钢结构复习思考题上课讲义

《钢结构设计原理》第九章单层厂房钢结构1、重、中型工业厂房支撑系统有哪些？各有什么作用？(P305、317)答：柱间支撑（上柱支撑、下柱支撑）、屋盖支撑(上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、垂直支撑、系杆)柱间支撑的作用：组成纵向构架，保证单层厂房钢结构的纵向刚度；承受风荷载、吊车纵向水平荷载及温度应力等，在地震区尚应承受纵向地震作用，并将这些力和作用传给基础；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。

屋架支撑的作用：保证屋盖形成空间几何不变体系，增大其空间刚度；承受屋盖各种纵向、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、下弦提供侧向支撑点，减少弦杆在屋架平面外的计算长度，提高其侧向刚度和稳定性；④保证屋盖结构安装时的便利和稳定。

2、屋盖支撑系统应如何布置？（P313-315）答;①上线横向水平支撑一般布置在屋盖两端（或每个温度区段的两端）的两榀相邻屋架的上下弦杆之间，位于屋架上弦平面沿屋架全跨布置，形成一平行弦桁架，其节间长度为屋架节间距的2~4倍。

②下弦横向水平支撑布置在与上弦横向水平支撑同一开间，它也形成一个平行桁架，位于屋架下弦平面。

③下弦纵向水平支撑屋架下弦梁端节间处，位于屋架下弦平面，沿房屋全厂布置，也组成一个具有交叉斜杆的平行斜桁架，它的端竖杆就是屋架端节间的下弦。

④垂直支撑位于上、下弦横向水平支撑同一开间内，形成一个跨长为屋架间距的平行弦桁架。

⑤系杆通常在屋架两端，有垂直支撑位置的上、下弦节点以及屋脊和天窗侧柱位置，沿房屋纵向通长布置。

3、檩条有哪些结构型式，是什么受力构件，需要验算哪些项目？常见的强度计算验算截面（P317－319，P319第2段）实腹式和桁架式。

双向受弯构件。

强度，整体稳定（如檩条之间设有拉条，则可不验算整体稳定）、刚度、檩条的连接和构造常见的强度计算验算截面为檩条刚度最大面和刚度最小面4、设置檩条拉条有何作用？如何设置檩条拉条（P319倒2段）作用：为了减小檩条沿屋面方向的弯曲变形，减小My以及增加抗扭刚度，设置檩条拉条以减小该方向的檩条跨度。

如何设置檩条拉条：在实腹式檩条之间往往要设置拉条和撑杆，当檩条的跨度为4-6m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联系，或设斜拉条和撑杆。

Z型薄壁型钢檩条还须在檐口处设斜拉条和撑杆。

在檐口处有圈梁或承重天沟时，可只设直拉条并与其相连接。

拉条通常采用直径10-16mm的圆钢制成。

撑杆主要是限制檐檩或天窗侧檩的侧向弯曲，故多用角钢。

5、压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？(P323)型钢板根据其波形截面可分为：高波板：波高>75mm,适用于屋面板中波板：波高50-75mm，适用于楼面板及中小跨度的屋面板低波板：<50mm，适用于墙面板（查看p323表9.5.3了解型号）6、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(P317,326)。

7、普通钢桁架按其外形可分为哪些形式？(P326),梯形屋架有哪些腹杆体系？(P327)答：形式：三角形、梯形及平行弦梯形桁架的腹杆形式有：人字式、再分式。

人字式还可分为上承式和下承式。

8、在进行梯形屋架设计时，为什么要考虑半跨作用？答：梯形屋架中部某些斜杆可能会在全跨荷载时受拉，而半跨荷载时受压，由拉杆变为压杆为不利情况之一。

9、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?(P331-333)方向弦杆腹杆端斜杆和端竖杆其他腹杆在桁架平面内（Lox）L L0.8L在桁架平面外（Loy）L1 L L斜平面（Lo）——0.9L333页表9.6.110.选择屋架杆件截面时应选择壁薄肢宽截面，以节省材料，画出屋架中常用角钢截面形式并说明其适用位置(P335表9.6.3)。

二不等边角钢短肢相并计算长度较大的上下弦杆二不等边角钢长肢相并端斜杆、端竖杆、受较大弯矩作用的弦杆二等边角钢相并其余腹杆、下弦杆二等边角钢组成的十字形截面与竖向支撑相连的屋架竖杆单角钢轻型钢屋架中内力较小的杆件钢管轻型钢屋架中的杆件11.由双角钢组成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？(P335-336)对压杆：ld<=40i 对拉杆：ld<=80i（在T 型截面中i 为一个角钢对平行于填板的。

这个要看书里面的图335页最后一段）12.屋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？(P336)答：节点板的厚度对于梯形普通钢桁架等可按腹杆最大内力确定，对于三角形普通钢桁架则按其弦杆最大内力确定。

在同一榀桁架中，所有中间节点板均采用同一种厚度，支座节点板的厚度比中间的增大2mm ；中间节点板厚度与填板厚度相同。

13.屋架上弦杆有非节点荷载作用应如何设计？杆件局部弯矩如何确定？(课件)答：1、把节间荷载化为节点荷载，计算屋架在节点荷载作用下轴力；2、计算节间荷载产生的局部弯矩，3、按压弯构件进行设计上弦杆14、在确定单层厂房框架的计算简图时，什么情况下可以认为横梁刚度无穷大？（P361） 答：对柱顶刚接的横向框架，当满足KAB/KAC ≤4时，除了直接作用在横梁上的垂直荷载外，横梁在框架其他荷载作用下变形很小，此时可近似认为横梁刚度无限大，否则横梁按有限刚度考虑。

15、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（P363）16、 叙述厂房中阶形柱计算长度如何确定？（P366）答：面内计算长度： 根据上段柱和下段柱的线刚度比12211H I H I K =和临界力参数1221211I N I N H H ⨯=η查表得到下柱计算计算长度系数2μ，由121ημμ=计算得到上柱计算长度系数1μ，111H H x μ=，222H H x μ=面外计算长度具体的取法是：当设有吊车梁和柱间支撑而无其他支承构件时，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；下段柱的计算长度可取柱脚底面至肩梁顶面之间柱的高度。

（P367）《钢结构设计》第一章概述1根据被连接构件间的传力和相对变形性能，钢结构的节点分为刚接、半刚接和铰接节点三类。

（P1）第二章钢—混凝土组合结构1、组合梁翼板为什么要采用有效宽度进行计算?（P13）答：组合梁通过抗剪连接件在混凝土板和钢梁上翼缘之间传递剪力，由于剪力滞后效应，混凝土翼板中的纵向应力分布是不均匀的，为了计算简便，按受力等效的原则，确定混凝土板的有效宽度。

2、组合梁依据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，有哪些形式？(P14)答：分为完全抗剪连接组合梁和部分抗剪连接组合梁。

3、组合梁抗剪连接件宜采用哪些？其主要作用是什么？（P20）答：栓钉、也可以采用槽钢、弯筋或有可靠依据的其他类型连接件，作用：传递混凝土翼板与钢梁之间的纵向水平剪力，此外，还可以抵抗钢梁和混凝土翼板的掀起作用。

4、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？(P20倒1段)答：承受作用：栓钉根部混凝土承受局部承压作用，而栓钉本身承受剪、弯、拉作用。

破坏形式：栓钉周围混凝土被挤压破坏或栓钉钉杆被剪断。

有关因素：栓钉截面面积、混凝土弹性模量、混凝土弹性等级。

5、组合梁计算一些问题：计算简图(是全截面塑性吗)、受拉混凝土的作用、板托的作用、抗剪计算、挠度的计算及荷载组合等（P15-18,P23-24）图详见课本6、能够绘出组合梁翼板和托板抗剪计算时的受剪界面并说明横向钢筋在抗剪中的受力性能及作用（P19）见课本图2.11。

答：受力性能：截面抗剪承载力与所配的垂直于界面的横向钢筋多少有关，当横向钢筋两侧有足够的锚固长度时，当混凝土沿界面剪坏时，因破坏面凹凸不平，将产生垂直于界面分离的倾向。

作用：此时横向钢筋受拉，将对受剪界面提供一定的夹紧力，提高界面的抗剪能力。

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。

连续组合梁按什么截面计算梁挠度。

(P23倒3-4段) 对于完全抗剪连接的组合梁，混凝土板与钢梁之间存在滑移吗，应如何考虑（P24）答：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，考虑到在中间支座负弯矩区处混凝土翼板受拉开裂，规定在距中间支座两侧各0.15l范围内，不计受拉区混凝土对刚度的影响，但应计入翼板有效宽度be范围内配置的纵向钢筋的作用，其余区段任取折减刚度，最后按变截面梁计算连续组合梁的挠度。

8、钢管混凝土结构有什么优点？（P27-28）论述钢管混凝土产生紧箍力的原因（P9），写出相对指标钢管混凝土套箍系数ξ=Asfy/(Acfck)反映了什么性能？（P27）答：优点：1、承载能力高；2、具有良好的塑性和抗震性能；3、施工简单；4、耐火和抗锈蚀性能较好；5、有利于高强混凝土的应用；6、经济效益高。

原因：当钢管纵向压应力s3超过比例极限之后，由于钢材的泊松比ms小于核心混凝土的横向变形系数mc，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，相互间产生的分布作用力p称为紧箍力。

性能：反映钢管对核心混凝土横向约束作用的大小。

9、钢管混凝土只能用在轴心受压构件吗？（P29-31）答：钢管混凝土宜用作轴心受压或作用力偏心较小的受压构件，当作用力偏心较大采用单根构件不够经济合理时，宜采用格构式构件。

10、钢筋混凝土结构计算的一些基本假定适用于SRC结构（P47）叠加法、极限状态设计法。

第三章多高层钢结构1、多高层钢结构如何设置三种变形缝？（P65）答：一般情况下，多高层钢结构不宜设置变形缝，但当建筑平面尺寸大于90m 时，可考虑设温度伸缩缝，伸缩缝仅将基础以上的房屋断开，其宽度不小于50mm。

当结构特别不规则需设防震缝时防震缝的最小宽度应符合下列要求：a、框架结构的防震缝宽度不超过15m时可采用105mm;当超过15m时，抗震设防烈度为6度、7度、8度、9度时，相应每增加5m、4m、3m、2m，宜加宽30mm。

b、框架-支撑体系结构的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的70%，筒体结构和巨型框架结构的防震缝宽度可采用框架结构规定数值的50%，但均不宜小于70mm。