武汉理工大学钢结构复习完美终极版(2)

3、 问答

1.柱网布置的原则？<1>满足生产工艺的要求<2>满足结构的要求(尽可能将柱布置在同一横向轴线上)<3>符合经济合理的要求<4>符合柱距规定要求(跨度L<=18m时，跨度宜采用3m的倍数，跨度L>18m时，跨度宜采用6m的倍数)

2.设置温度伸缩缝的原因以及温度伸缩缝的一般做法？原因：温度变化将引起结构变形，使厂房结构产生温度应力。故当厂房平面尺寸较大时，为避免产生过大的温度变形和温度压力，应在厂房的横向或纵向设置温度伸缩缝。做法：<1>温度伸缩缝最普遍的做法使设置双柱，即在缝的两旁布置两个无任何纵向构件联系的横向框架，使温度伸缩缝的中线和定位轴线重合<2>在设备布置条件不允许时，可采用插入距的方式，将缝两旁的柱放在同一基础上，其轴线间距一般采用1m<3>为了节约钢材也可采用单柱温度伸缩缝，即在纵向构件(如托架、吊车梁)等支座处设置滑动支座，以使这些构件有伸缩的余地。

3.柱顶节点铰接与刚接的优缺点？优点：<1>柱顶铰接的框架对基础不均匀沉陷及温度敏感性小，节点构造容易处理，且屋架端部不产生弯矩，下弦杆始终受拉，可免去下弦支撑<2>铰接时下柱弯矩较大，厂房横向刚度差。缺点：厂房较高，吊车的起重量大，对厂房刚度要求较高时，常采用柱顶刚接方案

4.柱间支撑的作用(纵向框架)和布置原则？作用：<1>组成坚强的纵向构架，保证厂房的纵向刚度<2>承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受厂房纵向的地震力，并传至基础<3>可作为框架柱在框架平面外的支点，减少柱在框架平面外的计算长度。 布置原则：<1>为了使纵向构件在温度发生变化时能较自由地伸缩，下层支撑设在温度区段中部<2>当吊车位置高而车间总长度又很短时，下层支撑设在两端不会产生很大的温度应力，而对厂房的纵向刚度却能提高很多<3>温度区段大于90m时，在1/3点和2/3点处各设一道支撑，以免传力路径太长<4>为了传递风力，上层支撑需要布置在温度区段端部，此外，有下层支撑处也应布置上层支撑<5>下层柱间支撑应在柱的两个肢平面内成对设置

5.两类屋盖体系的特点和适用场合 （1）无檩屋盖 ①特点

采用无檩屋盖的厂房，屋面刚度大，耐久性高，但由于屋面板的自重大，从而屋架和柱的荷载增加，且由于大型屋面板与屋架上想干的焊接常常得不到保证，只能有限地考虑它的空间作用，屋盖支撑不能取消 ②适用范围

无檩唔该一般用于预应力混凝土大型屋面板等重型屋面 （2）有檩屋盖

①特点

采用彩色压型钢板和压型铝板作屋面板材料的有檩屋盖体系，制作方便，施工速度快，当压型钢板和压型铝板与檩条进行可靠连接后，形成一深梁，能有效地传递屋面纵横方向的水平力（包括风载及吊车制动力等），能提高屋面的整体刚度 ②适用范围

适用于有檩屋盖常用于轻型屋面材料的情况

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6．屋架形式及适用范围 （1）三角形桁架 ①适用范围

适用于陡坡屋面（i>1/3）的有檩屋盖体系 ②形式

腹杆布置常采用的有芬克式和人字式

A芬克式腹杆较多，但压杆短、拉杆长，受力合理

B人字式腹杆节点较少，但受压腹杆较长适用于跨度较小的情况（<18M） （2）梯形屋架 ①适用范围

适用于屋面坡度较为平缓的无檩唔该体系 ②形式

腹杆体系可采用单斜式、人字式和再分式。其中人字形屋架跨中高度一般为2-2.5m，跨度大于36m时可取较大高度但不宜超过3m

7..屋盖支撑的作用及横向水平支撑、纵向水平支撑和垂直支撑的布置原则

（1）①保证结构的空间整体作用②避免压杆侧向失稳，防止拉杆产生过大振动③承担和传递水平荷载④保证结构安装时的稳定和方便 （2）①上弦横向水平支撑

1*上弦横向水平支撑一般应设在房屋的两端成纵向温度区段两端2*有时在山墙承重或设有纵向天窗，但此天窗又未到温度区段尽端而退一个柱间断开时，为了与天窗支撑配合，可将屋架的横向水平支撑布置在第二柱间3*两道横向水平支撑间距不宜大于60M，当温度区段长度较大时，尚应在中部增设支撑4*在有檩屋盖中，上弦横向水平支撑的横杆可用檩条代替

②下弦横向水平支撑

1*当屋架间距小于12M时，尚应在屋架下弦设置横向水平支撑，但当屋架跨度较小（L<18M）又无吊车或其他振动设备时，可不设下弦横向水平支撑 2*下弦横向水平支撑一般和上弦横向水平支撑布置在同一柱间，以形成空间稳定体系的基本组成部分 3*当屋架间距大于等于12M时，由于在屋架下弦设置支撑不便，可不必设置下弦横向水平支撑，但上弦支撑应适当加强，并应用隅撑或系杆对屋架下弦侧向加以支撑 4*屋架间距大于等于18M时，如果仍采用上述方案则檩条跨度过大，此时宜设置纵向次桁架体系，次桁架体系间再设置檩条或设置横梁及檩条，同时，此桁架还对屋架下弦平面外提供支撑

③纵向水平支撑

1* 当房屋较高，跨度较大，空间刚度要求较高时，设有支撑中间屋架的托架为保证托架的侧向稳定时，或设有重级或大吨位级的中级工作制桥式吊车，壁行吊车或有锻锤等较大的振动设备时，均应在屋架端节间平面内设置纵向水平支撑 2*单跨厂房一般沿两纵向柱列布置，多跨厂房则要根据具体情况沿全部或部分纵向柱列布置 3*屋架间距小于20M时，纵向水平支撑通常布置在屋架下弦平面，但三角形屋架及端斜杆为下降式且主要支座设在上弦处的梯形屋架和人字形屋架，也可以布置在上弦平面内 4*屋架间距大于等于12M时 纵向水平支撑宜布置在屋架的上弦平面内

④垂直支撑

1*无论有檩屋盖或无檩屋盖，通常均应设置垂直支撑。屋架的垂直支撑应与上下弦横向水平支撑设置在同一柱间 2*对三角形屋架的垂直支撑，当屋架跨度小于等于18M时，可仅在跨度中央设置一道，当跨度大于18M时，宜设置两道（跨1/3,2/3处）3*对梯形屋架，

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人字形屋架或其他端部设置垂直支撑。此外，当屋架跨度小于等于30M时；~~~当屋架跨度大于30M时，~~~；当有天窗时，宜设置在天窗侧腿下面，若屋架端部有托架，就用托架等代替，不另设端部垂直支撑 4*天窗架垂直支撑也应设置在天窗架端部，以及中部有屋架横向支撑的柱间，并应在天窗两侧柱平面内布置，对多竖杆和三支点式天窗架，当真宽度大于12M时，尚应在中央竖杆平面内增设一道

8.单层钢结构工业厂房系杆的分类和区别；规范对两种系杆长细比的规定。

（1）系杆分刚性系杆（既能受拉也能受压）和柔性系杆(只能受拉)两种。屋架主要支承节点处的系杆，屋架上弦结节点处的系杆均宜用刚性系杆。当横向水平支撑设置在房屋温度区段端部的第二柱间时，第一柱间的所有系杆均为刚性系杆，其他情况系杆可用柔性系杆 (2)①屋盖支撑受力较小，截面尺寸一般由杆件容许长细比和构造要求，但对兼做支撑桁架弦杆，横杆或端竖杆的檩条或屋架竖杆等，其长细比应满足支撑压杆的要求，即[λ]=200 ②兼做柔性系杆的檩条，其长细比应满足支撑拉杆的要求，即[λ]=400（一般情况）或350（有重级工作制的厂房）

9.平面内、外计算长度如何确定？与哪些因素有关？ （1）桁架平面内 ①在理想桁架中，压杆在桁架平面内的计算长度应等于节点中心间的距离即杆件的几何长度l，但由于实际上桁架节点具有一定的刚性，杆件两端均系弹性嵌固。

②汇交与节点中的拉杆数量↗，产生的约束左右↗，压杆在节点处嵌固程度↗，计算长度↘，故视节点嵌固程度确定各杆件计算长度。

(2)桁架平面外

屋架弦杆在平面外的计算长度，应取侧向支承点间的距离 ⑥ 上弦：一般取上弦横向水平支撑的节间长度 A有檩屋盖中，如檩条与横向水平支承的交叉点用节点板焊接牢，则此檩条可视为弦杆支承点

B无檩屋盖中，一般取两块屋面板宽，但不大于3.0m

⑦ 下弦：视有无纵向水平支撑，取纵向水平支撑节点与系杆或系杆与系杆的距离 ⑧ 腹板因节点在桁架平面外的刚度很小，对杆件没有什么嵌固作用，故所有腹杆均取

Loy=Lo

10.简支屋架设计中，经常使用双角刚作为屋架的上下弦杆，在设计中视如何确定杆件的截面尺寸？计算中一般需满足那些要求？ （1）

①对节间无和在的上弦杆，在一般的支撑不知情况下，计算长度Loy>=2Lox，为使轴压稳定系数φx与φy接近，一般应满足iy>2ix，因此，宜采用不等边角钢短肢相连的截面或TW型截面

②当Lox=Loy时，可采用两个等边角钢截面或TM型截面 ③对节间有荷载的上弦杆，为了加强在桁架平面内的抗弯能力，也可采用不等边角钢长肢相连的截面或TN型截面

（2）下弦杆在一般情况下Loy>Lox，通常采用不等边角钢项链的截面或TW型截面以满足长细比要求

11.杆件截面时如何选择的？

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（1）对轴心受拉杆件由强度要求计算所需的面积，同时应满足长细比要求。对轴心受压和压弯构建要计算强度、整体稳定、局部稳定和长细比 （2）一般原则

①应优先选用肢宽而薄的板件或肢件组成的截面以增加截面的回转半径，但受压构建应满足局部稳定的要求（一般最小厚度5mm）

②角钢杆件或T型钢的悬伸肢宽不得小于45mm，直接与支撑或系杆项链的最小肢宽应根据连接螺栓的直径D而定

③屋架节点板（或T型钢弦杆的腹板）的厚度，对单壁式屋架，可根据富感的最大内力（梯形和人字形屋架）或弦杆端节间内力（三角形屋架），按表选用；对双壁式屋架的节点版，则可按上述内力的一般，按表选用。

4、 设计与绘图

（1）绘出突缘式支座吊车梁在柱间支撑跨间的支座节点正立面连接图 （2）分别绘出芬克式、人字式的三角形屋架简图 （3）试说明图中上弦杆的平面外计算长度。 （4）绘图说明门式刚架的常见接点做法

（5）对于给定的普钢结构和门式刚架结构请进行结构支撑布置（包括柱间支撑、屋架支撑位置、数量的确定） 5、 计算

（1） 计算屋架下弦杆跨中的拼接节点 （2） 计算柱间支撑中柔性系杆的内力

（3） 进行吊车梁的设计时内力如何确定？（包括确定最不利截面位置、最不利的内力计

算和挠度计算，是几台吊车产生的荷载效应。）

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