0759西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷答案
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验算：刚度λy=l0y/iy=7500/139.6=53.7<[λ]=150
φy=0.839, N/φA=1500000/0.839×47.8×2×100=187N/mm2<f=205N/mm2
(2)确定分肢间距
令λox=λy，λ1=0.5λy=26.85则λx=(λ2y-λ2x)0.5= (λ2y-λ2x)0.5= 46.5
d≥2a/3=213mm，取d=220mm
t≥a/40=8mm，取t=10mm
即采用缀板为-220×10
L1=220+733=953mm
Kb=2×1/12×10×2203/320=55458.3mm3>6I1/l1=6×455×104/953=28620mm3
缀板与肢件的连接焊缝设计：
取hf=8mm lw=200mm
1、一钢桁架的受压腹杆，采用填板连接而成的双角钢T形截面构件，角钢用2L50×5.腹杆的两端分别焊于上、下弦杆的节点板上，节点中心距为1.2m，角钢截面特性如图所示。确定在节点板间连接两角钢的填板数。
解：用填板连接而成的双角钢T形截面受压构件，若按实腹式受压构件进行计算，则填板间距S≤40i，对于双角钢T形截面时，i取一个角钢与填板平行的形心轴的回转半径。同时规定受压构件的两个侧向支承点之间的填板数不得少于2个。由于S≤40i=40ix=40×1.53=61.2cm，只需设置1块，而受压构件设置的最小数是2块，故该受压腹杆应设置2块。
λx=l0x/ix=75000/163=46
λ0x=[λ2x+λ21]0.5=[462+26.852]0.5=53.3
查表φx=0.841
N/φxA=1500000/(0.841×47.8×2×100)=186.6N/mm2<f=205N/mm2
(3)缀板设计
l01=λ1i1=26.85×27.3=73.3mm
三、综合分析题（共40分）
1、设计由两槽钢组成的缀板柱，柱长7.5m，两端铰接，设计轴心压力为1500kN，钢材为Q235-B，截面无削弱。解：
（1）肢件的选择
设λy=60查表φy=0.807则A≥N/φf=1500000/0.807×215=8645mm2
选2[36a查表得A=47.8cm2i1=2.73cm iy=13.96cm I1=455cm4
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷
类别：网教专业：土木工程2016年 6月
课程名称【编号】：钢结构设计【0759】 A卷
大作业满分：100 分
一、问答题（10分/题，共40分）
1、设置檩条拉条有何作用？如何设置檩条拉条？
答：①为了给檩条提供侧向支承，减小檩条沿屋面坡度方向的跨度，减小檩条在施工和使用阶段的侧向变形和扭转。②当檩条的跨度 4~6 m 时，宜设置一道拉条；当檩条的跨度为 6m 以上时，应布置两道拉条。屋架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系，或设斜拉条和撑杆。Z 形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条 和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时，可只设直拉条并与其连接。当屋盖有天窗时，应在天窗两侧檩条之间设置斜拉条和直撑杆。
2、如图所示上弦杆与腹杆之间的节点板，上弦杆为2L100×10，节点板厚t=12mm。承受集中力P=37.44kN，弦杆内力差△N=421200N，为了便于在上弦搁置大型屋面板，节点板的上边缘可缩进肢背8mm，用塞缝连接。求：上弦杆角钢趾部角焊缝的焊脚尺寸。
解：肢背：hf=t/2=6mm，lw=360-12=348mm。
ix=l0x/λx=7500/46.5=161.3则a=2(i2x-i21)0.5=2(161.32-27.32)0.5=318mm
取a=320mm
验算对虚轴的刚度级稳定性:
Ix=2[I1+A(a/2)2]=2×[455+47.8×(32/2)2]=25383.6cm4
ix=(Ix/A)0.5=[25383.6/(2×47.8)]0.5=16.3cm
4、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Fra Baidu bibliotek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。
二、计算题（10分/题，共20分）
综上缀板式格构截面肢件为2[36a，缀板为-320×220×10。
⑵桁架平面外：对于腹杆发生屋架外的变形，节点板抗弯刚度很小，相当于板铰，取 ；
范围内，杆件内力改变时，则
⑶斜平面：腹杆计算长度
3、选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑哪些原则？
答：1.面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；2.使两个主轴方向等稳定性，以达到经济效果；3.便于与其他构件连接；4.尽可能构造简单，制造省工，取材方便。
承受集中力P=37.44kN，则：
τf=P/2×0.7hf×lw=37440/(2×0.7×6×348)=13N/mm2<FFW=160N P mm2
肢尖：肢尖焊缝承担弦杆内力差421200N，偏心距e=10-2.5=7.5cm，偏心弯矩：
M=△N e=421200×75=31590000N·mm，hf=8mm，则
τ△N =△N/(2×0.7 hf lw)=421200/(2×0.7×8×348)=108N/mm2
σM=M/WW=6×31590000/(2×0.7×8×3482)=140N/mm2[τ2△N+(σM/1.22)2]1/2=[1072+(138/1.22)2]1/2=158N/mm2<FFW=160N P mm2
2、屋架中，汇交于节点的拉杆数越多，拉杆的线刚度和所受的拉力越大时，则产生的约束作用越大，压杆在节点处的嵌固程度越大，压杆的计算长度越小，根据这个原则桁架杆件计算长度如何确定？
答：⑴桁架平面内：弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少，本身刚度大，则 ；
其他中间腹杆：上弦节点所连拉杆少，近似铰接或者下弦节点处、下弦受拉且刚度大，则 ；
φy=0.839, N/φA=1500000/0.839×47.8×2×100=187N/mm2<f=205N/mm2
(2)确定分肢间距
令λox=λy，λ1=0.5λy=26.85则λx=(λ2y-λ2x)0.5= (λ2y-λ2x)0.5= 46.5
d≥2a/3=213mm，取d=220mm
t≥a/40=8mm，取t=10mm
即采用缀板为-220×10
L1=220+733=953mm
Kb=2×1/12×10×2203/320=55458.3mm3>6I1/l1=6×455×104/953=28620mm3
缀板与肢件的连接焊缝设计：
取hf=8mm lw=200mm
1、一钢桁架的受压腹杆，采用填板连接而成的双角钢T形截面构件，角钢用2L50×5.腹杆的两端分别焊于上、下弦杆的节点板上，节点中心距为1.2m，角钢截面特性如图所示。确定在节点板间连接两角钢的填板数。
解：用填板连接而成的双角钢T形截面受压构件，若按实腹式受压构件进行计算，则填板间距S≤40i，对于双角钢T形截面时，i取一个角钢与填板平行的形心轴的回转半径。同时规定受压构件的两个侧向支承点之间的填板数不得少于2个。由于S≤40i=40ix=40×1.53=61.2cm，只需设置1块，而受压构件设置的最小数是2块，故该受压腹杆应设置2块。
λx=l0x/ix=75000/163=46
λ0x=[λ2x+λ21]0.5=[462+26.852]0.5=53.3
查表φx=0.841
N/φxA=1500000/(0.841×47.8×2×100)=186.6N/mm2<f=205N/mm2
(3)缀板设计
l01=λ1i1=26.85×27.3=73.3mm
三、综合分析题（共40分）
1、设计由两槽钢组成的缀板柱，柱长7.5m，两端铰接，设计轴心压力为1500kN，钢材为Q235-B，截面无削弱。解：
（1）肢件的选择
设λy=60查表φy=0.807则A≥N/φf=1500000/0.807×215=8645mm2
选2[36a查表得A=47.8cm2i1=2.73cm iy=13.96cm I1=455cm4
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷
类别：网教专业：土木工程2016年 6月
课程名称【编号】：钢结构设计【0759】 A卷
大作业满分：100 分
一、问答题（10分/题，共40分）
1、设置檩条拉条有何作用？如何设置檩条拉条？
答：①为了给檩条提供侧向支承，减小檩条沿屋面坡度方向的跨度，减小檩条在施工和使用阶段的侧向变形和扭转。②当檩条的跨度 4~6 m 时，宜设置一道拉条；当檩条的跨度为 6m 以上时，应布置两道拉条。屋架两坡面的脊檩须在拉条连接处相互联系，或设斜拉条和撑杆。Z 形薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条 和撑杆。当檐口处有圈梁或承重天沟时，可只设直拉条并与其连接。当屋盖有天窗时，应在天窗两侧檩条之间设置斜拉条和直撑杆。
2、如图所示上弦杆与腹杆之间的节点板，上弦杆为2L100×10，节点板厚t=12mm。承受集中力P=37.44kN，弦杆内力差△N=421200N，为了便于在上弦搁置大型屋面板，节点板的上边缘可缩进肢背8mm，用塞缝连接。求：上弦杆角钢趾部角焊缝的焊脚尺寸。
解：肢背：hf=t/2=6mm，lw=360-12=348mm。
ix=l0x/λx=7500/46.5=161.3则a=2(i2x-i21)0.5=2(161.32-27.32)0.5=318mm
取a=320mm
验算对虚轴的刚度级稳定性:
Ix=2[I1+A(a/2)2]=2×[455+47.8×(32/2)2]=25383.6cm4
ix=(Ix/A)0.5=[25383.6/(2×47.8)]0.5=16.3cm
4、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Fra Baidu bibliotek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。
二、计算题（10分/题，共20分）
综上缀板式格构截面肢件为2[36a，缀板为-320×220×10。
⑵桁架平面外：对于腹杆发生屋架外的变形，节点板抗弯刚度很小，相当于板铰，取 ；
范围内，杆件内力改变时，则
⑶斜平面：腹杆计算长度
3、选择轴心受压实腹柱的截面时应考虑哪些原则？
答：1.面积的分布应尽量开展，以增加截面的惯性矩和回转半径，提高柱的整体稳定性和刚度；2.使两个主轴方向等稳定性，以达到经济效果；3.便于与其他构件连接；4.尽可能构造简单，制造省工，取材方便。
承受集中力P=37.44kN，则：
τf=P/2×0.7hf×lw=37440/(2×0.7×6×348)=13N/mm2<FFW=160N P mm2
肢尖：肢尖焊缝承担弦杆内力差421200N，偏心距e=10-2.5=7.5cm，偏心弯矩：
M=△N e=421200×75=31590000N·mm，hf=8mm，则
τ△N =△N/(2×0.7 hf lw)=421200/(2×0.7×8×348)=108N/mm2
σM=M/WW=6×31590000/(2×0.7×8×3482)=140N/mm2[τ2△N+(σM/1.22)2]1/2=[1072+(138/1.22)2]1/2=158N/mm2<FFW=160N P mm2
2、屋架中，汇交于节点的拉杆数越多，拉杆的线刚度和所受的拉力越大时，则产生的约束作用越大，压杆在节点处的嵌固程度越大，压杆的计算长度越小，根据这个原则桁架杆件计算长度如何确定？
答：⑴桁架平面内：弦杆、支座斜杆、支座竖杆---杆端所连拉杆少，本身刚度大，则 ；
其他中间腹杆：上弦节点所连拉杆少，近似铰接或者下弦节点处、下弦受拉且刚度大，则 ；