房屋鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)參考答案

1、房屋鋼結(jié)構(gòu)作業(yè)參考答案第 1 章 輕型鋼結(jié)構(gòu)的范疇、結(jié)構(gòu)種類和布置1. 簡(jiǎn)述單層輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋的結(jié)構(gòu)組成。答： 單層輕型鋼結(jié)構(gòu)房屋一般采用門式剛架、屋架和網(wǎng)架為主要承重結(jié)構(gòu)。其上設(shè)檁條、屋面板（或板檁合為一體的太空輕質(zhì)屋面板），其下設(shè)柱（對(duì)剛架則梁柱合一）、基礎(chǔ)，柱外側(cè)有輕質(zhì)墻架，柱的內(nèi)側(cè)可設(shè)吊車梁。2. 簡(jiǎn)述單層門式剛架結(jié)構(gòu)的適應(yīng)范圍。答： 門式剛架結(jié)構(gòu)通常用于跨度為9-36m，柱距為6-12m，柱高為4.5-9m 的單層工業(yè)房屋或公共建筑（ 超市、娛樂體育設(shè)施、車站候車室、碼頭建筑） 。設(shè)置橋式吊車的起重量不宜大于20t 、屬于中、輕級(jí)工作制的吊車（柱距6m時(shí)不宜大于30t ） ；設(shè)置懸掛

2、吊車時(shí)起重量不宜大于3t 。3. 簡(jiǎn)述屋架結(jié)構(gòu)的適應(yīng)范圍。答： 當(dāng)房屋跨度較大、高度較高或承重柱采用混凝土構(gòu)件時(shí)，宜采用屋架結(jié)構(gòu)。目前大量應(yīng)用的壓型鋼板有檁體系和太空輕質(zhì)大型屋面板無檁體系多采用平坡的輕質(zhì)梯形鋼屋架。4. 簡(jiǎn)述網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的適應(yīng)范圍。答： 當(dāng)房屋跨度較大，其平面尺寸長(zhǎng)短邊之比接近1 或不超過2 時(shí)，宜采用網(wǎng)架結(jié)構(gòu)。5. 門式剛架結(jié)構(gòu)如何分類？答： （ 1）按跨數(shù)分類：有單跨、雙跨和多跨；（ 2）按坡度數(shù)分類：有單坡、雙坡和多坡（ 3）按構(gòu)件體系分類：有實(shí)腹式與格構(gòu)式；（ 4）按截面形式分：有等截面和變截面；（ 5）按結(jié)構(gòu)選材分：有普通型鋼、薄壁型鋼和鋼管。6. 簡(jiǎn)述門式剛架結(jié)構(gòu)的梁

3、柱構(gòu)件截面型式及連接方法。答： 截面實(shí)腹式剛架構(gòu)件的截面一般為工字形（或稱H形） ；格構(gòu)式剛架的截面為矩形或三角形。門式剛架的橫梁與柱為剛接，柱腳與基礎(chǔ)宜采用鉸接；當(dāng)水平荷載較大，檐口標(biāo)高較高或剛度要求較高時(shí)，柱腳與基礎(chǔ)可采用剛接。變截面與等截面相比，前者可以適應(yīng)彎距變化，節(jié)約材料，但在構(gòu)造連接及加工制造方面，不如等截面方便，故當(dāng)剛架跨度較大或房屋較高時(shí)才設(shè)計(jì)變截面。7. 簡(jiǎn)述門式剛架的幾何尺寸：剛架的跨度、剛架的計(jì)算高度、剛架屋面的坡度。答： （ 1）剛架的跨度：取橫向剛架柱軸線間的距離L（柱軸線為通過變截面小端的中心線），宜為 9-36m。邊柱寬度不等時(shí)，應(yīng)外側(cè)對(duì)齊。（ 2）剛架的計(jì)算高度

4、：取橫梁縱軸線與框架柱縱軸線的交點(diǎn)至柱腳底面處的距離。一般宜為4.5-9m, 必要時(shí)可適當(dāng)加大。（框架梁的軸線，取通過變截面梁?jiǎn)卧凶钚《私孛嬷行奶幤叫杏诳蚣芰荷弦砭壍目v向軸線）。（ 3）剛架屋面的坡度：在1/8-1/20 間（長(zhǎng)尺寸壓型金屬屋面板或卷材屋面）及1/4-1/6 間（短尺寸壓型金屬板屋面或石棉瓦屋面）。挑檐長(zhǎng)度宜為0.5-1.2m, 其上翼緣坡度取與剛架斜梁坡度相同。8. 簡(jiǎn)述在結(jié)構(gòu)布置時(shí)，如何確定門式剛架的間距？答： 剛架的合理間距（柱距）應(yīng)綜合考慮使用要求、剛架跨度、檁條的合理跨度及荷載條件確定。一般宜為6m，亦可采用7.5m 或 9m，最大可采用12m；門式剛架跨度較小時(shí)，

5、也可采用4.5m。有時(shí)，為小柱距布置支撐的方便，亦可在大柱距中插入個(gè)別小柱距，如12m+6m的混合柱距。在建筑物山墻處，一般仍設(shè)置端剛架，也可用山墻橫向墻架柱并增設(shè)壓頂斜梁以代替端剛架，以簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)布置并降低用鋼量。9. 簡(jiǎn)述門式剛架輕型房屋的構(gòu)件和圍護(hù)結(jié)構(gòu)設(shè)置溫度伸縮縫的條件和做法。答： 門式剛架輕型房屋的構(gòu)件和圍護(hù)結(jié)構(gòu)溫度伸縮縫區(qū)段規(guī)定為：縱向不大于300m；橫向不大于150m。超過規(guī)定則需設(shè)伸縮縫。伸縮縫有兩種做法：（ A）設(shè)置雙柱；（ B）在檁條相連的螺栓處采用長(zhǎng)圓孔，并使該處屋面板在構(gòu)造上允許漲縮。10. 簡(jiǎn)述門式剛架輕型房屋的柱間支撐、屋蓋橫向支撐和系桿的布置原則。答： 在房屋（或每

6、個(gè)溫度區(qū)段或分期建設(shè)區(qū)段）的端部第一或第二個(gè)開間，設(shè)置柱間支撐；柱間支撐的間距一般取30-45m，當(dāng)房屋較長(zhǎng)時(shí)，應(yīng)在中部增設(shè)柱間支撐；當(dāng)房屋寬度大于60m時(shí)，內(nèi)列柱宜適當(dāng)設(shè)置柱間支撐；當(dāng)房屋高度較大時(shí)，柱間支撐應(yīng)分層設(shè)置。在設(shè)置柱間支撐的開間，應(yīng)同時(shí)設(shè)置屋蓋橫向支撐（沿剛架橫梁上表面）。在邊柱柱頂、屋脊、及多跨剛架的中柱柱頂，應(yīng)沿房屋全長(zhǎng)設(shè)置剛性系桿；若端部支撐設(shè)在端部第二開間，在第一開間的相應(yīng)位置應(yīng)設(shè)置剛性系桿。第 2 章 門式剛架設(shè)計(jì)1. 簡(jiǎn)述門式剛架柱頂側(cè)移的限值及不滿足時(shí)的措施。答： 門式剛架柱頂側(cè)移的限值為不超過柱高度的1/60 。不滿足時(shí)，可采用下列措施之一：（ 1）加大柱或梁截面

7、；（ 2）改鉸接柱腳為剛接柱腳；（ 3）把多跨剛架中的個(gè)別搖擺柱改為上端與梁剛接。2. 簡(jiǎn)述工字形截面梁、柱板件的寬厚比限值和利用屈曲后強(qiáng)度的意義。答： 工字形截面（采用三塊板焊成）受彎構(gòu)件中腹板以受剪為主，翼緣以抗彎為主。增大腹板的高度，可使翼緣的抗彎能力發(fā)揮更為充分。然而，在增大腹板高度的同時(shí)如果隨它的厚度增大，則腹板耗鋼量過多，也不經(jīng)濟(jì)。因而，充分利用板件屈曲后的強(qiáng)度是比較合理的。（ 1）梁、柱板件的寬厚比限值（圖2-1 ）2-1 梁、柱截面尺寸腹板：3. 簡(jiǎn)述門式剛架斜梁腹板橫向加勁肋的設(shè)置位置。答： 梁腹板應(yīng)在與中柱連接處、較大固定集中荷載處和梁翼緣轉(zhuǎn)折處設(shè)置橫向加勁肋；其他部位是否

8、設(shè)置中間加勁肋，由計(jì)算確定；但規(guī)程規(guī)定，當(dāng)利用腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度時(shí)，梁腹板橫向加勁肋的間距 a 宜取hw 2hw。4. 簡(jiǎn)述門剛架斜梁截面設(shè)計(jì)要點(diǎn)。答： 當(dāng)斜梁坡度不超過1 ： 5 時(shí)，因軸力很小可按壓彎構(gòu)件計(jì)算其強(qiáng)度和剛架平面外的穩(wěn)定，不計(jì)算平面內(nèi)的穩(wěn)定。實(shí)腹式剛架斜梁的平面外計(jì)算長(zhǎng)度，取側(cè)向支撐點(diǎn)的間距。當(dāng)斜梁兩翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離不等時(shí)，應(yīng)取最大受壓翼緣側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離。斜梁不需要計(jì)算整體穩(wěn)定性的側(cè)向支撐點(diǎn)間最大長(zhǎng)度，可取斜梁下翼緣寬度的16 235/ fy 倍。5. 簡(jiǎn)述隅撐的設(shè)置要點(diǎn)。答： 腹式剛架斜梁的下翼緣受壓時(shí)，必須在受壓翼緣兩側(cè)布置隅撐（山墻處剛架僅布置在一側(cè)）作為斜梁的

9、側(cè)向支撐，隅撐的另一端連接在檁條上，見圖2-2 。隅撐間距不應(yīng)大于所撐梁受壓翼緣寬度的16 235/ f y 倍。6. 門式剛架斜梁與柱的連接常用那些形式？如何確定端板厚度？答： 門式剛架斜梁與柱的剛接連接，一般采用高強(qiáng)度螺栓- 端板連接。具體構(gòu)造有端板豎放、端板斜放和端板平放三種形式。端板的厚度t 可根據(jù)支撐條件按公式計(jì)算，但不應(yīng)小于16mm，和梁端板連接的柱翼緣部分應(yīng)與端板等厚度。7. 設(shè)計(jì)題剛架柱設(shè)計(jì)圖 2-3 所示單跨門式剛架，柱為楔形柱，梁為等截面梁，截面尺寸及剛架幾何尺寸如圖所示，材料為Q235B.F。已知楔形柱大頭截面的內(nèi)力：M1=198.3KN.m， N1=64.5kN， V1

10、=27.3kN；柱小頭截面內(nèi)力：N0=85.8kN， V0 =31.6kN。試驗(yàn)算該剛架柱的整體穩(wěn)定是否滿足設(shè)計(jì)要求。5圖 2-3 剛架幾何尺寸及梁柱截面尺寸（ a）剛架幾何尺寸；（ b）梁、柱大頭截面尺寸；（ c）柱小頭截面尺寸 解 ： （ 1）計(jì)算截面幾何特性：剛架梁及楔形柱大頭、小頭截面的毛截面幾何特性計(jì)算結(jié)果見表1-3剛架梁、柱毛截面幾何特性表 1-3構(gòu)件名 稱截面A (mm2)Ix( × 10 4mm4)Iy ( × 104mm4)Wx(× 103mm3)ix mmiy mm剛架梁2-268004037510681311243.139.6剛架柱1-168

11、004037510681311243.139.60-048807733106752.25125.946.82）楔形柱腹板的有效寬度計(jì)算 大頭截面：腹板邊緣的最大應(yīng)力198.3 106 300440375 10 4364.5 10156.8N /mm2680063198.3 106 3400 64.5 10137.9N / mm240375 1046800腹板邊緣正應(yīng)力比值2137.90.8791156.8腹板在正應(yīng)力作用下的凸曲系數(shù)1612 0.112 12116=211 0.879 2 0.112 1 0.879 2 1 0.879與板件受彎、受壓有關(guān)的系數(shù)hw / tw28.1 k 235

12、/( R 1)600/ 60.66 0.828.121235/(1.087 156.8)大頭截面腹板全部有效。小頭截面：7腹板壓應(yīng)力N0 0A185800 17.6N / mm24880楔形柱的計(jì)算長(zhǎng)度柱的線剛度梁的線剛度1,16220 24.02 80/628.14235 /(1.087 17.6)0.24 0. 8,=1, 故小頭截面腹板全截面有效。K1K24I e1 40375 1054797h73684Ib040375 10170652 s 2 1 11829.6K2/K 1=17065/54797=0.31I c0I c147733 10440.1940735 104查表得柱的計(jì)算長(zhǎng)

13、度系數(shù)=1.22柱平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度loxh=1.22 × 7368=8986mm柱平面外的計(jì)算長(zhǎng)度根據(jù)柱間支撐的布置情況取其幾何高度的一半loy 3684mm楔形柱的強(qiáng)度計(jì)算柱腹板上不設(shè)加勁肋，k =5.34, 偏于安全地按最大寬度計(jì)算hw / tw37 k 235/ fy600/61.17375.34腹板屈曲后抗剪強(qiáng)度設(shè)計(jì)值2fv1 0.64( w 0.8)fv1 0.64 (1.17 0.8) 125 95.4N /mm柱腹板抗剪承載力設(shè)計(jì)值3Vdhwtwfv600 6 95.4 10 3 343.4kNV1=27.3kN0.5V dN661.311 1063MeN M e1 N

14、We1 / Ae1 1.311 106 215 106 64.5.103e e e e6800=269.4kN.mM=198.3kN.mM eN柱大頭截面強(qiáng)度無問題，小頭截面積雖小，但彎矩為零，強(qiáng)度也無問題。l oxix楔形柱平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算898671.4125.9查 GB 50017 規(guī)范附表得x 0.743等效彎矩系數(shù)N Exo2EAe01.1 x2mx 1.02 2.06 105 488021.1 71.41769kNN0mxM 1x Ae01 (N0/NEx0) x385.8 100.743 48806198.3 10685.81.0.743 1.311 10176923.5 156.

15、9 180.6N /mm2 f=215N/mm2楔形柱平面外穩(wěn)定計(jì)算需 要 對(duì) 柱 上 、 下 段 分 別 計(jì) 算 。 假 定 分 段 處 的 內(nèi) 力 為 大 頭 和 小 頭 截 面 的 平 均 值 ， 即 M=99.15kN.m，N=75.15kN,A=5840mm2,I腹 板 高 度 也 是 大 小 頭 的 平 均 值 440mm,可 以 算 得 分 段 處 截 面 幾 何 特 性 ： y=1067 104mm4, iy 42.7mm和 Wx=891 103mm3。下面計(jì)算上段的平面外穩(wěn)定性，此段的小頭在分段處l0yi y0368486.342.7查 GB 50017規(guī)范得y 0.646i

16、 y02003 8121/250.5mm3684 91.950.5y0t0 2 2354.491.9h01.26091.9 84.4 4564320 5840 4562891000422.44(200 8 246.4 6/3)柱的楔率=d1/d 0-1=616/456-1=0.35, 不大于 0.268h/d 0及 6.0s 1 0.023lAhf01 0.023 0.353628040 4856 1.26w 1 0.00358 l /iy0 1 0.00358 0.353684/ 50.5 1.01y0 s 1.26 i yo梁整體穩(wěn)定系數(shù)4320 A0h0 b2y 0 Wx 00.61.0

17、1b 修正后 b 1.07 0.282 0.952.44等效彎矩系數(shù)因上柱段兩端彎曲應(yīng)力相差不多，取t =1.0N0 tM175.15 103198.3 106yAe0bWe10.646 5840 0.95 1.311 106=19.9+159.2=179.1N/mm 2 f=215N/mm2下段柱也滿足要求，這里從略。第 3 章 壓型鋼板設(shè)計(jì)1. 簡(jiǎn)述壓型剛板的組成材料及適應(yīng)范圍。答： （ 1）壓型鋼板是以冷軋薄鋼板（厚度一般為0.4-1.6mm ）板基，經(jīng)鍍鋅或鍍鋅后覆涂彩色涂層，再冷加工輥壓成型的波型板材，具有承載和防大氣腐蝕的能力。壓型鋼板按表面處理方法分類適用情況鍍鋅鋼板僅適用于組合

18、樓板。彩色鍍鋅鋼板目前工程中應(yīng)用最多的屋面板和墻面板。彩色鍍鋁鋅鋼板澳大利亞、韓國廠商推出的屋面板和墻面 板，結(jié)合了鋅的抗腐蝕性和鋁的延展性。（ 2）壓型鋼板按表面處理方法可分為三種：2. 壓型鋼板的常用的截面形式是什么？板型如何表表示？按波高如何分類？答： （ 1）壓型鋼板的常用的截面形式為波型。（ 2）壓型鋼板板型表示方法為：YX波高- 波距 - 有效覆蓋寬度，板厚另外注明。（ 3）壓型鋼板按波高可分為：高波板波高大于70mm，適用于重載屋面板；中波板波高30-70mm，適用于樓蓋板及一般屋面板；低波板波高小于30mm，適用于墻面板。3. 設(shè)計(jì)壓型鋼板要考慮的荷載一般有哪些？答： （ 1）

19、永久荷載：當(dāng)屋面板為單層壓型鋼板構(gòu)造時(shí)，永久荷載僅為壓型鋼板的自重；當(dāng)為雙層壓型鋼板構(gòu)造時(shí)（中間設(shè)置玻璃棉保溫層），作用在板底（下層壓型鋼板）上的永久荷載除其自重外，還需要考慮保溫材料和龍骨的重量。（ 2）可變荷載：除需與剛架荷載計(jì)算類似，要考慮屋面活荷載或雪荷載、積灰荷載外，還需要考慮施工檢修集中荷載，一般取1.0Kn，當(dāng)施工檢修集中荷載大于1.0Kn，應(yīng)按實(shí)際情況取用。當(dāng)按單槽口截面受彎構(gòu)件設(shè)計(jì)屋面板時(shí)，需要按下列方法將作用在一個(gè)波距上的集中荷載折算成板寬方向上的線荷載（圖3-1 ） 。7圖 3-1 折算線荷載F qre bpi式中bre 壓型鋼板的波距；F 集中荷載； qre 折算線荷載

20、； 折算系數(shù)，由實(shí)驗(yàn)確定。無實(shí)驗(yàn)依據(jù)時(shí)，可取0.5。3. 3）風(fēng)荷載：屋面板和墻板的風(fēng)荷載體型系數(shù)，應(yīng)按門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程CECS102：2002 采用。4. 壓型鋼板的撓度與跨度之比的限值為多少？GB 50018 規(guī)范不應(yīng)超過下列限值：1250答： 壓型鋼板的撓度與跨度之比，按（ a）屋面板屋面坡度< 1 時(shí)20屋面坡度1 時(shí)120200（ b）墻板1150規(guī)程則對(duì)屋面板和墻板分別規(guī)定為1/150 和 1/100 。5. 壓型鋼板長(zhǎng)度方向的搭接的構(gòu)造要求有哪些？答： 壓型鋼板長(zhǎng)度方向的搭接端必須與支撐構(gòu)件（如檁條、墻梁等）有可靠的連接，搭接部位應(yīng)設(shè)置防水密封膠帶，搭接長(zhǎng)度不

21、宜小于下列限值：波高大于或等于70mm的屋面板：350mm波高小于70mm的屋面板當(dāng)屋面坡度1 10時(shí)：250mm當(dāng)屋面坡度1 10時(shí)：200mm墻面板120mm6. 屋面壓型鋼板側(cè)向連接的構(gòu)造要求有哪些？答： 屋面壓型鋼板側(cè)向可采用搭接式、扣合式、咬合式等不同連接方式。當(dāng)采用搭接式時(shí)，一般搭接一波，特殊要求時(shí)可搭接兩波。搭接處用連接件緊固，連接件應(yīng)設(shè)置在波峰上，連接件宜采用帶有防水密封膠墊的自攻螺栓。對(duì)于高波壓型鋼板，連接件間距一般為700-800mm；對(duì)于低波壓型鋼板，連接件間距一般為300-400mm。當(dāng)采用扣合式或咬合式時(shí)，應(yīng)在檁條設(shè)置與壓型鋼板波型相配套的專用固定支座，固定支座與檁條

22、采用自攻螺栓或射釘連接，壓型鋼板擱置在固定支座上。兩片壓型鋼板的的側(cè)邊應(yīng)確?？酆匣蛞Ш线B接可靠。7. 墻面壓型剛板之間的側(cè)向連接構(gòu)造要求有哪些？答： 墻面壓型剛板之間的側(cè)向連接宜采用搭接連接，通常搭接一個(gè)波峰，板和板的連接可設(shè)在波峰，亦可設(shè)在波谷。連接件應(yīng)采用帶有防水密封膠墊的自攻螺栓或射釘。自攻螺釘直徑d 為 3.0 8.0 mm，板上孔徑d00.7d 2tt且 d0 0.9d ， tt為被連接板總厚度（mm） 。第 4 章 檁條設(shè)計(jì)1. 檁條的常用截面形式有哪些?通常如何選型。答： 分為實(shí)腹式和格構(gòu)式兩種。當(dāng)檁條跨度（柱距）不超過9m時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用實(shí)腹式檁條。當(dāng)屋面荷載較大或檁條跨度大于9

23、m時(shí)，宜選用格構(gòu)式檁條。格構(gòu)式檁條的構(gòu)造和支座相對(duì)復(fù)雜，側(cè)向剛度較低，但用鋼量較少。（ 1 ）實(shí)腹式檁條截面（圖4-1 ）圖 4-1 實(shí)腹式檁條的截面形式圖4-1 （a）為熱軋槽鋼截面：因板件較厚，用鋼量較大，目前已不在工程中采用。圖4-1 （b）為高頻焊接H型鋼截面，具有腹板薄、抗彎剛度好、梁主軸方向的慣性矩比較接近等特點(diǎn) ， 適 應(yīng) 于 檁 條 跨 度 較 大 的 場(chǎng) 合 ， 但 與 剛 架 斜 梁 的 連 接 較 復(fù) 雜 。 高 頻 焊 接 H型 鋼 截 面 規(guī) 格h b tw tf 。圖 4-1 （c） 、 （ d） 、 （ e）冷彎薄壁型鋼截面：在工程中應(yīng)用普遍。卷邊槽鋼（C形鋼）檁

24、條適用于屋面坡度i 1 3的情況；直卷邊Z形和斜卷邊Z形檁條適用于屋面坡度i 1 3的情況；斜卷邊Z形檁條存放時(shí)還可疊層堆放，占地少。冷彎薄壁型鋼截面規(guī)格為h b a t （圖 4.1-2） 。圖 4-2 冷彎薄壁型鋼截面參數(shù)實(shí)腹式檁條的截面高度h，一般取跨度的1/35 1/50 ，截面寬度b，由根據(jù)截面高度h 所選的型鋼規(guī)格確定。2. 簡(jiǎn)述檁條的拉條和撐桿的布置原則。答： （ 1）拉條：檁條跨度大于4m時(shí)，應(yīng)在檁條跨中位置布置拉條；當(dāng)檁條跨度大于6m時(shí)，應(yīng)在檁條跨度三分點(diǎn)處各布置一道拉條。拉條通常用圓鋼做成，直徑不宜小于10mm。 （圖4-3）（ 2）撐桿和斜拉條：由qx的方向來確定設(shè)在屋檐

25、處還是屋脊處。當(dāng)檁條用卷邊槽鋼，qx指向下方時(shí)，設(shè)在屋脊處；當(dāng)檁條用為Z 型，qx 指向上方時(shí)，設(shè)在屋檐處。風(fēng)荷載大的地區(qū)或是在屋檐處和屋脊處都設(shè)置撐桿和斜拉條，或是把橫拉條和斜拉條都做成剛性桿。撐桿的長(zhǎng)細(xì)比按壓桿要求，可采用鋼管、方管或角鋼做成。也可采用鋼管內(nèi)設(shè)拉條的做法。（圖 4-3 ）檁條的拉條和撐桿布置圖 4-33. 用圖表示檁條與拉條和撐桿的連接。答： 檁條與拉條和撐桿的連接如圖4-4 。圖 4-4 檁條與拉條和撐桿的連接4. 簡(jiǎn)述實(shí)腹式檁條與剛架的連接。答：實(shí)腹式檁條可通過角鋼檁托與剛架斜梁連接（圖4-5a ） ，以阻止檁條在端部截面的扭轉(zhuǎn)。檁條與檁托的連接螺栓應(yīng)不少于2 個(gè)，并沿

26、檁條高度方向布置。當(dāng)檁條高度小于120mm，排列2 個(gè)螺栓有困難時(shí)也可改為沿檁條長(zhǎng)度方向布置。螺栓直徑根據(jù)檁條截面大小，取M12-M16。當(dāng)屋面坡度與屋面荷載較小時(shí)，也可用鋼板直接焊于剛架斜梁上作為檁托（圖4-5b ） 。圖 4.5-3 檁條與剛架的連接5. 設(shè)計(jì)題 簡(jiǎn)支卷邊槽形冷彎薄壁型鋼檁條設(shè)計(jì)。1. 設(shè)計(jì)資料封閉式建筑，屋面材料為壓型鋼板，屋面坡度1/10 （條；水平檁條71.51.50m。鋼材Q235。2. 荷載標(biāo)準(zhǔn)值（對(duì)水平投影） 永久荷載壓型鋼板（二層含保溫）0.30檁條（包括拉條）0.050 ） ，檁條跨度6m。于2/l處設(shè)一道拉0.35kN/m2 可 變 荷 載 標(biāo) 準(zhǔn) 值 ：

27、 屋 面 均 布 活 載 0.30kN/m2， 雪 荷 載 0.35kN/m2， 計(jì) 算 時(shí) 取 兩 者 的 較 大 值 0.35kN/m 2。基本風(fēng)壓w0=0.55kN/m2。風(fēng)荷載高度變化系數(shù)取z 1.0，風(fēng)荷載體型系數(shù)取邊緣帶s 1.4 (吸力) 。3. 內(nèi)力計(jì)算永久荷載與屋面活載組合檁條線荷載：pk (0.35 0.35) 1.5 1.05kN / mp (1.2 0.35 1.4 0.35) 1.5 1.365kN / mpxpsin5.710 0.136kN/mpypcos5.710 1.358kN / m彎矩設(shè)計(jì)值：Mxpyl2/8 1.358 62 /8 6.11kN mM y

28、pxl 2/32 0.136 62/32 0.15kN m 永久荷載與風(fēng)荷載吸力組合風(fēng)荷載高度變化系數(shù)取z 1.0，風(fēng)荷載體型系數(shù)取邊緣帶s1.4(吸力)。垂直屋面的風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值：wk s zw01.4 1.0 0.550.77kN / m2檁條線荷載px0.35 1.5 sin5.710 0.052kN / mpy 1.4 0.77 1.5 0.35 1.5 cos5.710 1.095kN/m彎矩設(shè)計(jì)值Mxpyl2/8 1.095 62/8 4.93kN mM ypxl 2/32 0.052 62/32 0.06kN m4. 初估截面9截面高度：h ( 11 )35 50查冷彎薄壁槽型鋼規(guī)

29、格：選用6000 60003550(172 120)mmC160 60 20 2.5#A 7.48cm2， Wx 36.02cm3， Wy max 19.47cm3， Wy min8.66cm3Ix 288.13cm4， I y 35.96cm4， It 0.1559cm4， Iw 1887.71cm6 ix 6.21cm， iy 2.19cm， e0 4.45cm， a e0 x0 b/ 2 5.60mm(取負(fù)值) 有效截面計(jì)算h b 160 60 2.67 3.0， b t 60 2.5 24 31 205 31且 a t 20 2.5 8 7.2故檁條全截面有效?？缰薪孛嬗锌锥?。統(tǒng)一考慮

30、0.9 的折減系數(shù)，則有效凈截面抵抗矩為：3Wenx 0.9 36.02 32.42cm33WenymaxWenymin0.9 19.47 17.52cm330.9 8.66 7.79cm35. 強(qiáng)度計(jì)算 屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，按公式計(jì)算、點(diǎn)的強(qiáng)度為：1 Mx MyWenxWenymaxMxWenxMyWenymin66.11 10332.42 1036362.1412 110070.7159 10330.15 1063197.1N / mm2 205N / mm217.52 1036169.2N / mm 205N / mm6. 穩(wěn)定性計(jì)算屋面能阻止檁條側(cè)向失穩(wěn)和扭轉(zhuǎn)，在風(fēng)吸力作用下

31、應(yīng)按公式計(jì)算檁條的穩(wěn)定性。受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) b 按公式計(jì)算。查表 11.35，20.14，b 0.52 422Iaw/ h 0.21560I.t14 b(l 52.604)/116887.07.10980.156 0.1559 0.5 6002hIyIy (h)1635.9635.96(16)1.058y 300/ 2.19 136.99b 432yW0Axh 1 (2)(235)fy4320 7.48 162136.992 36.021.35 ( 0.0982 1.058 0.098) 0.966 0.7則 b 1.091 0.274 1.091 0.274 0.807不計(jì)孔洞削弱，由

32、公式計(jì)算的穩(wěn)定性為6Mx My 4.93 103bWexWey0.807 36.02 10計(jì)算表明由永久荷載與屋面活載組合控制。7. 撓度計(jì)算按公式計(jì)算的撓度為60.06 1038.66 103176.5N /mm 197.1N /mmvy51.05 cos5.710 600043429.7mm l / 200 30mm8. 構(gòu)造要求x 600/6.21 97，y 300/ 2.19 137 200故此檁條在平面內(nèi)、外均滿足要求。第 5 章 墻架、支撐設(shè)計(jì)1. 簡(jiǎn)述墻架的組成與布置。答： 墻架由墻梁、拉條、窗鑲邊構(gòu)件、墻架柱、抗風(fēng)桁架等構(gòu)成（圖5-1 ） 。柱距 6m柱距 12m5-1 輕型縱

33、墻墻架柱距大于12m171-廠房柱；2-墻架柱；3-墻梁； 4-鑲邊構(gòu)件；5-抗風(fēng)桁架2. 簡(jiǎn)述墻架構(gòu)件常用的截面形式。答： 墻梁一般采用帶卷邊的冷彎薄壁槽形鋼（C形鋼）或Z形鋼。當(dāng)跨度超過6m時(shí)宜采用高頻焊接輕型 H 型鋼。墻架柱應(yīng)采用高頻焊接輕型H 型鋼。當(dāng)柱距較大且柱高較高時(shí)宜采用熱軋H型鋼。3. 簡(jiǎn)述支撐常用的截面形式。答： 交叉支撐和柔性系桿可按拉桿設(shè)計(jì)，可采用單角鋼，對(duì)門式剛架可采用圓鋼；T 形截面或十字形截面，非交叉支撐中的受壓桿件及剛性系桿按壓桿設(shè)計(jì)；壓桿宜采用雙角鋼組成的剛性系桿也可采用圓管截面。第 6 章 鋼屋架設(shè)計(jì)1. 簡(jiǎn)述鋼屋架的結(jié)構(gòu)形式及應(yīng)用。答： 屋架結(jié)構(gòu)形式主要取

34、決于所采取的屋面材料和房屋的使用要求。過去主要采用石棉水泥瓦, ，尺寸較小，坡度為1 3 1 2.5，屋架主要以三角形屋架、三鉸拱屋架為主。隨著壓型鋼板和太空輕質(zhì)大型屋面板的開發(fā)和應(yīng)用，又形成了配合這兩種輕型屋面材料的平坡梯形鋼屋架。梯形屋架屬平坡屋架。屋架跨度一般為15-30m，柱距6-12m，通常以鉸接支承于混凝土柱頂。梯形鋼屋架的上弦坡度宜為.1 8 1 20, 多數(shù)取1 10。屋架的跨度由使用和工藝方面的要求決定。屋架的高度，從經(jīng)濟(jì)和剛度的要求來看，對(duì)三角形屋架最好是跨度的1/6 至 1/4 ；對(duì)梯形屋架最好是1/10 至 1/6 。從運(yùn)輸條件來看，一般不應(yīng)超過3.85m。梯形屋架端部

35、高度，常取1.8-2.1m 。2. 鋼屋蓋支撐有哪些？其各自布置的原則是什么？答： （ 1）上弦橫向水平支撐在有檁體系或無檁體系的屋蓋中，都應(yīng)設(shè)置屋架上弦橫向水平支撐，當(dāng)有天窗架時(shí)，天窗架上弦也應(yīng)設(shè)置橫向水平支撐。上弦橫向水平支撐應(yīng)布置在房屋（或溫度區(qū)段）兩端第一開間或第二開間。當(dāng)布置在第二開間時(shí)，必須用剛性系桿將端屋架與橫向支撐節(jié)點(diǎn)牢固連接。橫向水平支撐的間距不宜超過60m.，當(dāng)房屋較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)在房屋中間增設(shè)支撐。（ 2）下弦橫向水平支撐一般情況下應(yīng)該設(shè)置下弦橫向水平支撐。只是當(dāng)跨度不超過18m且沒有懸掛式吊車，或雖有懸掛式吊車但起重噸位不大，房屋內(nèi)也沒有較大的振動(dòng)設(shè)備時(shí)，可不設(shè)下弦橫向水平支撐

36、。下弦橫向水平支撐與上弦橫向水平支撐設(shè)在同一柱間，以形成空間穩(wěn)定體。（ 3）下弦縱向水平支撐當(dāng)房屋內(nèi)設(shè)有托架，或有較大噸位的重級(jí)、中級(jí)工作制的橋式吊車，或下弦設(shè)有懸掛式吊車，或有大型振動(dòng)設(shè)備，以及房屋較高，跨度較大，空間剛度要求高時(shí)，均應(yīng)在屋架下弦端節(jié)間設(shè)置縱向水平支撐。（ 4）垂直支撐所有房屋均應(yīng)設(shè)置垂直支撐。設(shè)計(jì)幾道與屋架的形式和跨度有關(guān)。沿房屋的縱向，屋架的垂直支撐與上、下弦橫向水平支撐布置在同一柱間。（ 5）系桿沒有參與組成空間穩(wěn)定體的屋架，其上下弦的側(cè)向支承點(diǎn)由系桿來充當(dāng)，系桿端部最終連接于垂直支撐或上下弦橫向水平的節(jié)點(diǎn)上。能承受拉力也能承受壓力的系桿，截面要大一些，叫剛性系桿；只能

37、承受拉力的，叫柔性系桿。上弦平面，大型屋面板的肋可起系桿作用，此時(shí)一般只在屋脊及兩端設(shè)三道系桿。當(dāng)采用檁條時(shí)，檁條可代替系桿。下弦平面內(nèi)，在跨中或跨中附近設(shè)置一或兩道系桿，此外，在兩端設(shè)置系桿。系桿的布置原則：在垂直支撐的平面內(nèi)一般設(shè)置上下弦系桿；屋脊節(jié)點(diǎn)及主要支承節(jié)點(diǎn)處需設(shè)置剛性系桿，天窗側(cè)柱處及下弦跨中或跨中附近設(shè)置柔性系桿；當(dāng)屋架橫向支撐設(shè)在端部第二柱間時(shí)，則第一柱間所有系桿均應(yīng)為剛性系桿。3. 設(shè)計(jì)題試設(shè)計(jì)如圖所示懸挑在鋼筋混凝土墻上的鋼桁架（ 僅 B 點(diǎn)平面外有側(cè)向支撐點(diǎn)） ，圖中集中荷載設(shè)計(jì)值P=50kN，采用雙角鋼節(jié)點(diǎn)板連接型式，鋼材Q235，手工焊，焊條E43型。要求：1 計(jì)算

38、各桿件的幾何長(zhǎng)度；2計(jì)算各桿件的設(shè)計(jì)內(nèi)力及支座反力（忽略自重產(chǎn)生的內(nèi)力）；解： 1. 桿件的幾何長(zhǎng)度計(jì)算：EF 1500AD 450011EF AD 1500 500mm33BC 2 AD 2 1500 1000mm33CE0.5 1.51.581m 1581mmDB 12 1.521.803m 1803mmAB0.52 1.52 1.581m 1581mmBE EG 1581mm各桿件的幾何長(zhǎng)度如圖1 。圖 1 桿件的幾何長(zhǎng)度（mm）2 . 支座反力和桿件內(nèi)力計(jì)算 支座反力：M a 01.5X d 4.5P Xd 3P 3 50 150kNX 0XA 150kNY 0YA 50kN 桿件內(nèi)力

39、如圖2。2 支座反力和桿件內(nèi)力圖（kN）第 7 章 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)1. 簡(jiǎn)述網(wǎng)架如何選型。答： 網(wǎng)架選型應(yīng)根據(jù)建筑物的平面形狀和尺寸、支承情況、荷載大小、屋面構(gòu)造、建筑要求、制造和安裝方法，以及材料供應(yīng)等因素綜合考慮。按照網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工規(guī)程JGJ7-91 的劃分；大跨度為 60m以上；中跨度為30-60m，小跨度為30m以下。平面形狀為矩形的周邊支撐網(wǎng)架，當(dāng)其邊長(zhǎng)比（長(zhǎng)邊/ 短邊）小于或等于1.5 時(shí)，宜選用正放或斜放四角錐網(wǎng)架，棋盤形四角錐網(wǎng)架，正放抽空四角錐網(wǎng)架，兩向正交斜放或正放網(wǎng)架。對(duì)中小跨度，也可選用星形四角錐網(wǎng)架和蜂窩形三角錐網(wǎng)架。平面形狀為矩形的周邊支撐網(wǎng)架，當(dāng)其邊長(zhǎng)比大于1.

40、5 時(shí)，宜選用兩向正交正放網(wǎng)架，正放四角錐網(wǎng)架或正放抽空四角錐網(wǎng)架。當(dāng)邊長(zhǎng)比大于2 時(shí)，也可用斜放四角錐網(wǎng)架。平面形狀為矩形、多點(diǎn)支撐的網(wǎng)架，可選用正放四角錐網(wǎng)架、正放抽空四角錐網(wǎng)架，兩向正交正放網(wǎng)架。對(duì)多點(diǎn)支撐和周邊支承相結(jié)合的多跨網(wǎng)架還可選用兩向正交斜放網(wǎng)架或斜放四角錐網(wǎng)架。平面形狀為圓形、正六邊形及接近正六邊形且為周邊支承網(wǎng)架，可選用三向網(wǎng)架，三角錐網(wǎng)架或抽空三角錐網(wǎng)架。對(duì)中小跨度也可選用蜂窩形三角錐網(wǎng)架。從材料用量來看，當(dāng)平面接近正方形時(shí)，以斜放四角錐網(wǎng)架最經(jīng)濟(jì)，其次是正放四角錐網(wǎng)架和兩向正交網(wǎng)架（正放或斜放）。當(dāng)跨度及荷載均較大時(shí)，采用三向網(wǎng)架較經(jīng)濟(jì)合理，而且剛度也較大。當(dāng)平面為矩形時(shí)，則以兩向正交斜放網(wǎng)架和斜放四角角錐網(wǎng)為經(jīng)濟(jì)。2. 簡(jiǎn)述網(wǎng)架高度及網(wǎng)格尺寸如何初估。答 : 周邊支承的各類網(wǎng)架高度及網(wǎng)格尺寸可按表7-1 選用 , 符合表中規(guī)定時(shí)一般可不驗(yàn)算網(wǎng)架的撓度。表 7-1 網(wǎng)架上弦網(wǎng)格數(shù)和跨高比（ 1 ）網(wǎng)架高度網(wǎng)架的高度，一般應(yīng)使斜腹桿與弦桿的夾角控制在40° - 55°之間為宜。（ 2）網(wǎng)格尺寸網(wǎng)格尺寸的大小直接影響網(wǎng)架的經(jīng)濟(jì)性，網(wǎng)格尺寸的確定應(yīng)根據(jù)網(wǎng)架高度、柱網(wǎng)尺寸、屋面材料、建筑和構(gòu)造要求以及施工條件等因素綜合考慮。綜合國內(nèi)工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于矩形平面的網(wǎng)架，其上弦網(wǎng)絡(luò)一般應(yīng)設(shè)計(jì)成正方形。網(wǎng)格尺寸要與屋面材料相