西南大学网络教育《钢结构设计》在线作业及答案

三、简答题

[论述题] 16、三角形、梯形、平行弦横加各适用于哪些屋盖体系？

答：三角形屋架主要用于屋面坡度较大的有檩条屋盖结构中或中、小跨度的轻型屋面结构中。梯形屋架一般用于屋面坡度较小的屋盖结构中，现已成为工业厂房屋盖结构的基本形式。平行弦屋架一般用于单坡屋面的屋架及托架或支撑体系中。

17、试述吊车梁的类型及其应用范围？

答：吊车梁按结构体系可分为实腹式、下撑式和桁架式。按支承情况分为简支和连续。实腹简支吊车梁应用最广，当跨度及荷载较小时，可采用型钢梁，否则采用焊接梁，连续梁比简支梁用料经济，但由于它受柱的不均匀沉降影响较明显，一般很少应用；下撑式吊车梁和桁架式吊车梁用钢量较少，但制造费工、高度较大，桁架式吊车梁可用于跨度大但起重量较小的吊车梁中。

18、布置柱网时应考虑哪些因素？

答：柱网布置主要是根据工艺、结构与经济的要求确定。此外，还要考虑建筑内其他部分与柱网的协调，如基础、地下管道、烟道等。

19、为什么要设置温度缝？

答：当厂房平面尺寸很大时，由于温度影响会使构件内产生很大的温度应力，并导致墙和屋面的破坏，因此要设置温度缝。

20、厂房柱有哪些类型？它们的应用范围如何？

答：厂房横向框架柱按其形式可分为等截面柱、均匀变截面柱、台阶式柱和分离式柱。等截面柱适用于吊车起重量小于200kN的车间；均匀变截面柱适用于轻钢结构厂房；台阶式柱适用于传统厂房；分离式柱一般较台阶式柱费钢材，上部刚度较小，但在吊车起重量较大而厂房高度小于18m时采用分离式柱，还可用在有扩建的厂房中，吊车荷载比较大而厂房用压型钢板做屋面的厂房中。

二、选择题

[单选题] 

50、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间（      ）。

  A：垫板数不宜少于两个  B：垫板数不宜少于一个  C：垫板数不宜多于两个  D： 可不设垫板

参：A

[单选题] 

49、轴心受压构件柱脚底板的面积主要取决于（           ）。

  A：底板的抗弯刚度   B：柱子的截面积   C：基础材料的强度等级   D：底板的厚度

参：C

[单选题]48、受弯构件钢材牌号为Q235-B，选用HN600×200×11×17，其抗弯、抗剪强度设计值分别为（ ）N/mm2。  

A：215、125   B：205、120   C：215、120   D：205、125

参：D

[单选题]47、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢（檩托）上（ ）。  

A：一个普通螺栓   B：两个普通螺栓   C：安装焊缝   D：一个高强螺栓

参：B

[单选题]46、关于吊车荷载的以下论述何项不正确？  

A：根据要求的利用等级和载荷状态确定吊车的A1~A8共8个工作级别作为设计依据

B：吊车竖向荷载标准值应采用其最大轮压或最小轮压

C：吊车纵向水平荷载标准值应按作用在一边轨道上所有刹车轮的最大轮压之和的10%采用；

D：吊车横向水平荷载标准值应根据吊车的大车和小车质量与额定起重量（质量）之和乘以重力加速度的《荷载规范》5.1.2条规定的百分数确定。

参：D

[单选题] 

45、屋架设计中，积灰荷载应与（   ）同时考虑。

  A：屋面活荷载

B：雪荷载

C：屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值

D：屋面活荷载和雪荷载

参：C

[单选题] 

44、一屋架跨度为18m，屋架间距为6m，屋面材料为波形石棉瓦，要求屋面坡度i=1/2.5。屋架铰接于混凝土柱上。该屋架宜采用（ ）屋架。

  A：三角形

B：梯形

C：人字形

D：平行弦

参：A

[单选题] 

43、在焊接工字形组合梁中，翼缘与腹板连接的角焊缝计算长度不受60hf的，是因为（  ）。

  A：截面形式的关系   B：施焊次序的关系   C：梁设置有加劲肋的关系  D：内力沿侧面角焊缝全长分布的关系

参：D

[单选题] 

42、计算屋架杆件内力时，考虑半跨活载的内力组合，是因为（        ）。

  A：跨中附近的斜腹杆可能产生最大内力或由拉力变为压力

B：获得上下弦杆的最大内力

C：获得端腹杆的最大内力

D：跨中附近腹杆在最大内力

参：A

[单选题] 

41、双角钢组成的杆件，中部应设垫板，垫板间距为（        ）。

  A：压杆≤40i,拉杆≤80i   B：无论压杆拉杆均≤40i   C：无论压杆拉杆均≤80i   D：任意

参：A

[单选题]40、根据等稳定性的要求，屋架的支座斜杆一般选用（         ）截面。  

A：两等肢角钢相连   B：不等边角钢长肢相连  C：不等边角钢短肢相连

D：两等边角钢组成的十字形截面

参：B

[单选题] 

39、当下弦节点两侧杆件内力不同时，节点处的杆与节点板连接的侧缝应按（        ）计算。

  A：两侧力的较大值  B：两侧力的较小值  C：两侧力之差  D：两侧力之和

参：C

[单选题] 

38、当桁架杆件用节点板相连并承受静离荷载时，弦杆与腹杆，腹杆与腹杆之间的间隙不宜小于（    ）m。

  A：20  B：10  C：30   D：40

参：A

[单选题] 

37、对于屋架中杆力较小的腹杆，其截面通常按（      ）。

  A：容许长细比控制  B：构造要求确定  C：变形要求确定  D：局部稳定确定

参：A

[单选题]36、屋架设计中，积灰荷载应与（       ）同时考虑。  

A：屋面活荷载

B：雪荷载

C：屋面活荷载和雪荷载

D：屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值

参：D

[单选题] 

35、屋盖中设置的刚性系杆（       ）.

  A：只能受拉

B：可以受压

C：可以受弯

D：可以受压和受弯

参：D

[单选题] 

34、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的（         ）。

  A：端竖杆处

B：下弦中间

C：下弦端节间

D：斜腹杆处

参：C

[单选题] 

33、再分式腹杆体系的优点是（        ）。

  A：压杆长度短

B：腹杆数量少

C：避免上弦杆承受节间荷载

D：腹杆总长度小

参：C

[单选题] 

32、支撑桁架中的十字交叉斜腹杆，选择的截面形式为（   ）。

  A：双角钢组成的T形截面；  B：单角钢  C：工形  D：圆钢

参：B

[单选题] 

31、当屋架跨度小于（       ）m时，无悬挂吊车，无振动荷载，可以不设置下弦横向水平支撑。

  A：15  B：24  C：35  D：30

参：A

[单选题] 

30、屋架横向水平支撑的间距不宜大于（         ）m。

  A：60  B：90  C：75  D：40

参：A

[单选题] 

29、梯形钢屋架支座端斜杆几何长度为L，其平面内计算长度为（         ）L。

  A：0.75  B：0.8  C：0.9  D：1.0

参：D

[单选题] 

28、为了保持钢屋架间距不变，在抽柱处需设置（         ）。

  A：托架；  B：上弦水平支撑；  C：檩条； D：下弦水平支撑。

参：A

[单选题] 

27、普通钢屋架上弦杆在桁架平面内的计算长度系数为（        ）。

  A：0.8    B：0.9    C：1.0    D：2.0

参：C

[单选题]  

A：两等边角钢组成的T形截面

B：两等边角钢组成的十字形截面

C：两不等边角钢长边相连的T形截面

D：两不等边角钢短边相连的T形截面

参：D

[单选题] 

25、屋架的腹杆和节点数最少的腹杆体系为（        ）。

  A：单斜式

B：人字式

C：再分式

D：交叉式

参：B

[单选题] 

24、普通热轧型钢檩条不必计算（        ）。

  A：强度    B：整体稳定性    C：刚度    D：局部稳定性

参：D

[单选题] 

23、下列屋架中，只能与柱做成铰接的钢屋架形式为（         ）。

  A：梯形屋架    B：平行弦屋架   C：人字形屋架   D：三角形屋架

参：D

[单选题]  22、

A：Q235-A

B：Q235-B

C：Q235-C

D：Q235-D

参：D

[单选题] 

21、南方地区（温度大于00C）某一工厂设计一起重量大于50t的中级工作制吊车钢梁，宜选用（      ）钢。

  A：Q235-A

B：Q235-B

C：Q235-C

D：Q235-D

参：B

[单选题]  20、

A：钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均下降

B：钢材的抗拉、抗压、抗弯、抗剪强度均有所提高

C：钢材的抗拉、抗压、抗弯强度提高，而抗剪强度有所下降

D：视钢材牌号而定。

参：A

[单选题] 

19、在碳素结构钢中，（  ）不能用于焊接承重结构。

  A：Q235-A

B：Q235-B

C：Q235-C

D：Q235-D

参：A

[单选题] 

18、结构钢的强度设计值（   ）。

  A：随厚度增大而降低，并且与质量等级（A、B、C、D）无关

B：随厚度增大而降低，并且随质量等级从A到D（或E）逐级提高

C：随厚度增大而降低，并且随质量等级从A到D（或E）逐级降低

D：随厚度增大而降低，并且随质量等级从A到D逐级提高

参：A

[单选题] 

17、某屋架，采用的钢材为Q235-B、F，型钢及节点板厚度均不超过16mm，钢材的抗压强度设计值是（   ）N/mm2

  A：200    B：205    C：215     D：235

参：C

[单选题] 

16、结构重要性系数γ，对安全等级为一级、二级、三级的结构构件，应分别取为（    ）。

  A：一级1.3，二级1.2，三级1.1

B：一级1.2，二级1.1，三级1.0

C：一级1.1，二级1.0，三级0.9

D：一级1.0，二级0.9，三级0.8

参：C

[单选题] 15、

A：A，C

B：B，C

C：A，D

D：B，D

参：B

[单选题]14、进行钢吊车梁的稳定计算时，其荷载应采用标准值还是设计值及需乘以哪些系数？  

A：标准值，仅轮压乘以动力系数

B：标准值，不乘以动力系数

C：设计值，乘以荷载分项系数

D：设计值，乘以荷载分项系数及动力系数

参：D

[单选题] 

13、计算吊车梁的疲劳和挠度时，吊车荷载应按下列哪种说法计算？（    ）

  A：作用在跨间的荷载效应最大的2台吊车标准值，不乘动力系数

B：作用在跨间内荷载效应最大的1台吊车标准值，考虑动力系数

C：作用在跨间内荷载效应最大的1台吊车标准值，不乘动力系数

D：计算疲劳时按作用在跨间内荷载效应最大的1台吊车标准值，计算挠度时按作用在跨间内荷载效应最大的2台吊车标准值，均不乘动力系数

参：C

[单选题] 

12、进行钢吊车梁制动结构的疲劳计算时，吊车荷载应按下列哪种说法取值？（     ）

  A：一台吊车荷载标准值乘以荷载分项系数

B：一台吊车荷载设计值乘以动力系数

C：一台起重量最大的吊车荷载标准值

D：两台吊车荷载标准值乘以动力系数

参：C

[单选题]11、某车间行驶多台重级工作值吊车。当进行疲劳计算时，吊车荷载应考虑下列哪一项？  

A：两台相邻最大吊车标准值

B：一台最大吊车设计值乘以动力系数

C：一台最大吊车设计值

D：一台最大吊车标准值

参：D

[单选题] 

10、进行钢吊车梁的疲劳计算时。下列哪种荷载计算符合《钢结构设计规范》的做法？（   ）

  A：标准荷载乘以荷载分项系数及轮压动力系数

B：标准荷载乘以荷载分项系数

C：设计荷载乘以轮压动力系数

D：标准荷载不乘以任何系数

参：D

[单选题] 

9、进行钢结构计算时，所用荷载设计值和标准值。下列哪种说法是正确的？（    ）

  A：计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载标准值

B：计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载标准值

C：计算结构或构件的强度、稳定性以及连接的强度时，应采用荷载设计值

D：计算疲劳和正常使用极限状态的变形时，应采用荷载设计值

参：C

[单选题] 

7、按承载能力极限状态计算钢结构时，应考虑的组合为下列哪一项？（    ）

  A：荷载的基本效应组合

B：荷载的基本效应组合，必要时尚应考虑荷载效应的偶然组合

C：荷载的短期效应组合

参：B

[单选题] 

6、设计钢结构时，关于其安全等级的确定，下列哪种说法是正确的？（     ）

  A：一般工业与民用建筑钢结构的安全等级可取一级

B：一般工业与民用建筑钢结构的安全等级可根据具体情况另行确定

C：特殊建筑钢结构的安全等级可根据具体情况另行确定

D：特殊建筑钢结构的安全等级可取一级

参：C

[单选题] 

5、一般工业与民用建筑钢结构的安全等级为下列哪一项？（      ）

  A：一级   B：二级   C：三级   D：不能确定

参：B

[单选题] 

3、钢材脆性破坏同构件（   ）无关。

  A：应力集中   B：低温影响   C：残余应力  D：弹性模量

参：D

[单选题] 

2、热轧型钢冷却后产生的残余应力（     ）。

  A：以拉应力为主   B：以压应力为主   C：包括拉压应力    D：拉压应力都很小

参：C

[单选题] 

1、在钢结构房屋中，选择结构用钢材时，下列因素中的（      ）不是主要考虑的因素。

  A：建造地点的气温   B：荷载性质   C：钢材造价    D：建筑的防火等级

参：D

一、填空题

[填空题] 

  参： 

1、在钢屋架设计中，对于受压构件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采    等稳定性   原则。

2、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，钢结构设计规范对屋架杆件规定了  容许长细比        。

3、钢结构设计规范将钢材分为四组，钢板越厚，设计强度越      小     。

4、常用的有檩条钢屋架的承重结构有     屋架  、   檩条    、   屋面材料    、和  支撑      等。

5、现行钢结构设计法是         以概率理论为基础的极限状态设计法         。

6、梯形屋架下弦支座节点处应设       刚      性系杆。

7、在横向水平支撑布置在第二柱间时，第一柱间内的系杆应为         刚       性系杆。

8、柱头的传力过程为  N→垫板→顶板→加劲肋→柱身  。

9、柱脚由   底板、靴梁、锚栓、隔板、肋板  组成。

10、梁的最大可能高度一般是由建筑师提出，而梁的最小高度通常是由梁的    刚度   要求决定的。

11、在钢屋架设计中，对于受压杆件，为了达到截面选择最为经济的目的，通常采用   等稳定性   原则。

12、为避免屋架在运输和安装过程中产生弯曲，《钢结构设计规范》对屋架杆件规定了  容许长细比  。

13、垂直于屋面坡度放置的檩条按  双向受弯    构件计算

14、三角形屋架由于外形与均布荷载的弯矩图不相适应，因而  弦  杆的内力沿屋架跨度分布很不均匀。

15、系杆可分为刚性系杆和柔性系杆，通常刚性系杆采用双角钢，按 压杆  设计。

16、在钢屋架的受压杆件设计中，确定双角钢截面形式时，应采用  等稳定 的原则

17、组成单层钢结构厂房结构的构件按其作用可归并为下列几个体系横向平面框架体系、纵向平面框架体系、屋盖结构体系、吊车梁结构体系、支撑体系、墙架结构体系。

四、分析题

[论述题]   参： 

1、何谓焊接板梁的最大高度和最小高度？梁的经济he高度的范围？腹板太厚或太薄会出现什么问题？

答：梁的高度应由建筑高度、刚度要求和经济条件三者来确定。建筑高度是指梁格底面最低表面到楼板顶面之间的高度，它的决定了梁的最大可能高度，一般由建筑师提出；刚度要求是要求梁的挠度υ≤【υ】，它决定了梁的最小高度；由经济条件可定出梁的经济高度，一般由梁的用钢量为最小来确定，梁的经济高度的范围为：hmin≤he≤hmax.腹板太厚将增加用钢量，导致不经济，而太薄，梁的腹板将不能保证局部稳定性要求，从而使梁的稳定性承载力降低。

2、普通梯形钢屋架中腹杆的计算长度是如何确定的？为什么？并说明其合理截面形式。

答：规范规定，在屋架平面内：对支座斜杆和支座竖杆，l0=l，其他腹杆l0=0.8l，屋架平面外l0=l，l为杆件的几何长度，之所以这样取值是因为：屋架腹杆与弦杆、腹杆与腹杆之间的连接时通过节点板连接在一起的，并非真正的铰接，而节点板在屋架平面内有一定的刚度，对杆端有一定的嵌固作用，其大小取决于连于该节点的拉杆的数量和线刚度。拉杆的线刚度大则嵌固作用大，又因腹杆的下端与受拉的下弦相连，因而有很大的嵌固能力，取l0=0.8l，端腹杆偏于安全地取l0=l。

   腹杆的合理的截面形式，是根据等稳定要求确定的φx=φy，对屋架腹杆要求λx=λy，对端腹杆ix=iy，所以用不等肢角钢长肢相连。对其他腹杆则要求0.8l/ix=l/iy即iy=1.25ix。等肢角钢组合的T形截面形式能满足这一要求。

3、钢结构设计要贯彻执行国家的技术经济，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量。试说明现行钢结构设计时应满足哪些基本要求？

答：

1、  设计钢结构时，应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施。

2、  满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定和刚度要求。

3、  应优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量。

4、  应符合防火要求，注意结构的抗腐蚀性能。

5、  尽可能注意美观、特别是外露结构，有一定建筑学要求。

4、论述确定屋架杆件计算长度的原则和计算长度的取值。

答：屋架平面内求解屋架杆件内力时假定屋架的节点为铰接，但实际屋架中各杆件用焊缝与节点板连接。节点处的各杆件会相互约束，不能单独自由转动，而阻碍节点转动的主要因素是拉杆。在压杆的端部汇交的拉杆数量越多，拉杆的线刚度越大，压杆的线刚度越小，约束越大计算长度会越小。屋架的受压弦杆、支座竖杆和支座斜杆，可偏于安全地视为两段铰接，计算长度取杆件的几何长度。其他腹杆在下弦节点处拉杆数量多，取计算长度为0.8l，屋架平面外的计算长度取弦杆侧向支承点的距离。

对双角钢组成的十字形截面和单角钢杆件，不是支座竖杆和支座斜杆，计算长度为0.9l。

当受压弦杆的侧向支承点间距为2倍弦杆节间长度且两节间弦杆的内力不相等时，用较大的力验算平面外的稳定性，计算长度l0=l1(0.75+0.25N2/N1)≥0.5l1。

5、  论述无节间荷载的上弦杆的合理截面形式。

答：屋架的上弦杆，当无节间荷载时，在一般支撑情况下，常为loy=2lox。根据等稳定性的原则，为获得λx=λy，需有iy/ix=2，为此以两不等边角钢短边相连或以T形截面，其iy/ix=2-2.5，与需要值2接近杆件更接近等稳定。