钢结构复习题 - 图文

《钢结构》复习题

一、 填空题

1. 钢结构的缺点耐腐蚀性差、耐热但不耐火、在低温下可能发生脆性断裂。 2. 钢结构广泛应用在大跨度结构、重型厂房结构、高层建筑结构、高耸结构。 3. 钢结构的疲劳破坏经历三个阶段是裂纹的形成、裂缝的缓慢扩展和最后迅速断裂。

4. 钢材的可焊性是指在一定的焊接工艺和结构条件下，不因焊接二对钢材材性产生较大的有害影响。

5. 钢结构的连接通常有焊接、铆接和螺栓连接三种方式。

6、钢结构的优点强度高、重量轻、塑性、韧性好、材质均匀，工作可靠性高、 适于机械化加工，工业化生产程度高。

7、钢结构的连接计算有 对接焊缝、角焊缝、普通螺栓、 高强度螺栓等 8、钢结构最适合于跨度大、高耸、重型、受动力荷载的结构。 9、钢结构中的轴心受压构件刚度计算要求是指 构件长细比不超过容许长细比，即?????

10、钢结构的连接通常有焊接、铆接和螺栓连接三种方式。

二、 简答题

1. 支撑系统有什么作用？他主要指哪些方面的计算？

答：支撑构件，一般说来，属次要构件。但支撑系统的合理布置与设计，对整个 建筑物的整体作用的发挥、结构及构件稳定性的保证以及安装架设的安全与方便等都起着重要作用。大部分支撑构件都可按最大长细比要求进行截面设计，但有一些支撑构件如柱间支撑和厂房端部传递山墙风荷载的屋架横向支撑等都应按内力确定截面，同时还应满主构件和最小尺寸要求。此外，凡使框架成为强支撑框架的支撑架还必须具有足够的侧倾刚度，其支撑杆的截面也需经计算确定。

2. 试简述设计普通钢屋架应主要遵循什么步骤？

答：设计普通钢屋架主要遵循如下步骤：

1) 根据房屋用途、跨度和采用的屋面材料，选定屋架的形式为屋面坡度较平的梯形屋架、人字形平行弦屋架或为屋面坡度较大的三角形屋架，以及与支柱铰接或刚接。同时，还应确定屋架中腹杆体系的布置形式。

2) 选定屋盖体系及其支撑布置，如采用有檩屋盖还是无檩屋盖、屋架间距应取多大，设置哪些支撑、如何设置等。 3) 进行屋架的具体设计，包括：

① 屋架几何尺寸及所有杆件的几何长度的确定； ② 荷载计算；

③ 内力分析及组合； ④ 杆件截面设计；

⑤ 双角钢杆件的两角钢间填板尺寸及数量的确定； ⑥ 节点设计；

⑦ 绘制施工详图。

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3、试回答实腹式普通型钢檩条设计常可不进行整体稳定计算的条件是什么？ 答：（1）按常规设置有拉条的檩条

（ 2）未设置拉条，按跨度l<5m而糙口朝向屋脊的槽钢檩条或翼缘趾

部朝向屋脊的角檩条。

4、试简述屋架节点设计步骤和原则？ 答：（1）布置桁架杆件时，原则上应使杆件形心线与桁架几何轴心重合，以免杆件偏心受力;

（2）很据已画出的杆件轴线，按一定比例画出各杆件的角轮廓线（表示

角钢外伸边厚度的线可部按比例，仅示意画出）;

（3）根据事先计算好的各腹杆与节点的连接焊缝（包括角钢肢背和肢尖

两者）尺寸，进行焊缝布置并绘于图上，而后定出节点板的外形（当为非焊接节点时，同样，根据已计算出的各腹杆与节点板的螺栓数目，进行螺栓排列后定出节点板外形）

（4）很据已有节点板的尺寸布置弦杆与节点板间的连接焊缝; (5)绘制节点大样（比例尺为1/5-1/10），确定每一节点上都需表明的尺寸，

为今后绘制施工详图时提供必要的数据（对简单的节点，可部绘大样，而由计算得到所需尺寸）。

三、 计算题

1. 图1所示为承受轴力的角钢构件的节点角焊缝连接。构件重心至角钢背的距离e1?38.2mm。钢材为Q235-B钢，手工焊，E43型焊条。构件承受由静力荷载产生的轴心拉力设计值N＝1100kN。三面围焊。试设计此焊缝连接。

图1

解：为使构件重心线通过焊缝的形心，应按下列步骤求解。 一、

角焊缝的焊脚尺寸hf

最大 hf?t?(1~2)mm?10?2?8mm（角钢趾部与端部） 最小hf?1.5tmax?1.516?6mm

采用hf?8mm，满足上述要求（见规范第8.2.7条） 二、

构件端部正面角焊缝所能承受的力

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角焊缝强度设计值为ffw?160N/mm2（附表1.2）

N3?0.7hf?lw3?fffw?0.7?8??2?140??1.22?160?10?3?306kN 三、

角钢背部侧面角焊缝长度

对点2求力矩，由?M2?0得

b?Ne2 2eNN1?N2?3

b2N1b?N3?38?.2?1400?60 ?110???3?140??1?100?0.7?2715kN3 646.7所需角钢背部侧面角焊缝的计算长度

N1646.7?103lw1???361mm w0.7hf2?0.7?8?160?fflw1?60hf?60?8?480mm，lw1?8hf?8?8?64mm，满足构造要求。

实际长度l1?lw1?hf?361?8?369mm，用370mm。 四、

角钢趾部侧面角焊缝长度

对点1求力矩，由?M1?0,得

e1N3 ?b238.2 ?110?0?140N2?N306?11?0020.?27?315kN3 147.3（或N2?N?N1?N3?1100?646.7?306?147.3kN）。 所需角钢趾部侧面角焊缝的计算长度

lw2N2147.3?103???82.2mm w?0.7hfff2?0.7?8?160lw2?60hf?480mm，lw2?8hf?64mm，满足构造要求。

实际长度l2?lw2?hf?82.2?8?90.2mm，用90mm（或100mm）

2. 验算图2中所示轴心受拉双拼接板的连接。已知：钢材为Q345，采用8.8级高强度摩擦型螺栓连接，螺栓直径M22,构件接触面采用喷砂处理。此连接承

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受的设计荷载为N＝1550kN。

图2

解：构件接触面抗滑移系数??0.50；8.8级M22螺栓的预拉力P＝150kN ，螺栓孔径取d0?24mm。Q345钢板强度设计值f?295N/mm2。 一个螺栓的抗剪承载力

Nvb?0.9nf?P?0.9?2?0.5?150?135kN 螺栓受力

Nv?N/n?1550/12?129.17kN?Nvb?135kN

钢板在1-1截面处受力

N1550N'?N?0.5n1?1550?0.5??4?1291.7kN

n121-1处净截面面积An?t(b?n1d0)?2.0?(34?4?2.4)?48.8cm2

?n?N'1291.7??10?264.7N/mm2?f?295N/mm2 An48.8连接满足要求。

3. 设计某轴心受压柱的焊接箱形截面尺寸，柱截面无削弱。已知柱高6m，两端铰接，承受的轴心压力设计值N=6000Kn （包括柱神等构造自重），钢材用Q235-B钢。

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图3

解：计算长度lox?loy?6m

焊接箱形截面构件对x轴和y轴屈曲均属b类截面 一、初选截面

假设长细比??30，查表得??0.936。

N6000?103??10?2?298.2cm2 需要 A??f0.936?21526?10?20cm ix?iy?30按表得ix?0.39h和iy?0.39b。 需要 b?iy0.39?20?10513mm，取b?500mm 0.390.?252?982.210?14.9mm1，取t?16mm

5000.2A5? t?b h? twix20?10?513mm，取hw?460mm

0.390.39?A?2bt?/?hw2(298.?221?0?2?50016)/2??15.0mm2，取tw?16mm

460选用的截面尺寸如图所示。

2?2?4?61.?6c3m0面积 A?2?50?1.6 7.2惯性矩

Ix?1(50?49.23?46.8?463)?116621cm4 125

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