《房屋钢结构》课程复习资料参考答案
一、填空题：
1.1/20-1/8 2.屋盖横向支撑 3.刚性 4.受压屈曲，屈曲后强度 5.隅撑 6.垫板 7.稳定，强度 8.0.8，1.0 9.防止檩条变形和扭转并且提供x轴方向的中间支撑 10.为了防止檩条端部截面的扭转，以增强其整体稳定性。 11.0.9L 12.焊透的k型坡口焊缝 13.60m 14.横向支撑点 15.刚性，柔性 16.2 17.竖向荷载，横向水平荷载、纵向水平荷载 18.300m、150m、伸缩缝 19.水平、竖向 20.水平剪力 21.三角形、梯形、平行弦杆 22.螺栓直径、螺栓拧入球体的长度、相邻圆钢管杆件轴线夹角 23.垫板 24.20mm 二、不定项选择题：
1.A 2.A 3.D 4.B 5.D 6.C 7.B 8.D 9.A 10.AB 11.A 12.A 13.AC 14.C 15.C 16.C 17.B 18.C 三、问答题：
1.试述屋面支撑的种类及作用。
答：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。 2.试述空间杆系有限元法的基本假定。
答：(1)网架的节点为空间铰接节点，杆件只承受轴力；
(2)结构材料为完全弹性，在荷载作用下网架变形很小，符合小变形理论。 3.试述上弦横向水平支撑的作用及布置要求。 答：作用：承受山墙传来的风荷载。
布置要求：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。
4.简述轻型门式钢架结构中屋面檩条的布置原则。
答：当檩条跨度大于4m时，应在檩条跨中位置设置拉条。当檩条跨度大于6m时，应在檩条跨度三分点
处各设置一道拉条。
5.简述轻型门式钢架结构中支撑和刚性系杆的布置原则。
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。
6.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。
答：压型钢板和用于檩条，墙梁的卷边槽钢和Z形钢都属于冷弯薄壁构件，这类构件允许板件受压屈曲
并列用其屈曲后强度。因此，在其强度和稳定性计算公式中截面特性一般以有效截面为准。 7.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？
答：为了使两个主轴的回转半径与杆件在屋架平面内和平面外的计算长度相配合，而使两个方向的长
细比接近，以达到用料经济、连接方便，且具有较大的承载能力和抗弯刚度。 8.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。 答：单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有以下特点：
(1)质量轻；
(2)工业化程度高，施工周期短； (3)综合经济效益高； (4)柱网布置比较灵活。
9.举出两种常见的网壳结构的基本形式，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。 10.高层钢结构体系的主要类型？
答：框架结构体系，框架—剪力墙结构体系，框架—支撑结构体系，框架—核心筒结构体系。 11.梯形屋架设计时为什么靠考虑半跨荷载作用？
答：屋架中部某些斜杆，在全跨荷载时受拉而在半跨荷载时可能变成受压，半跨荷载是指活荷载、雪荷载或某些厂房的积灰荷载作用在屋盖半边的情况，以及施工过程中由一侧开始安装大型 屋面板所所产生的情况。所以内力计算除按满跨荷载计算外，还要按半跨荷载进行计算，以便找出各个杆件可能的最不利内力。
12.变截面门式刚架为什么不能采用塑性设计？
答：变截面门式刚架达到极限承载力时，可能会在多个截面处形成塑性铰而使刚架瞬间形成机动体系。 13.为减小风压作用，多高层房屋结构应采用怎样的平面形势，为减小风荷载下扭转振动呢？ 答：减小风压作用：首选用光滑曲线构成的凸平面形式，以减小风荷载体型。
减小风荷载下的扭转振动：采用中心对称或双轴对称的平面形式。
四、作图题：
1.分别绘出梁柱刚接和铰接节点。
梁柱铰接 梁柱刚接
2.分别绘出铰接和刚接柱脚节点。
3.完成下图中的下弦拼接节点。
4.完成下图中的上弦拼接节点。
五、计算题：
22
1.解：强度要求 σ=156.3N/mm λx=177.8<[λ]=350 λy=142.8<[λ]=350 强度、刚度都满足要求。 计算支撑加劲肋整体稳定性时，面积包括两侧各15tw235范围内腹板。 fy 对于本题仅右侧15x10=150mm范围。 2 此时：A=170x16+150x10=4220mm。 64 1/2 设水平对称轴为x：Ix=6.55x10mmIx=(Ix/A))=39.4mm ，λx=l0/Ix=32.5。 T型截面属C类，查表得ψ=0.887 22 N/(ψA)=205.7N/mm 2.解：（1）翼缘焊缝及腹板螺栓受力： 腹板分担的弯距按 计算，剪力全部由腹板承担。 4 梁截面惯性矩：I=21609cm 4 梁腹板惯性矩：Iw=3544cm 梁腹板连接处弯矩为：Mw=16.4kN·m 梁翼缘连接处弯矩为：M1=83.6kN·m （2）验算翼缘焊缝强度 翼缘分担的弯矩由上下两条焊缝受拉或受压来承担 一侧翼缘焊缝所承受的轴力为：N=215.5kN 22 б=94.52N/mm 10.9级，M20高强螺栓，预应力P=155kN，该高强螺栓的抗滑移系数μ=0.45 a.高强螺栓受力V=42kN，M=16.4kN·m b.验算高强螺栓的强度 扭矩产生的螺栓中的最大水平剪力值为：Nx=54667N 剪力产生的每个螺栓的剪力为：Ny=10.5kN 因此一个螺栓承受的最大剪力为55.7kN b 一个高强螺栓的抗剪承受力：［Nv］=0.9nfμP=62.775kN 此处角钢为单面连接，承受能力需乘系数0.85，所以此处每个高强螺栓实际承载力为62.776x0.85=53.4kN，略小于单个螺栓所受到的最大剪力，不安全。 N3000?1033.解：B??A0?2??594?2?376188mm2,得B?613.3mm,取B?620mm fc82靴梁计算： 3000?103?2.42?103N/mm 靴梁受到的均布反力q?2?620 靴梁与柱焊接处弯矩、剪力最大，此时， 2.42?103?1502?2.72?107N?mm2V?2.42?103?150?363?103NM?3000或V??103?363?103?387?103N4Vmax?387?103N 根据靴梁与柱的焊缝连接，需要靴梁的高度h为： 3000?103?160 ???f 即4?0.7?10?(h?10）4?0.7hf(h?10)wfNf 得h?680mm M2.72?107?62????25.2N/mmW14?6802Vmax387?103??27.1N/mm2 ??1.5A1.5?14?680 ?zs??2?3?2?37.0N/mm2?1.1f?236.5N/mm2经验算，靴樑强度满足要求，所以靴樑高度为680mm。 4.解：（1）验算整体稳定性 A?400?20?2?400?10?2?104mm2 11Ix?(?400?203?400?20?2102)?2??10?4003?7.595?108mm4 121211Iy??20?4003?2??400?103?2.134?108mm4 1212ix?Ix7.595?108??194.87mm 4A2?10IyA?2.134?108?103.30mm 2?104iy??x?l0x?51.32?[?]?150 ix?y?l0yiy?48.40?[?]?150 对x轴为b类截面，对y轴为c类截面，查表：?x?0.850??y?0.785 N?222.9N/mm2?f?215N/mm2，如果承受静力荷载，材料为镇静钢，则在允许范围之内。 ?yA（2）验算局部稳定性 a.翼缘 b235?9.75?(10?0.1?)?10?0.1?51.32?15.13 tfyb.腹板 h0235?40?(25?0.5?)?25?0.5?51.32?50.66 twfy所以局部稳定均满足。
房屋钢结构复习
