按跨数分类有单跨、双跨和多跨2按坡度数分类有单坡、双坡和多坡3按构件体系分类有实腹
式与格构式
4按截面形式分有等截面和变截面5按结构选材分有普通型钢、
薄壁型钢和钢管。
7简述门式刚架的几何尺寸刚架的跨度、刚架的计算高度、刚架屋面的
坡度。
答1刚架的跨度取横向刚架柱轴线间的距离L柱轴线为通过变截
面小端的中心线宜为9-36m。
边柱宽度不等时应外侧对齐。
2刚架
的计算高度取横梁纵轴线与框架柱纵轴线的交点至柱脚底面处的距离。
一般宜为4.5-9m,必要时可适当加大。
框架梁的轴线取通过变截面梁单
元中最小端截面中心处平行于框架梁上翼缘的纵向轴线。
3刚架屋面的坡度在1/8-1/20间长尺寸压型金属屋面板或卷
材屋面及1/4-1/6间短尺寸压型金属板屋面或石棉瓦屋面。
挑檐长度
宜为0.5-1.2m,其上翼缘坡度取与刚架斜梁坡度相同。
8简述在结构布置时如何确定门式刚架的间距答刚架的合理间距柱
距应综合考虑使用要求、刚架跨度、檩条的合理跨度及荷载条件确定。
一般宜为6m亦可采用7.5m或9m最大可采用12m门式刚架跨度较小
时也可采用4.5m。
有时为小柱距布置支撑的方便亦可在大柱距中插
入个别小柱距如12m+6m的混合柱距。
在建筑物山墙处一般仍设置端刚架也可用山墙横向墙架柱并增设
压顶斜梁以代替端刚架以简化结构布置并降低用钢量。
9简述门式刚架轻型房屋的构件和围护结构设置温度伸缩缝的条件和做法。
答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300m横向不大于150m。
超过规定则需设伸缩缝。
伸缩缝有两种做法A设置双柱B在檩条相连的螺栓处采用长圆孔
并使该处屋面板在构造上允许涨缩。
2简述门式刚架结构梁柱构件的截面形式及连接方法。
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。
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w
whh2。
5简述门刚架斜梁截面设计要点。
答当斜梁坡度不超过15时因轴
力很小可按压弯构件计算其强度和刚架平面外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y
f/23516倍。
6简述隅撑的设置要点。
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.隅撑间距不应大于所撑梁受压翼缘宽度
的倍。
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
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压型钢板的挠度与跨度之比的限值为多少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<1∕20时1∕250
屋面坡度≥1∕20时1∕200
b墙板1∕150
《规程》则对屋面板和墙板分别规定为1/150和1/100。
10压型钢板长度方向的搭接的构造要求有哪些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
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≤1∕10时250mm
当屋面坡度1∕10时200mm
墙面板120mm
11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墙面压型刚板之间的侧向连接构造要求有哪些答墙面压型刚
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
0.80.3mm板上孔径tt
dd27.00且dd9.0
0tt为
被连接板总厚度mm。
13简述实腹式檩条的常用截面形式及如何选用答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3
1i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简述墙架构件常用的截面形式。
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.简述梯形钢屋架的跨度和高度如何确定。
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
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