1、建筑钢结构设计试卷 A 卷一 、 填 空 题 （ 每 空 2 分 ， 共 计 20 分 ）1、 门 式 刚 架 轻 型 房 屋 屋 面 坡 度 宜 取 （ ） ， 在 雨 水 较 多 的 地 区 取 其 中 的 较大 值 。2、 在 设 置 柱 间 支 撑 的 开 间 ， 应 同 时 设 置 （ ） ， 以 构 成 几 何 不 变 体 系 。3、 当 端 部 支 撑 设 在 端 部 第 二 个 开 间 时 ， 在 第 一 个 开 间 的 相 应 位 置 应 设 置 （ ） 系 杆 。4、 冷 弯 薄 壁 构 件 设 计 时 ， 为 了 节 省 钢 材 ， 允 许 板 件 （ ） ， 并 利 用
2、 其（ ） 强 度 进 行 设 计 。5、 当 实 腹 式 刚 架 斜 梁 的 下 翼 缘 受 压 时 ， 必 须 在 受 压 翼 缘 两 侧 布 置 （ ）6、 螺 栓 排 列 应 符 合 构 造 要 求 ， 通 常 螺 栓 端 距 不 应 小 于 （ ） 倍 螺 栓 孔 径 ，两 排 螺 栓 之 间 的 最 小 距 离 为 （ ） 倍 螺 栓 直 径 。7、 垂 直 于 屋 面 坡 度 放 置 的 檩 条 ， 按 （ ） 构 件 设 计 计 算 。8、 屋 架 节 点 板 上 ， 腹 杆 与 弦 杆 以 及 腹 杆 与 腹 杆 之 间 的 间 隙 应 不 小 于 （ ） 。二 、 选 择
3、题 （ 每 题 2 分 ， 共 计 20 分 ）1、 梯 形 钢 屋 架 受 压 杆 件 其 合 理 截 面 形 式 ， 应 使 所 选 截 面 尽 量 满 足 （ ） 的 要 求 。(A) 等 稳 定 (B) 等 刚 度 (C) 等 强 度 (D) 计 算 长 度 相 等 2、 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 3、 梯 形 钢 屋 架 节 点 板 的 厚 度 ， 是 根 据
4、 （ ） 来 选 定 的 。(A) 支 座 竖 杆 中 的 内 力 (B) 下 弦 杆 中 的 最 大 内 力 (C) 上 弦 杆 中 的 最 大 内 力 (D) 腹 杆 中 的 最 大 内 力 4、 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 5、 如 轻 型 钢 屋 架 上 弦 杆 的 节 间 距 为 L， 其 平 面 外 计 算 长 度 应 取 ( )。(A) L (
5、B) 0.8L (C) 0.9L (D) 侧 向 支 撑 点 间 距 6、 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 7、 屋 盖 中 设 置 的 刚 性 系 杆 （ ） 。(A) 可 以 受 压 (B) 只 能 受 拉 (C) 可 以 受 弯 (D) 可 以 受 压 和 受 弯 8、 某 房 屋 屋 架 间 距 为 6m， 屋 架 跨 度 为 24m， 柱 顶 高 度 24m。 房 屋 内 无 托 架 ，业 务 较 大 振 动 设 备 ， 且 房 屋 计
6、 算 中 未 考 虑 工 作 空 间 时 ， 可 在 屋 盖 支 撑 中 部 设 置 （ ） 。(A) 上 弦 横 向 支 撑 (B) 下 弦 横 向 支 撑 (C) 纵 向 支 撑 (D) 垂 直 支 撑 9、 梯 形 屋 架 的 端 斜 杆 和 受 较 大 节 间 荷 载 作 用 的 屋 架 上 弦 杆 的 合 理 截 面 形 式 是 两 个（ ） 。(A) 等 肢 角 钢 相 连 (B) 不 等 肢 角 钢 相 连 (C) 不 等 肢 角 钢 长 肢 相 连 (D) 等 肢 角 钢 十 字 相 连 10、 屋 架 设 计 中 ， 积 灰 荷 载 应 与 （ ） 同 时 考 虑 。(A)屋
7、 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 载三 、 问 答 题 （ 共 计 20 分 ）1、 试 述 屋 面 支 撑 的 种 类 及 作 用 。 （ 8 分 ） 2、 试 述 空 间 杆 系 有 限 元 法 的 基 本 假 定 。 （ 6 分 ）3、 举 出 两 种 常 见 的 网 架 结 构 的 基 本 形 式 ， 并 简 述 其 特 点 。 （ 6 分 ）四 、 作 图 题 （ 15 分 ）1、 完 成 下 列 主 次 梁 铰 接 和 刚 接 连 接 。五 、 计 算 题 （ 25 分 ）1
8、、 如 图 所 示 ， 一 梁 柱 刚 接 节 点 ， 钢 材 均 为 Q235， 梁 截 面 尺 寸 如 图 所 示 。 其 翼缘 经 焊 透 的 对 接 焊 缝 与 柱 相 连 （ 焊 接 时 未 用 引 弧 板 ） ， 腹 板 通 过 10.9 及 摩擦 型 高 强 螺 栓 M20 和 角 钢 连 接 于 柱 .计 算 时 可 假 定 翼 缘 焊 缝 与 腹 板 螺 栓 孔 在 同 一截 面 ,该 截 面 弯 矩 与 剪 力 设 计 值 分 别 为 100kNm 和 42kN。 焊 缝 抗 拉 、 抗 压 和抗 弯 强 度 设 计 值 均 为 215kn/mm2,抗 剪 强 度 设 计
9、值 为 125kN/mm2， 螺 栓 预 应 力 为155kN， 抗 滑 移 系 数 为 0.45。（ 1） 试 验 算 翼 缘 焊 缝 的 连 接 是 否 满 足 强 度 要 求（ 2） 试 验 算 腹 板 螺 栓 的 连 接 是 否 满 足 强 度 要 求答案一 、 填 空 题1、 1 201 82、 屋 盖 横 向 支 撑3、 刚 性4、 受 压 屈 曲 ， 屈 曲 后 强 度5、 隅 撑6、 2， 37、 双 向 受 弯8、 20mm二 、 选 择 题1、 A2、 A 3、 D4、 B5、 D6、 C7、 A 8、 C9、 C10、 C三 、 问 答 题1、 试 述 屋 面 支 撑 的
10、 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 弦 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2、 试 述 空 间 杆 系 有 限 元 法 的 基 本 假 定 。答 ： (1)网 架 的 节 点 为 空 间 铰 接 节 点
11、 ， 杆 件 只 承 受 轴 力 ；(2)结 构 材 料 为 完 全 弹 性 ， 在 荷 载 作 用 下 网 架 变 形 很 小 ， 符 合 小 变 形 理 论 。3、 举 出 两 种 常 见 的 网 架 结 构 的 基 本 形 式 ， 并 简 述 其 特 点 。答 ： 平 面 桁 架 系 网 架 ： 此 类 网 架 上 下 弦 杆 长 度 相 等 ， 上 下 弦 杆 与 腹 杆 位 于 同 一 垂 直平 面 内 。 一 般 情 况 下 竖 杆 受 压 ， 斜 杆 受 拉 。 斜 腹 杆 与 弦 杆 夹 角 宜 在 40 60之 间 。四 角 锥 体 系 网 架 ： 四 角 锥 体 系 网 架
12、 是 由 若 干 倒 置 的 四 角 锥 按 一 定 规 律 组 成 。 网架 上 下 弦 平 面 均 为 方 形 网 格 ， 下 弦 节 点 均 在 上 弦 网 格 形 心 的 投 影 线 上 ， 与 上 弦 网 格四 个 节 点 用 斜 腹 杆 相 连 。 通 过 改 变 上 下 弦 的 位 置 、 方 向 ， 并 适 当 地 抽 去 一 些 弦 杆 和腹 杆 ， 可 得 到 各 种 形 式 的 四 角 锥 网 架 。四 、 作 图 题1、 完 成 下 列 梁 柱 铰 接 和 刚 接 连 接梁 柱 铰 接 ：五 、 计 算 题1、 如 图 所 示 ， 一 梁 柱 刚 接 节 点 ， 钢 材
13、 均 为 Q235， 梁 截 面 尺 寸 如 图 所 示 。 其 翼缘 经 焊 透 的 对 接 焊 缝 与 柱 相 连 （ 焊 接 时 未 用 引 弧 板 ） ， 腹 板 通 过 10.9 及 摩 擦型 高 强 螺 栓 M20 和 角 钢 连 接 于 柱 .计 算 时 可 假 定 翼 缘 焊 缝 与 腹 板 螺 栓 孔 在 同 一 截面 ,该 截 面 弯 矩 与 剪 力 设 计 值 分 别 为 100kNm 和 42kN。 焊 缝 抗 拉 、 抗 压 和 抗弯 强 度 设 计 值 均 为 215kn/mm2,抗 剪 强 度 设 计 值 为 125kN/mm2， 螺 栓 预 应 力 为155kN
14、， 抗 滑 移 系 数 为 0.45。（ 1） 试 验 算 翼 缘 焊 缝 的 连 接 是 否 满 足 强 度 要 求（ 2） 试 验 算 腹 板 螺 栓 的 连 接 是 否 满 足 强 度 要 求解 ： （ 1） 翼 缘 焊 缝 及 腹 板 螺 栓 受 力 ：腹 板 分 担 的 弯 距 按 IMw计 算 ， 剪 力 全 部 由 腹 板 承 担 。梁 柱 刚 接 ：梁 截 面 惯 性 矩 ： I=21609cm4梁 腹 板 惯 性 矩 ： Iw=3544cm4梁 腹 板 连 接 处 弯 矩 为 ： Mw=16.4kNm梁 翼 缘 连 接 处 弯 矩 为 ： M1=83.6kNm（ 2） 验 算
15、 翼 缘 焊 缝 强 度翼 缘 分 担 的 弯 矩 由 上 下 两 条 焊 缝 受 拉 或 受 压 来 承 担一 侧 翼 缘 焊 缝 所 承 受 的 轴 力 为 ： N=215.5 kN =94.52N/mm2f=215N/mm2翼 缘 焊 缝 强 度 满 足 要 求 。（ 3） 验 算 腹 板 高 强 螺 栓 强 度10.9 级 ， M20 高 强 螺 栓 ， 预 应 力 P=155kN， 该 高 强 螺 栓 的 抗 滑 移 系 数 =0.45a. 高 强 螺 栓 受 力 V=42kN， M=16.4kNmb. 验 算 高 强 螺 栓 的 强 度扭 矩 产 生 的 螺 栓 中 的 最 大 水 平 剪 力 值 为 ： Nx=54667N剪 力 产 生 的 每 个 螺 栓 的 剪 力 为 ： Ny=10.5kN因 此 一 个 螺 栓 承 受 的 最 大 剪 力 为 55.7kN一 个 高 强 螺 栓 的 抗 剪 承 受 力 ： Nvb =0.9nf P=62.775kN此 处 角 钢 为 单 面 连 接 ， 承 受 能 力 需 乘 系 数 0.85， 所 以 此 处 每 个高 强 螺 栓 实 际 承 载 力 为 62.776x0.85=53.4kN， 略 小 于 单 个 螺 栓所 受 到 的 最 大 剪 力 ， 不 安 全 。
