《钢结构实用设计》讲座

《钢结构实用设计》讲座题16-19某单层工业厂房,设置有两台Q=25/10t的软钩桥式吊车,吊车每侧有两个车轮，轮距4m，最大轮压值Fmax=279.7kN，横行小车重量标准值g=73.5kN，吊车轨道高度hR=130mm。厂房柱距12m，采用工字形截面的实腹式钢吊车梁，上翼缘板的厚度hy=18mm，腹板厚tw=12mm。沿吊车梁腹板平面作用的最大剪力为V，在吊车梁顶面作用有吊车轮压产生的移动集中荷载P和吊车安全走道上的均布荷载q。梁钢材Q235，质量等级另定。16．当吊车为中级工作制时，试问作用在每个车轮处的横向水平荷载标准值（kN）应与下列何项数值最为接近？（A）15．9（B）8.0（C）22.2(D)11.1：（B）。按《荷规》5.1.2.2.1）T=(25×9.8+73.5)×0.1/4=8.0kN17．假定吊车为重级工作制时，试问作用在每个车轮处的横向水平荷载标准值应与下列何项数值最为接近？（A）8．0（B）14.0(C)28.0(D)42.0答案：（C）。按《钢规》3.2.2重级吊车应考虑由吊车摆动引起的横向水平力，且与《荷规》规定相比较，择其大者，摆动水平力Hk=0.1×279.7=27.97kN>8.0kN（《荷规》计算的水平力）。18．当吊车工作制为轻、中级或重级时，吊车梁腹板上边缘局部压应力应分别为_______N/mm2(A)81.6、81.6、110.1(B)81.6、85.7、110.1(C)81.6、85.7、121.1(D)85.7、85.7、121.1答案：（D）。按《荷规》3.2.5.2、4.3.1分项系数1.4；动力系数：轻、中级1.05、重级1.1。按《钢规》式（4.1.3-1），Ψ取1.0（轻、中级）、1.35（重级）；式（4.1.3-2）lZ=50+5×18+2×130=400mm轻、中级：бc=1.0×1.05×1.4×279.7×103/12/400=85.7N/mm2≤215N/mm2重级：бc=1.35×1.1×1.4×279.7×103/12/400=121.1N/mm2≤215N/mm219．吊车梁上翼缘板与腹板采用双面角焊缝连接（不需验算疲劳的吊车梁）当对其角焊缝进行强度计算时，试问采用下列何项共同作用？（A）V与P（B）V与P和q（C）V与q（D）P与q答案（B）。按式（7.3.1）角焊缝计算式只有V、P两个因素，q的影响虽已计入V中，P也影响V；P产生腹板上边缘局压应力，q也产生压应力，也应补充计入。有时因q值小，可忽略，但作用是有的。题20-21：某屋盖工程的大跨度主桁架结构使用Q345B钢材，其所有杆件均采用热轧H型钢（非国标）。H型钢的腹板与桁架平面垂直。桁架端节点斜杆轴心拉力设计值N=12700kN。20．桁架端节点采用两侧外贴节点板的高强度螺栓摩擦型连接，如图20所示。螺栓采用10.9级M27高强度螺栓，摩擦面抗滑移系数取0.4。试问顺内力方向每排螺栓数量（个）应与下列何项数值最为接近？（A）26（B）22（C）18（D）16答案：（B）。M27，孔d0=29，预拉力290kN每个单面摩擦高强度螺承载力设计值：=0.9×0.4×290=104.4kN每面每排螺栓数n1=12700/2/4/104.4=15.2排列计算取16，受力计算取15.2（1）l1/d0=90×(16-1)/29=46.6>15折减系数1.1-15×90/150/29=0.79n2=15.2/0.79=19.2取20个排列l1/d0=90×(20-1)/29=59<60折减系数1.1-19×90/150/29=0.707n3=15.2/0.707=21.5取22个。l1/d0=90×(22-1)/29=65>60折减系数0.7，n=15.2/0.7=21.7取22个。（2）由于螺栓较多，暂取折减系数0.7：n2=15.2/0.7=21.7个，按22个排列,l1/d0=90×(22-1)/29=65.2>60，折减系数0.7。21．现将桁架端节点改为采用等强焊对接节点板的连接形式，如图21所示，在斜杆轴心拉力作用下，节点板将沿AB-BC-CD破坏线撕裂。已确定AB=CD=400mm，其拉剪折算系数均取η=0.7，BC=33mm。试问在节点板破坏线上的拉应力设计值（N/mm2）应与下列何项数值最为接近？(A)356.0(B)258.7(C)178.5(D)158.2答案：（C）。节点板t=60mm,f=250N/mm2б=12700×103/2/(400×0.7×2+33)/60=178.5N/mm2<250N/mm2题22-27某厂房的纵向天窗宽8m，高4m，采用彩色压型钢板屋面，冷弯型钢檩条。天窗架、檩条、拉条、撑杆和天窗上弦水平支撑局部布置简图如图22-27（Z）中的（a）；天窗两侧的垂直支撑如图（b）；工程中通常采用的三种形式天窗架的结构简图分别如图（c）(d)（e）。所有构件均采用Q235钢，手工焊接时使用E43型焊条，焊缝质量等级为二级。22．按图C所示之结构及F1、F2数值，RH=_________kN。（A）3.3(B)4.2(C)5.5(D)6.6答案（C）。（1）此结构为三铰桁架，A点的RV，RH合力必通过C点，即方向为AC，其斜度为4：7，在A点按平衡条件，求合力时，RV不应计入F2及B点竖向力F1/2，同时BC中间3个F1由再分式桁架传递，有1.5F1由BA传下，不应计入RV，由AC传来的竖向力为（1.5+0.5）F1的作用：RV=2F1=2×4.8=9.6kN，RH=9.6×4/7=5.5kN。（2）以C点取矩，RH=[4RV-(3+2+1)F1]/7=[4×3.5×4.8-6×4.8]/7=5.5kN。23．在图（C）中，假定杆件AC在各节间最大轴心压力设计值N=12kN。采用╥100×6，A=2386mm2，ix=31mm，iy=43mm试问杆件截面的整体稳定性强度计算数值（N/mm2）与下列何项最为接近？提示：在确定桁架平面外的计算长度时不考虑各节间内力变化的影响。（A）46．2（B）35.0（C）27.8（D）24.9答案（D）。λx=4031/31=130λy=4031×2/43=187.5b类φ=0.20912×103/0.209/2386=24.1N/mm2<215N/mm224．竖杆式天窗架如图（d）所示。在风荷载作用下，假定天窗斜杆（DE、DF）仅承担拉力。试问当风荷载设计值W1=2.5kN时，DF杆的轴心拉力设计值（kN）应与下列何项数值最为接近？（A）8．0（B）9.2（C）11.3（D）12.5答案：（A）。DF斜度为2：2.5，长度为=3.2m，N=2×2.5×3.2/2=8.0kN25.在图（d）中，杆件CD的轴心压力很小（远小于其承载能力的50%），可以长细比选择截面，试问下列何项截面较为经济合理？（A）┘┌45×5，imin=17.2mm（B）┘┌50×5，imin=19.2mm（C）┘┌56×5，imin=21.7mm（B）┘┌70×5，imin=27.3mm答案：B按《钢规》表5.3.8注1，[λ]=200，imin=0.9×4000/200=18mm26.两铰刚架天窗如图（e），斜梁的最大弯矩设计值Mx=30.2kN·m，采用热轧H型钢H200×100×5.5×8，A=2757mm2，Wx=188×103mm3，ix=82.5mm,iy=22.1mm，试问杆件的整体稳定性强度计算数值（N/mm2）与下列何项最为接近？（A）171.3（B）180.6（C）205.9（D）152.3提示：φb按近似方法计算。答案：（C）。在一般情况下，天窗刚架屋面水平支撑中点与檩条有连接，故刚架斜梁的平面外计算长度取2500mm(坡向尺寸)。λy=2500/22.1=113φb=1.07-1132/44000=0.7830.2×106/0.78/0.188/106=205.9N/mm227．在图（e）中立柱的最大弯矩设计值Mx=30.2kN·m，轴心压力设计值N=29.6kN，采用热轧H型钢194×150×6×9，A=3976mm2,Wx=283×103×103，ix=83mm，iy=35.7mm作为压弯构件，试问其在弯矩作用平面外的稳定性强度计算数值（N/mm2）与下列何项最为接近？提示：φb按近似方法计算，取βtx=1（A）171.3（B）180.6（C）205.9（D）151.4答案：（D）。φy=4000/35.7b类φy=0.481φb=1.07-1122/44000=0.78529.6×103/0.481/3976+30.2×106/0.785/283×103=151.4N/mm228．某一主平面内受弯的实腹构件，当构件截面上有螺栓（或铆钉）孔时，下列何项计算要考虑螺栓（或铆钉）引起的截面削弱？（A）构件变形计算（B）整体稳定计算（C）抗弯强度计算（D）抗剪强度计算答案：（C）。变形、整体稳定、抗剪均用毛截面计算，抗弯强度计算用净截面。29．对方形斜腹杆塔架结构，当从结构构造和节省钢材方面综合考虑时，试问下列何种截面形式的竖向分肢杆件不宜采用？答案：（D）。宜两轴截面均衡，不分强轴弱轴。2006年钢结构试题探讨策划2006年试题一改过去一、二道大连锁题格局，主题为吊车梁、大桁架、三种天窗架，实用性强，概括面广，难易繁简结合。对钢结构熟练者，欲在84分钟之内囊括14分亦非易事；接触钢结构较少者，挣个3-5分也不在话下，策划比较成功。采用现行国家标准1．19题吊车梁腹板与上翼缘用角焊缝连接，这仅限于不需验算疲劳的结构。现行《钢规》将疲劳验算界限定为循环不小于5万次（按50年设计使用年限，平均2.7次/日）而《起重机#设计#》GB/T3811-1983所有A4以上吊车工作循环次数均在6.3万次以上，所以中重级吊车梁腹板与上翼缘不应用角焊缝，应坡口焊透。2．题20-21大桁架杆件规格均非国产，与钢号Q345B难于匹配。3．题26-27天窗架所用H型钢均采自GB/T11263-1998，现行标准为GB/T11263-2005，新国标将截面上的圆角减小，性能更优越。26题H型钢各截面特性取自旧国标，而iy又与新国标相同。符号名词1．23、26、27题将稳定性强度计算称为压应力，不符合规范要求，宜称为“整体稳定性强度计算数值”。2、26题“两铰拱式天窗架”宜称为“两铰刚架式天窗架”。题意表达1．题中常有“最接近何值”一语，不如直接用“何值”。例如题示答案，螺栓数为2、3、5、8，计算结果“5.6”如取最接近的“5”不够安全，宜取8。2．18题应明确钢吊车梁钢材牌号，便于与局部压应力比对。3．原19题目称V、P、q为荷载，V是剪力，不是荷载。4．图22-27（a）宜示出隅撑或说明交叉支撑交叉点与檩条连接，以便明确26题斜梁平面外计算长度取2500mm。（c）图原题B点及其对称点竖向荷载1/2F1，应为F1/2。