钢结构设计复习重点

第八章 节点设计原理 1、 结构节点设计时应遵循的基本原则是什么？ 连接点应有明确的传力路线和可靠地构造保证。 便于制作、运输和安装。 经济合理。 梁与柱的连接一般分为三类： 3 半刚接连接。 柱脚按其与基础的连接方式不同，分为铰接和刚接两种形式。 第九章 单层厂房钢结构 1、 层厂房钢结构一般是由屋盖结构、柱、吊车梁、制动梁、各种支撑以及墙架等构成组成的空间体系。 这些构件按其作用可分为：横向框架、屋盖结构、支撑体系、吊车梁和制动梁、墙架。 2、柱网和温度伸缩缝的 布置（ 柱网布置：应满足生产工艺要求；应满足结构的要求；应符合经济合理的原则；满足柱模数的要求 3、 向框架按其静力计算模式来分，主要有横梁与柱铰接和横梁与刚接两种情况。如按跨度来分，则有单跨、双跨和多跨。 4、 间支撑与厂房钢结构框架柱相连接的有何作用？ 向钢架，保证单层厂房钢结构的 纵 向刚度。 吊车 纵 向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受 纵 向地震作用，并将这些力和作用传支基础。 减少柱在框架平面外的计算长度。 5、 柱间支撑由两部分组成：在吊车梁以上的部分称为上层支撑，在吊车梁以下的部分称为下层支撑。 6、 柱间支撑的形式：十字交叉式、八字式、门架式 7、 间支撑的计算： . 纵 向风荷载 向水平荷载 . 纵 向水平地震作用 8、 屋盖结构通常由屋面、檩条、屋架、托架和天窗架等构件组成 分为 ： 天窗架形式 9、 钢屋盖支撑 向 水平支撑 10、 架正常工作的作用： 大空间刚度。 向 、横向水平荷载 （如风荷载、吊车制动力、地震力等） ，并将其传至屋架支座。 为上、下 弦在屋架平面外的计算长度，提高其侧向刚度和稳定性。 保证屋盖结构安装时的便利和稳定。 11、 条通常是双向弯曲杆件，分为实腹式和桁架式两大类。 12、 条的计算： 注意 ) 13、 设置檩条拉条有何作用？如何 设置檩条拉条（为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形，减小及增加抗扭刚度，设置檩条拉条以减小该方向的檩条跨度。 2） 14、 型钢板根据波高的不同，有哪些型式，分别可应用于哪些方面？ 高波板：波高大于 75用于作屋面板 中波板：波高 5075用于作楼面板及中小跨度的屋面板； 低波板：波高小于 50用于作墙面板。 15、 型钢板的选用 （按强度、刚度进行选用） ：压型钢板为薄壁受弯板件，目前许多常用的压型钢板生产厂家已给出了按强度 和刚度条件进行选用的表格可资利用，设计者 可根 据檩距，压型钢板是悬臂、简支还是连续（跨越多道檩条）和屋面荷载情况等直接选用合适的型号。 16、 普通钢桁架按其外形可分为哪些形式？ 通钢桁架按其外形可分为：三角形、梯形、平行弦三种。 桁架上弦有节间荷载时，除整体分析求得的轴向力外还有节间荷载引起的杆件局部弯矩。 17、 为有节间荷载作用的桁架上弦的局部弯矩；端节间正弯矩取 0；其他节间的正弯矩和节点负弯矩取 0。 相应节间按简支梁算的最大弯矩。 18、 ） 桁架杆件的截面形式： 2 桁架下弦 19、 两个 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？ 间距：对压杆 40i，对拉杆 80i。 20、 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？ (意表 ) 所有节点中间板均采用同一种厚度，支座点 板由于节点板受力很大且很重要，厚度比中间的增大2点板的厚度 对于梯形普通桁架等可按受力最大的腹杆内力确定，对于 三角形普通桁架则按其弦杆最大内力确定。 21、 4 满足要求为钢接，如不满足为铰接。 22、 架柱按结构形式可分为等截面杆、阶形柱和分离式柱三大类。 23、 范规定，单层厂房框架下端刚性固定的单阶柱，下柱段的计算长度系数 决于上段柱的线刚度比值 1临界参数 上段柱的计算长度系数 u2/4、 体的取法是：当设有吊车梁和柱间支撑而无其他支撑构件时，上段柱的计算长度可取制动结构顶面至屋盖纵向水平支撑或托架支座之间柱的高 度：下柱段的计算长度可取柱脚底面至肩梁顶面之间柱的高度。 下册 第一章概述 1、 据被连接构件的传力和相对变形性能，钢结构的节点分为刚接 、半刚接和铰接点三类。 2、 框架的整体变形以剪切变形为主。 作为体系中的竖向支撑框架部分的整体变形 以 弯曲变形为主，纯框架部分的整体变形以剪切变形为主。 3、 构体系的动力特性包括自振周期 、振形和阻尼三部分，主要与结构体系的质量和刚度分布有关。 第二章 钢 混凝土 组合结构 验表明当钢管 纵 向压应力 63 超过比例极限之后，由于钢材的泊松比 于核心 混凝土 的横向变形系数 核心 混凝土 的横向变形将大于钢管的横向变形而受到钢管的约束，相互产生的分布作用力 p 称为紧箍力。 2、 合梁按其钢和 混凝土 的交界面上抗剪连接件的 纵 向水平抗剪能力，分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组合梁。 3、 剪连接件是组合梁的关键部位之一，主要用以传递 混凝土 翼板与钢梁之间的纵向水平剪力，还可抵抗翼板与钢梁之间的 掀起 作用。 4、 合梁的抗剪连接宜采用栓钉，也可采用槽钢 、弯筋或有可靠的其他类型的连接件。 5、 钢混凝土组合梁栓钉及附近混凝土承受什么作用，有哪些破坏形式？栓钉抗 剪承载力与哪些因素有关？ ( 1 段 ) 试验表明：栓钉连接件在混 凝土 中的抗剪作用类似于弹性地基，在栓钉根部混 凝土 受局部承压作用，而栓钉本身承受剪 、弯、拉作用，主要有两种形式 , 栓钉周围混 凝土 被挤压破坏 栓钉杆被剪断。因此影响其抗剪承载力的主要因素：栓钉截面面积、混 凝土 弹性模量和混 凝土的强度等级。 6、 合梁（含部分抗剪连接组合梁和钢梁与压型钢板组合板构成的组合梁）的挠度，应分别按荷载的标准组合和准永久组合按弹性方法进行计算。 7、 钢混凝土组合梁按换算截面计算组合梁的挠度时，如何考虑混凝土翼板与钢梁间 的滑移效应？( 3 ) 当按计算截面计算组合梁的挠度时， 尚应考虑混 凝土 翼板与钢梁间的滑移效应对组合梁的抗弯刚度进行折减。 对于 连续组合梁 最后按变截面计算连续组合梁的挠度。 8、 量的圆钢管 混凝土 轴压短柱的试验计算结果表明，钢管 混凝土 柱的受压性能与套箍系数有密切关系。套箍系数的物理意义如下： = 是一个相对指标， 越大，钢管的横向约束作用越大，核心 混凝土 三向受压性能越明显，强度和延性提高 也 越大。 当 。曲线具有强化阶段，后期强度提高，延性甚好。 9、 管 混凝土 结构具有如下优点： 能 施工简单 耐火和抗锈蚀 性能 较好 有利于高强 混凝土 的应用 经济效益高 10、 形钢管 混凝土 结构与钢梁的连接形式： 外伸内隔板式连接 外隔板连接 内隔板式连接 目前 构构件的设计方法有两种， ： 是以我国行业标准钢骨 混凝土 结构设计规程为代表的叠加法。 ：是以我国行业标准型钢 混凝土 组合结构技术规程为代表的类似于钢筋 混凝土 结构的极限设计法。 第三章 多层与高层钢结构 1、 层与高层钢结构的建筑平面应力要求简单、规则、对称。 多高层钢结构平面应如何布置以有利于结构抗风和抗震？ 2、 侧力构件的布置 宜 符合下列要求： 撑之间楼盖的长宽比不宜大于 3，剪力墙或芯筒在结构平面两个方向的布置基本对称，墙厚不应小于 140力墙间楼盖的长宽比不宜超 过规范规定。 架结构的柱距一般取 不宜大于层高；框架结构如采用矩形平面，长边与短边的比值不宜大于 对 于筒中筒结构，内筒的边长不宜小于相应外筒边长的 1/3，且内框筒与外框的柱距宜相同，以便于钢梁与内 、 外框筒的连接。 力集中现象比较严重，不宜布置电梯间和楼梯间；剪力墙和筒体等侧力结构应在平面内对称布置。 3、 框架结构梁柱连接有哪些形式？什么情况下采用刚接、半刚接？在水平荷载作用下变形的特点？ 框架结构可分为 半刚接框架和刚接框架 。某些情况下 ，为加大结构的延性，或防止梁与柱连接焊缝的脆断，也可采取半刚性连接框架，但其外围框架一般采用钢架框架。框架结构在水平荷载下的变形以剪切变形为主。 面不规则结构类型： 如必须设置变形缝时，可将温度缝、防震缝和沉降缝三者结合起来考虑。 向不规则结构类型： 侧向刚度不规则 竖向抗侧力构件不连续 楼层承载力突变 4、 、 高层钢结构按其抗侧力体系可分为哪些结构型式？ 基本的抗侧力结构体系有：框架结构体系、框架 支撑结构体系、筒体结构体系和巨型 结构体系 。 框架 结构在水平荷载下的变形以剪切变形为主 钢框架构件的翼缘、腹板和加劲肋均较薄，梁柱节点并非理想的刚性节点，在框架梁柱节点域实际存在剪切变形，这种剪切变形会使钢框架产生不容忽视的水平位移，计算时应 予以 考虑。研究表明，节点域剪切变形对框架内力的影响较小，可以忽略。 5、 层钢结构中心支撑有哪些形式，哪些不能应用于抗震设防？ 十字交叉支撑 ,单斜杆支撑 ,人字形支撑 ,K 形支撑和 V 形支撑。 K 形支撑不得用于抗震 。 K 形支撑因受压屈曲或受拉屈服时，会使柱中承受横向水平力而破坏，因此抗震设防的结 构不得采用 用柔形单斜杆支撑时，因其职能受拉，为承受反复的水平地震作用，应成对称设置。 6、 层钢结构偏心支撑有哪些形式，偏心支撑的工作原理是什么？ 门架式，单斜杆式，人字形式， V 字形式。原理：偏心荷载在支撑斜杆与梁柱节点之间设耗能梁段，其承载力一般比支撑斜杆的承载力低，在重复荷载作用下具有良好的塑性变形能力。在正常荷载作用下，偏心荷载支撑框架具有足够的水平刚度；在地震作用下，耗能段首先屈服吸收能量，有效地控制了作用在支撑斜杆的荷载份额，使支撑部屈服曲 使支撑不屈曲丧失承载力，从而保证整 个结构不会坍塌。 7、 具有良好抗震性能的结构要求在刚度、承载力和耗能之间保持均衡。中心支撑框架虽然具有良好的刚度和承载力，但能量耗散性能较差。无支撑纯框架具有优良的耗能性能，但其刚度较差；要获得足够的刚度，有时会使设计很不经济。为了同时满足抗震对结构刚度、承载力和耗能的要求，结构应兼有中心支撑框架刚度好、承载力较高和纯框架耗能大的优点。在中、小地震作用下，偏心支撑框架的所有构件处于弹性工作阶段，这时支撑提供主要的抗侧力刚度，其工作性能与中心支撑框架结构相似；在大地震作用下，保证支撑不发生受压屈曲，而让耗能 梁段屈服消耗地震能量，这时偏心支撑框架结构的工作性能与纯框架结构相似。由此可见，偏心支撑框架结构式介于中心支撑框架结构和纯框架结构之间的一种 抗 震结构形式。 8、 么是剪 力 滞 后 效应？剪 力 滞 后 效应有什么后果？它与哪些因素有关？ 在水平力作用下，框筒结构中的深梁以剪切变形为主，而柱子主要产生于框筒整体弯曲相适应的轴向变形。由于深梁的剪切变形，使得框筒结构中柱子的轴力分布与实体的筒体结构的应力分布不完全一致，而呈非线性分布，这种现象称为剪力滞后效应。 一般来讲，框筒结构剪力滞后效应越明显，则对筒体效能 的影响越严重。 影响框筒结构剪力滞后效应的主要因素是 梁与柱的线刚度比 结构平面的长宽比。 9、 多、高层建筑钢结构采用什么什么计算模型？什么情况下采用平面计算模型，什么情况下采用空间计算模型？ 多、高层建筑钢结构的计算模型应视具体结构形式和计算内容有关。一般情况下可采用平面抗侧力结构的空间协同计算模型；当结构布置规则、质量及刚度沿高度分布均匀、不计扭转效应时，可采用平面结构计算模型；当结构平面或里面不规则、体型复杂、无法分成平面抗侧力单元的结构或为筒体结构时，应采用结构计算模型。 层建筑钢结构 节点域不加厚时，其剪切变形对结构侧移的可达 10%甚至更大，所以此时应计入梁柱节点域剪切变形 对 侧移的影响。节点域剪切变形对内力的影响，一般在 10%以内，影响较小，因而可不计其影响。 10、 据理论分析和实例计算，如将结构的层间位移、柱子的轴压比和长细比限制在一定的范围内，就能控制二阶效应对结构极限承载力的影响。所以，高层民用建筑钢结构技术规程通过层间位移、柱子的轴压比和长细比的限制，来考虑结构整体稳定问题。当高层建筑钢结构同时符合下列两个条件时，可不验算结构的整体稳定。 主要是考虑梁柱效应 ， 主要考虑 P 效应 。 11、 构抗震计算的常用方法有： 底部剪力法 振型分解反应谱法 时程分析法三种方法。 12、 层钢结构在大风作用下容易发生哪几种破坏情况？ 在大风作用下容易发生以下几种破坏情况： 由于时间的振动，结构因材料疲劳或侧移失稳而破坏。 因结构变形过大，填充墙和隔墙开裂。 建筑外墙装饰物和玻璃幕墙，因较大局部风压而破坏。 因振动加速度过大，使用 者 产生头晕等不适症状，甚至恐慌、不安。 13、 风荷载作用下高层钢结构水平位移限值） 为了不影响结构的正常使用和观感，要求如下： 顶层质心位置的侧移不宜超过建筑物高度的 1/500， 质心层间位移不宜超楼层高度的1/400。 构平面端部的最大位移不得超过质心位移的 对于以钢筋 混凝土 结构为主要抗侧力构件的高层钢结构的位移 应符合规定 。 振 加速度。 14、 能梁段的屈服强度越高，屈服后的延性越差，耗能能力越小，因此耗能梁段的钢材屈服强度不应大于 345 15、 撑斜杆设计：应按下列要求调整偏心支撑斜杆的内力设计值，应取与支撑斜杆相连接的耗能梁段达到受剪承载力时支撑斜杆内力乘以支撑斜杆内 力乘以增大系数耗能梁段同一跨的框架梁内力设计值，应取与耗能梁段达到受剪承载力时框架梁内力乘以增大系数偏心支撑框架柱内力设计值，应取与耗能梁段达到受剪承载力时柱内力乘以增大系数 16、 点及连接的设计： 第四章 大跨度房屋钢结构 1、 跨度房屋钢结构可以分为平面结构类、网络结构类和张力结构类等三种基本类型。 2、 网格形式划分，空间网架结构有哪些结构形式？ A平面桁架系网架： 2. 两向 正交斜放网架 B四角椎体系网架： C三角椎体系网架： 3、 壳的分类通常有按层数划分、按高斯曲率划分和按曲面外形划分。 A按高斯曲率划分： 2. 正高斯曲率的网壳 3. 负高斯曲率的网壳 B 按曲面外形划分： 壳 扭网壳 4、 层球面 网壳的形式，按网络划分主要有： 5 凯威特型球面网壳 5、 层球面 网壳的形式，双层球面网壳可由交叉桁架体系和角锥体系组成，主要形式有： 壳 6、 层柱面 网壳的形式，单层柱面网壳按网络形式划分有： 网壳 7、 层柱面 网壳形式很多，主要有交叉桁架体系和四角椎体系组成，主要形式： （正放四角锥柱面网壳、抽空正放四角锥柱面网壳、斜置正放四角锥柱面网壳） 三角锥柱面网壳 、 抽空三角锥柱面网壳 ） 8、 曲面抛物线 网壳沿直纹两个方向可以设置直线杆件。主要形式： 9、 索的使用方式及受力特点，悬索结构有那些结构体系？ 单层 悬索体系 预应力双层悬索体系 预应力鞍形索网 组合 悬 索结构 等 10、 层悬索体系中索的受力与单根悬索相似，其形状稳定性不佳，这包括有相互联系的两层含义： 悬索是一种可变体系，其平衡形状随荷载分布方式而变。 抗风能力差。 为使单层悬索体系具有必要的形状稳定性，一般有如下几种做法： 采用重屋面，如装配式钢筋 混凝土 屋面板等。 采用预应力钢筋 混凝土 悬挂薄壳 采用横向加劲构件 采用双层悬索体系 11、 层悬索体系由一系列 凹的承重索和上凸的稳定索。 12、 考虑温度 应力条件： 支座节点的构造允许网架侧移时，其可侧移值应等于或大于规范规定的公式。 周边支撑的网架，当网架验算方向 跨度 小于 40m 时 ，支撑结构应为独立柱或砖壁柱。 在单位力作用下，柱 顶 位移等于或大于规范规定的公式。 13、 网架的一般静动力计算，其基本假定可归纳为： 节点为铰接，杆件只承受轴向力； 按弹性方法分析。 14、 网架的计算模型大致可分为三种：铰接杆系计算模型梁系计算模型平板计算模型 15、 于网壳结构采用空间杆单元模型进行结构分析的有限值单元法，称为空间桁架位移法 。按空间梁单元进行结构分析的有限单元法，称为空间钢架位移法。 采用空间桁架位移法分析时，网壳结构计算的基本假定如下： 梁单元为等截面双轴对称的直杆； 变形后的梁截面保持平面，且垂直中和轴，即不考虑剪切变形的影响； 构件符合小变形、小应变的假定