2019一级注册结构工程师钢结构辅导资料：第二章

　　第二章

　　1、 重型工业厂房的柱子截面形式及应用范围(P53-54)

　　实腹式柱：实腹式等截面柱的构造简单，加工制作费用低，较少单独采用，一般用作阶梯形柱的上柱。只有当厂房高度不超过10m且吊车额定起重量不超过20t时采用。

　　格构式柱：是重型厂房阶形下柱的常见型式。

　　分离式承重柱:厂房高度不大，但吊车额定起重量超过100t，或吊车吨位不大而厂房高度较大(有刚度要求)时，宜采用分离式承重柱。

　　阶梯形柱：阶形柱的上柱截面通常取实腹式等截面焊接工字形或类型(a)。下柱截面类型要依吊车起重量的大小确定：类型(b)常见于吊车起重量较小的边列柱截面;吊车起重量不超过50t的中列柱可选取(c)类截面，否则需做成(d)类截面;显然,截面类型(e)适合于吊车起重量较大的边列柱;特大型厂房的下柱截面可做成(f)类截面。

　　2、 柱间支撑的形式有哪些?如何布置(P56-57)

　　柱间支撑分上层柱间支撑和下层柱间支撑。 上层柱间支撑形式有 十字形、人字形、K形、八字形、V形。下层柱间支撑的形式有 单层十字形、人字形、K形、Y形、单斜杆形、双层十字形、门形、L形、刚架形。

　　作用于厂房山墙上的风荷载、吊车的纵向水平荷载、纵向地震力等均要求厂房具有足够的纵向刚度。

　　当温度区段长度大于150m或抗震设防烈度为8度Ⅲ、Ⅳ类场地和9度时，应当增设一道下层柱间支撑且两道下层柱间支撑的距离不应超过72m。上层柱间支撑除了要在下层柱间支撑布置的柱间设置外，还应当在每个温度区段的两端设置。

　　3、 屋盖支撑有何作用?(P61-63)支撑形式有哪些?如何布置?(P60-62)

　　作用：保证屋盖结构的几何稳定性;保证屋盖的刚度和空间整体性;为弦杆提供适当的侧向支撑点;承担并传递水平荷载;保证结构安装的稳定与方便;

　　屋盖支撑的布置：

　　1)上弦横向水平支撑：端部第一或第二开间。当布置在第二开间时，端屋架需与横向支撑用系杆刚性连接，确保端屋架的稳定和风荷载传递。横向支撑间距大于60m时，中间增设。 屋面为大型屋面板，且屋面板有三点与屋架上弦牢固连接时，可不设。但一般高空作业较难保证，还是设上弦横向支撑，大型屋面板起系杆的作用。有天窗架时，上弦横向支撑仍需布置。

　　2)下弦横向水平支撑：与上弦横向支撑布置在同一开间： 屋架跨度大于18m时;屋架下弦设有悬挂吊车时;抗风柱支承在屋架下弦时;屋架下弦设通长纵向支撑时,宜设屋架下弦横向支撑.

　　3)下弦纵向水平支撑：屋架两边第一节间，与横向支撑形成封闭框。 有振动设备、屋架下弦有吊轨、有托架时;有重级工作制吊车或起重量较大的中轻工作制吊车;房屋跨度较大、空间刚度要求较高时，均需设置下弦纵向水平支撑。

　　4)垂直支撑 ：设有上弦横向支撑的开间内，每隔4～5个开间布置一道。垂直支撑联系屋架上、下弦水平支撑，并和屋架水平支撑一起形成几何不变的屋盖空间结构，是上弦横向水平支撑的支承点，在屋盖安装过程中保证屋盖稳定。

　　4、 屋架结构主要有哪些形式?(P58)如何确定屋架高度?(P60)

　　桁架的外形直接受到它的用途影响。就屋架来说，外形一般分为：三角形、梯形、平行弦三种。桁架的腹杆形式常用：人字式、芬克式、豪式、再分式、交叉式 五种。前四种为单系腹杆，第五种复系腹杆。

　　三角形屋架H。=(1/4—1/6)L;梯形屋架H。=(1/6—1/10)L,但当屋架跨度大时要注意尽可能不超出运输界限。梯形屋架的端部高度H。与中部高度相关连。当为多跨屋架时,H。应取一致,以利屋面构造。我国常将H。取为(1.8—2.1)米等较整齐的数值。当屋架与柱刚接时,应取足够的大小,以便能较好地传递支座弯矩而不使端部弦杆产生过大内力。端部高度的常用范围是 H。 =(1/10—1/16)L。

　　5、 在进行梯形屋架设计时，为什么要考虑半跨荷载作用?(梯形屋架中部某些斜杆可能在全跨荷载时受拉，而半跨荷载时受压，由拉杆变为压杆为不利受力情况之一。)

　　梯形屋架中部某些斜杆可能在全跨荷载时受拉，而半跨荷载时受压，由拉杆变为压杆为不利受力情况之一。活荷载、雪荷载或某些厂房受到的积灰荷载作用在屋盖半边的情况，以及施工过程中由一侧开始安装大型屋面板所产生的情况等。所以内力计算的除了应该按满跨荷载计算外，还要按半跨荷载进行计算，以便找出各个杆可能的最不利内力。

　　6、 屋架在非节点荷载作用下如何计算?杆件局部弯矩如何确定(课件，P70)?

　　7、 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(上册P169)，根据这个原则桁架杆件计算长度如何确定?(上册P170)

　　在桁架平面内，弦杆、支座斜杆及支座竖杆的计算长度取lox=l，l为杆件的节间长度，角标x代表杆件截面垂直于桁架平面的轴，见图5-1。如此取lox的数值是因为支座斜杆、支座竖杆两端所连拉杆甚少，而受压弦杆不仅两端所连拉杆较少且其自身线刚度大，腹杆难于约束它的变形。桁架的中间腹杆在上弦节点处所连拉杆少.该处可视为铰接。在下弦节点所连拉杆较多且受拉下弦杆的线刚度大，该处嵌固作用比较大，根据一般尺寸分析偏于安全地取lox=0.8l。在桁架平面外，计算长度用loy代表。确定loy时.在弦杆保持稳定的条件下，所有腹杆的两端都认为是不动铰。节点板对于腹杆发生屋架平面外的变形(即垂直屋架平面的变形)来说抗弯刚度很小，相当于板铰，所以全部腹杆取loy=l。

　　8、 普通钢屋架端斜杆和一般腹杆在屋架平面内的计算长度和实际长度的关系(上册P170)

　　9.三角形屋架支座处的节点板要传递端节间弦杆的内力，因此，节点板厚度由上弦杆内力 来决定，中间节点板受力小，厚度可比支座节点板减小2mm，杆件间填板厚度与节点板厚度的关系为。

　　10、角钢宜切肢尖不宜切肢背。

　　11、钢屋架杆件尽量选取肢宽壁薄截面，普通梯形钢屋架各杆的合理截面形式是什么?(P74)

　　杆件截面形式及选择截面形式：以双角钢拼成一根构件。选择原则：等稳定 。

　　二不等边角钢短肢相并：计算长度l0y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

　　二等边角钢组合成的十字形截面：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

　　12、双角钢组成的屋架杆件中填板如何设置?(P77-78)

　　由双角钢组成的T形或十字形截面杆件按实腹式杆件进行计算，必须每隔一定距离在两个角钢间加设填板。

　　填板的宽度一般取50～80mm;填板的长度：对T形截面应比角钢肢伸出10～20mm，对十字形截面则从角钢肢尖缩进10～15mm。填板的厚度与桁架节点板相同。

　　填板的间距对压杆l1≤40i1，拉杆l1≤80 i1;在T形截面中，i1为一个角钢对平行于填板自身形心轴的回转半径;在十字形截面中，填板应沿两个方向交错放置，i1为一个角钢的最小回转半径，在压杆的桁架平面外计算长度范围内，至少应设置两块填板。

　　13、吊车梁的截面组成?制动结构有何作用?(P90-91)

　　吊车梁的截面组成分为实腹式和桁架式。其中实腹式又分为加强受压翼缘型和设置制动结构的截面。

　　①加强受压翼缘型：(图a)用于吊车起重能力Q≤30t，跨度l≤6m，工作级别为A1~A5的吊车梁。

　　②设有制动结构的吊车梁：当吊车起重能力Q>30t或跨度l>6m时常在吊车梁的上翼缘设置制动梁(图b)或制动桁架(图c),用于承受横向水平荷载。制动梁:由吊车梁的上翼缘、钢板和槽钢组成，主要承受横向水平荷载，吊车梁则主要承担竖向荷载作用。

　　14、吊车梁需要验算哪些内容，验算部位?(课件，P93-95)

　　①强度验算：作强度和稳定计算时,按两台吊车满载的最大竖向，横向荷载设计值，作竖向挠度计算，采用上述荷载标准值。

　　②整体稳定验算：对设有制动结构的吊车梁不用验算整体稳定，对加强受压翼缘型的吊车梁，验算整体稳定

　　③刚度验算：验算吊车梁的刚度时，应按荷载标准值计算，且不需乘以动力系数。

　　④疲劳验算：计算疲劳和水平挠度，验算时采用一台起重量最大的吊车荷载的标准值。

　　15 如何提高吊车梁疲劳性能?

　　用抗扭性能好的钢轨和防松动的连接把它和吊车梁相连，来减少钢轨偏心和扭转的不利效应。采用焊接长轨，并把钢轨接头设在靠近梁端部的范围内，以减少冲击作用的影响。从吊车梁本身来说，首先是在受压翼缘和腹板之间采用疲劳性能好的对接与角接组合的焊缝，还可以采用加厚上部腹板或在两侧增设斜板的做法。

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