钢结构模拟测试作业题简答题与课后习题解答

1、参考书目：戴国欣钢结构一、小题1、柱板（ 铰接 ）时下柱弯矩较大，厂房横向刚度较差2、柱间（ 下层支撑 ）设在温度区段中部， （ 上层支撑 ）支撑布置在温度区段 端部，在有（ 下层支撑 ）支撑处也应设置（ 上层支撑 ）支撑矚慫润厲钐瘗睞枥庑赖。3、屋架外形常用形式（ 三角形 ）、（ 梯形 ）、（ 平行弦 ）、（ 人字形 ）等4、对框架的分析，按（ 弹性 ）理论确定其计算长度5、大跨度建筑依据（用途） 、（使用条件）、（建筑选型方面要求）决定结构方案6、框架大跨结构中，横梁与柱连接的框架节点（内角弯折处 ）应做成平整曲线以避免（ 应力集中 ）7、（ 框架支撑 ）体系是高层建筑钢结构中应用最多的一

2、种结构体系8、P183页的屋架平面支撑体系的判别9、框架柱按结构形式可分为（等截面柱） 、（阶形柱）和（分离式柱）三大类10、网架的受力特点是，杆件均为（ 铰接 ），不能承受（ 弯矩 ）和（ 扭矩 ）， 及所有杆件只承受（ 轴向力 ） 聞創沟燴鐺險爱氇谴净。11、（ 帽桁架 ）和（ 腰桁架 ）使外围柱与核心抗剪结构共同工作，可有效减 少结构的侧向变形，刚度也有很大提高 残骛楼諍锩瀨濟溆塹籟。12、高层钢结构中，（ 水平 ）荷载对结构设计起着主要的控制作用13、高层钢结构的内力与位移一般采用（ 弹性方法 ）计算，在考虑罕遇地震的 情况下，还要进行（ 弹塑性 ）方法进行分析 酽锕极額閉镇桧猪訣锥。

3、14、温度伸缩缝最普遍的做法是（ 设置双柱 ）15、在桁架中约束节点转动的主要因素是（ 拉杆 ）16、屋架弦杆在平面外的计算长度，应取（ 侧向支撑点间的距离 ）17、托架通常支承于钢柱的（腹板上 ），支承端板的厚度一般不宜小于（ 20mm ）。18、隅撑的作用是（ 作为梁的侧向支撑，保证梁在钢架平面外的稳定 ）19、柱脚的剪力应由（地板与基础间的摩擦力）传递，超过时应设置（抗剪键）20、跨度大于 3540m 时，梁式结构的支座之一必须做成 （ 可移动的 ）（原因？）21、实腹式拱的截面高度一般为跨度的（ 1/501/80 ），格构式拱的截面高度 则为跨度的（ 1/30 1/60 ）22、空间结

4、构的特性有：（ 1、优越的力学性能 2、良好的经济性、安全性与适用 性 ）（老师有可能会变成简答，这个说不准 P264） 彈贸摄尔霁毙攬砖卤庑。23、空心球外径 D 与壁厚 t 的比值一般为（ 2545 ）；空心球壁厚 t 与钢管最大 壁厚的比值宜为（ 1.22.0 ）；空心球壁厚 t 不宜小于（ 4mm ）。謀荞抟箧飆鐸怼类蒋 薔。24、组合梁的截面高度一般为跨度的 （ 1/15 1/16 ），钢梁截面高度不宜小于组 合梁截面总高度的（ 1/2.5 ）。25、框架梁的整体稳定性通过（ 梁上的刚性铺板或支撑体系 ）加以保证。26、高层建筑中框架柱的长细比，当按7 度及 7 度以上设防时，不宜大

5、于（ 60 235/ fy ），按 6 度抗震设防和非抗震设防的结构，柱的长细比不应大于120 235/ f y ）厦礴恳蹒骈時盡继價骚。27、大跨框架的挠度仅用可变荷载求得，永久荷载产生的挠度由相应的（结构1 / 19 起拱 ）来抵消。28、拱平面外的稳定由（ 横向支撑 ）及（ 檩条体系 ）提供保证。29、网架的受力特点有哪些？ 杆件均为铰接，不能承受弯矩和扭矩，即所有杆只承受轴向力二、简答题1、厂房结构的设计步骤P1712、刚架控制界面的内力组合详见 P220 控制界面的位置有：柱底，柱顶，柱牛腿连接处，梁端，梁跨中截面（1）最大轴力 Nmax 和同时出现的 M 及 V 的较大值（2）最大

6、弯矩 M max和同时出现的 V 及N的较大值（3）最小轴力 Nmin及相应的 M 及V，出现在永久荷载共同作用下，当柱脚铰 接时 M=0 （轻型门式钢架，强风下抗拔的要求） 茕桢广鳓鯡选块网羈泪。3、墙架体系分类详见 P252 墙架结构体系有整体式和分离式两种。 整体式墙架：直接利用厂房框架柱与中间墙架柱，一起组成墙架结构，来支 撑横梁和墙体；分离式墙架：框架柱外侧，另设墙架柱与中间墙架柱，和横梁等组成独立的 墙架结构体系。4、简述大跨拱结构类别及特点详见 P261（1）两铰拱：经济；安装与制作较简单；铰自由转动使得易于适应变形， 温度作用或支座变形下应力不会显著增加（2）三铰拱：与两铰拱类

7、似，拱玥铰使结构及屋面设置复杂化（3）无铰拱：对于弯矩沿跨度的分配最有利，因而也最轻；但需设置更强 大的基础，需计算温度作用5、单层厂房支撑体系的作用是什么详见 P1710 它一方面与柱，吊车梁等组成厂房的纵向框架，承担纵向水平荷载；另一方 面又把主要承重体系由个别的平面结构连成空间的整体结构， 从而保证了厂房结 构所必需的刚度和稳定 鹅娅尽損鹌惨歷茏鴛賴。6、压型钢板组合梁通常由哪几部分组成？各部分的主要作用是什么详见 P295 压型钢板组合梁通常由三部分组成：钢筋混凝土翼板，抗剪连接件，钢梁 钢筋混凝土翼板：组合梁的受压翼缘，同时保证梁的整体稳定。 抗剪连接件：混凝土翼板与钢梁共同工作的基

8、础，主要用来承受翼板与钢梁 接触面之间的纵向剪力， 防止二者相对滑动； 承受翼板与钢梁间的掀起力， 防止 二者分离。 籟丛妈羥为贍偾蛏练淨。2 / 19钢梁：主要承受拉力和剪力，施工翼板时，可用作支撑结构；钢梁上翼缘用 作混凝土翼板的支座并用来固定抗剪连接件。 預頌圣鉉儐歲龈讶骅籴。7、对于门式钢架结构，在什么情况下地震作用的组合一般不起控制作用？ 当抗震设防烈度为 7 度而风荷载标准值大于 0.35 kN / m2，或抗震设防烈度为 8 度而风荷载标注值大于 0.45kN /m2 时。8、网架结构按支承情况分有哪几种形式？ （这个很有可能会被那个姓段的变成作图题） P265（1）周边支撑网架

9、（2）点支撑网架（3）周边支撑雨点支撑混合网架（4）三边支撑或两边支撑网架9、高层钢结构建筑的特点主要表现在哪几方面？（1）自重轻（2）抗震性能好（3）有效使用面积高（4）建造速度快（5）防火性能差10、常用的高层钢结构的结构体系主要有哪几种？适用范围是什么？（1）框架结构体系：纯框架结构体系一般适用于层数30 的高层钢结构（2）框架剪力墙结构体系： 4060 层的高层钢结构（3）框架支撑结构体系：高层钢结构中应用最多的， 4060 层（4）框架核心筒体系：不宜用于强震地区（5）筒体结构体系： 90 层左右11、在高层钢结构中，在确定楼盖结构方案时应考虑哪些要求？（1）保证楼盖有足够的平面整体

10、刚度（2）减轻结构的自重及减小结构层的高度（3）有利于现场安装方便及快速施工（4）较好的防火、隔音功能，并便于管线的敷设12、高层建筑的抗侧力结构包括哪些？ 各种竖向支撑体系、钢筋混凝土剪力墙以及钢板剪力墙13、偏心支撑框架中的耗能梁段有什么作用？其受力特点是什么？ 详见 P302 在大震作用下通过耗能梁段的非弹性变形耗能，而支撑不弯曲。 （这个题啊，符号，懒得往电脑里输了，受力特点大家自己看下吧）14、偏心支撑结构的设计主要有什么内容？耗能梁段的强度设计 支撑斜杆的承载力设计15、框架 -支撑结构体系中，中心支撑与偏心支撑的区别是什么？各有何受力特 点？（靠，又是一个， P300，大家自己总

11、结哈）16、拉杆的作用3 / 19（承受拉力的？ P186 约束节点转动的主要因素，找到别的告大家一声啊）17、解释桁架平面内拉杆的“嵌固作用”详见 P186理想桁架中， 压杆在桁架平面内的计算长度等于节点中心距， 但实际上桁架节点 具有一定的刚性， 杆件两端均系弹性嵌固。 失稳引起的端部绕节点转动会受到其 他杆件的约束， 而拉杆则是主要的约束。 汇于一个节点的拉杆数量越多， 嵌固作 用也越大，计算长度就越小。 因此，可视节点的嵌固程度来确定各杆的计算杆长。 渗釤呛俨匀谔鱉调硯錦。18、吊车梁进行疲劳验算的部位P244重级工作制吊车梁，重级，中级工作制吊车桁架 焊接吊车梁的受拉翼缘与腹板连接处

12、的主体金属、 受拉区加劲肋的端部、 受拉翼 缘与支撑的连接等处的主体金属、以及角焊缝的连接处 铙誅卧泻噦圣骋贶頂廡。19、桁架平面内，杆件的计算长度为何进行适当折减 莫非说的是“嵌固作用” ？ P18620、吊车梁的截面验算中需考虑哪几方面？在此过程中计算吊车梁所需截面模量 和吊车梁高度时分别按几台吊车考虑 擁締凤袜备訊顎轮烂蔷。P242（1）强度验算（2）整体稳定验算（3）刚度验算（4）翼缘与腹板连接焊缝（5）腹板的局部稳定验算（6）疲劳验算截面模量：两台吊车梁最小高度：一台21、厂房主要承重结构通常采用框架体系的原因 框架体系的横向刚度较大， 且能形成矩形的内部空间， 便于桥式吊车的运行，

13、 能 满足使用上的要求。22、为了使纵向构建在温度发生变化时能较自由的伸缩下层支撑应设在哪里 温度区段的中间23、柱间支撑有哪些作用？（1）形成坚强的纵向框架，保证厂房的纵向刚度（2）承受厂房端部山墙的风荷载、吊车纵向水平荷载和温度应力等，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。24、框架柱承受哪些作用，属于什么构件？ 轴向力，弯矩，剪力，属于压弯构件25、试述支座节点的传力路线 .详见 P193桁架各杆件的内力通过杆端焊缝传给节点板， 然后经过节点板与加劲肋之间的垂 直焊缝，把一部分力传给加劲肋， 再通过节点板、 加

14、劲肋与底板的水平焊缝把全 部支座压力传给底板，最后传给支座。 贓熱俣阃歲匱阊邺镓騷。4 / 19钢结构设计原理一、 填空题1. 钢结构计算的两种极限状态是承载能力极限状态和 正常使用极 限状态。2. 钢结构具有轻质高强、材质均匀，韧性和塑性良好、装配程度高 施工周期短、密闭性好、耐热不耐火、易锈蚀。等特点。3. 钢材的破坏形式有塑性破坏和脆性破坏。4. 影响钢材性能的主要因素有化学成分、钢材缺陷、冶炼，浇注， 轧制、钢材硬化、温度、应力集中、残余应力、重复荷载作用。 坛摶乡 囂忏蒌鍥铃氈淚。5. 影响钢材疲劳的主要因素有应力集中、应力幅（对焊接结构）或 应力比（对非焊接结构） 、应力循环次数。

15、6. 建筑钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲 击韧性、冷弯性能。7. 钢结构的连接方法有焊接连接、铆钉连接、螺栓连接。8. 角焊缝的计算长度不得小于 8hf ，也不得小于 40mm。侧面角焊缝 承受静载时，其计算长度不宜大于 60 hf。蜡變黲癟報伥铉锚鈰赘。9. 普通螺栓抗剪连接中，其破坏有五种可能的形式，即螺栓剪坏、孔 壁挤压坏、构件被拉断、端部钢板被剪坏、螺栓弯曲破坏。 買鲷鴯譖昙膚 遙闫撷凄。10. 高强度螺栓预拉力设计值与螺栓材质、螺栓有效面积有关。11. 轴心压杆可能的屈曲形式有弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲。12. 轴心受压构件的稳定系数 与残余应力、初弯曲和初偏

16、心、长细5 / 19比有关13. 提高钢梁整体稳定性的有效途径是加强受压翼缘、增加侧向支承 点。14. 影响钢梁整体稳定的主要因素有荷载类型、荷载作用点位置、梁 的截面形式、侧向支承点的位置和距离、梁。15. 焊接组合工字梁，翼缘的局部稳定常采用限制宽厚比的方法来保 证，而腹板的局部稳定则常采用设置加劲肋的方法来解决。 綾镝鯛駕櫬鹕 踪韦辚糴。二、问答题1 钢结构具有哪些特点？1 钢结构具有的特点： 1 钢材强度高，结构重量轻 2 钢材内部组织比较均匀，有良好 的塑性和韧性 3 钢结构装配化程度高，施工周期短 4 钢材能制造密闭性要求较高的结构 5 钢结构耐热，但不耐火 6 钢结构易锈蚀，维护

17、费用大。 驅踬髏彦浃绥譎饴憂锦。2 钢结构的合理应用范围是什么？2 钢结构的合理应用范围： 1 重型厂房结构 2 大跨度房屋的屋盖结构 3 高层及多层建 筑4 轻型钢结构 5 塔桅结构 6 板壳结构 7 桥梁结构 8 移动式结构 猫虿驢绘燈鮒诛髅貺庑。3 钢结构对材料性能有哪些要求？3 钢结构对材料性能的要求： 1 较高的抗拉强度 fu 和屈服点 fy2 较好的塑性、韧性及 耐疲劳性能 3 良好的加工性能 锹籁饗迳琐筆襖鸥娅薔。4 钢材的主要机械性能指标是什么？各由什么试验得到？4 钢材的主要机械性能指标是屈服点、抗拉强度、伸长率、冲击韧性、冷弯性能。其中 屈服点、 抗拉强度和伸长率由一次静力

18、单向均匀拉伸试验得到； 冷弯性能是由冷弯试验显示 出来；冲击韧性是由冲击试验使试件断裂来测定。 構氽頑黉碩饨荠龈话骛。6 / 195影响钢材性能的主要因素是什么？5 影响钢材性能的主要因素有： 1 化学成分 S热脆 P冷脆 2 钢材缺陷3 冶炼，浇 注，轧制 4 钢材硬化5 温度6 应力集中7残余应力 8重复荷载作用 輒峄陽檉簖疖網儂號泶。6 什么是钢材的疲劳？影响钢材疲劳的主要因素有哪些？6 钢材在连续反复荷载作用下，当应力还低于钢材的抗拉强度，甚至还低于屈服点时也 会发生断裂破坏， 这种现象称为钢材的疲劳或疲劳破坏。 影响钢材疲劳的主要因素是应力集 中、应力幅（对焊接结构）或应力比（对非焊

19、接结构）以及应力循环次数。 尧侧閆繭絳闕绚勵蜆 贅。7 钢结构有哪些连接方法？各有什么优缺点？7 钢结构常用的连接方法有：焊接连接、铆钉连接和螺栓连接三种。8 焊接残余应力和焊接残余变形是如何产生的？焊接残余应力和焊 接残余变形对结构性能有何影响？减少焊接残余应力和焊接残余变 形的方法有哪些？ 识饒鎂錕缢灩筧嚌俨淒。8. 钢材在施焊过程中会在焊缝及附近区域内形成不均匀的温度场， 在高温区产生拉应 力，低温区产生相应的压应力。 在无外界约束的情况下， 焊件内的拉应力和压应力自相平衡。 这种应力称焊接残余应力。 随焊接残余应力的产生， 同时也会出现不同方向的不均匀收缩变 形，称为焊接残余变形。 凍

20、鈹鋨劳臘锴痫婦胫籴。焊接残余应力的影响： 1 对塑性较好的材料， 对静力强度无影响； 2 降低构件的刚度；3 降低构件的稳定承载力； 4 降低结构的疲劳强度； 5 在低温条件下承载，加速构件的 脆性破坏。 恥諤銪灭萦欢煬鞏鹜錦。焊接残余变形的影响：构件不平整， 安装困难，产生附加应力。变轴心受压构件为偏心 受压构件。减少焊接残余应力和变形的方法：1 合理设计 : 选择适当的焊脚尺寸、 焊缝布置应尽可能对称、 进行合理的焊接工艺设计， 选 择合理的施焊顺序。 2 正确施工：在制造工艺上，采用反变形和局部加热法；按焊接工艺7 / 19 严格施焊，避免随意性；尽量采用自动焊或半自动焊，手工焊时避免仰

21、焊。 鯊腎鑰诎褳鉀沩懼統 庫。9 普通螺栓连接和摩擦型高强度螺栓连接，在抗剪连接中，它们 的传力方式和破坏形式有何不同？9 普通螺栓连接中的抗剪螺栓连接是依靠螺栓抗剪和孔壁承压来传递外力。当受剪螺栓连 接在达到极限承载力时， 可能出现五种破坏形式， 即螺栓被剪断、 孔壁被挤压坏、 构件被拉 断、构件端部被剪坏和螺栓弯曲破坏。 硕癘鄴颃诌攆檸攜驤蔹。高强螺栓连接中的抗剪螺栓连接时， 通过拧紧螺帽使螺杆产生预拉力， 同时也使被连接 件接触面相互压紧而产生相应的摩擦力，依靠摩擦力来传递外力。它是以摩擦力刚被克服， 构件开始产生滑移做为承载能力的极限状态。 阌擻輳嬪諫迁择楨秘騖。10 高强度螺栓的 8

22、.8级和 10.9级代表什么含义？10 级别代号中， 小数点前的数字是螺栓材料经热处理后的最低抗拉强度， 小数点后数字 是材料的屈强比（ fy/fu ）。 氬嚕躑竄贸恳彈瀘颔澩。8.8 级为： fu 800N/mm，2 fy/fu=0.810.9 级为： fu 1000N/mm，2 fy / fu =0.911 轴心压杆有哪些屈曲形式 ？18. 受轴心压力作用的直杆或柱，当压力达到临界值时，会发生有直线平衡状态转变为弯 曲平衡状态变形分枝现象， 这种现象称为压杆屈曲或整体稳定， 发生变形分枝的失稳问题称 为第一类稳定问题。 由于压杆截面形式和杆端支承条件不同， 在轴心压力作用下可能发生的 屈曲

23、变形有三种形式，即弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲。 釷鹆資贏車贖孙滅獅赘。12 在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑哪些初始缺陷的影响？19. 在考虑实际轴心压杆的临界力时应考虑残余应力的影响、初弯曲和初偏心的影响、杆 端约束的影响。13 在计算格构式轴心受压构件的整体稳定时， 对虚轴为什么要采 用换算长细比？20. 格构式轴心受压构件一旦绕虚轴失稳，截面上的横向剪力必须通过缀材来传递。但因 缀材本身比较柔细， 传递剪力时所产生的变形较大， 从而使构件产生较大的附加变形， 并降8 / 19 低稳定临界力。 所以在计算整体稳定时， 对虚轴要采用换算长细比 （通过加大长细比的方法 来考虑缀材变形对降低稳定临界力的影响） 。 怂阐譜鯪迳導嘯畫長凉。14 什么叫钢梁丧失整体稳定？影响钢梁整体稳定的主要因素是什 么？提高钢梁整体稳定的有效措施是什么？21. 钢梁在弯矩较小时，梁的侧向保持平直而无侧向变形；