2019一級注冊結構工程師鋼結構輔導資料：第一章

1、何謂單層門式剛架結構?有哪些特點?合理應用范圍(P1-3)?其結構用鋼量是多少(P2)?

單層門式鋼架結構的組成：單層門式剛架結構是指以輕型焊接H形鋼(等截面或變截面)、熱軋H形鋼(等截面)或冷彎薄壁型鋼等構成的實腹式門式剛架或格構式門式剛架作為主要承重骨架，用冷彎薄壁型鋼(槽形、卷邊槽形、Z形等)做檁條、墻梁;以壓型金屬板 (壓型鋼板、壓型鋁板)做屋面、墻面;采用聚苯乙烯泡沫塑料、硬質聚氨酯泡沫塑料、巖棉、礦棉、玻璃棉等作為保溫隔熱材料并適當設置支撐的一種輕型房屋結構體系。

特點：(1)質量輕(2)工業化程度高，施工周期短(3)綜合經濟效益高(4)柱網布置比較靈活(5)門式鋼架體系的整體性可以依靠檁條、墻梁及隅撐來保證，從而減少了屋蓋支撐的數量，同時支撐多用張緊的圓鋼做成，很輕便(6)由于變截面門式剛架達到極限承載力時，可能會在多個截面處形成塑性鉸而使剛架瞬間形成機動體系。

主要用于輕型的廠房、倉庫、建材等交易市場、大型超市、體育館、展覽廳及活動房屋、加層建筑等。

單層門式剛架房屋承重結構的用鋼量一般為10～30kg/m2;在相同的跨度和荷載條件情況下自重約僅為鋼筋混凝土結構的1/30～1/20。

2、設置檁條拉條有何作用?如何設置檁條拉條(P41，課件)

檁條的作用是防止檁條的側移、扭轉并且提供沿屋面方向的中間支點從而減小沿屋面方向的計算跨度。

拉條設置：拉條通常用圓鋼做成，圓鋼直徑不宜小于lOmm。圓鋼拉條可設在距檁條上翼緣1/3腹板高度范圍內。當在風吸力作用下檁條下翼緣受壓時，屋面宜用自攻螺釘直接與檁條連接，拉條宜設在下翼緣附近。為了兼顧無風和有風兩種情況，可在上、下翼緣附近交替布置。當采用扣合式屋面板時，拉條的設置根據檁條的穩定計算確定。

3、繪圖說明什么是搖擺柱?它對門式剛架結構受力有何貢獻?(P3-4，提供中間豎向支點)

當剛架柱不是特別高且風荷載也不很大時，中柱宜采用兩端鉸接的搖擺柱(圖1—3c、g)，中間搖擺柱和梁的連接構造簡單，而且制作和安裝都省工。這些柱不參與抵抗側力，截面也比較小。但是在設有橋式吊車的房屋時，中柱宜為兩端剛接(圖1—3d)，以增加剛架的側向剛度。

中柱用搖擺柱的方案體現“材料集中使用”的原則。邊柱和梁形成剛架，承擔全部抗側力的任務(包括傳遞水平荷載和防止門架側移失穩)。由于邊柱的高度相對比較小(亦即長細比比較小)，材料能夠比較充分地發揮作用。

4、門式剛架屋面適宜坡度是多少 (P4) ?門式剛架合理的跨度和間距是多少(P5)?

門式剛架輕型房屋屋面坡度宜取1/20-1/8，在雨水較多的地區取其中的較大值。

門式剛架的合理間距應綜合考慮剛架跨度、荷載條件及使用要求等因素，一般宜取6m、7.5m、或9m。

5、門式剛架運輸安裝過程中如何采取必要措施防止發生構件發生彎曲和扭轉變形?如何使提高門式剛架空間工作性能?(P3)

構件的抗彎剛度、抗扭剛度比較小，結構的整體剛度也比較柔。因此，在運輸和安裝過程中要采取必要的措施，防止構件發生彎曲和扭轉變形。同時，要重視支撐體系和隅撐的布置，重視屋面板、墻面板與構件的連接構造，使其能參與結構的整體工作(蒙皮效應)。

6、門式剛架支撐布置角度要求(P6)?

門式剛架輕型房屋鋼結構的支撐宜用十字交叉圓鋼支撐，圓鋼與相連構件的夾角宜接近45°，不超過30°~60°。圓鋼應采用特制的連接件與梁、柱腹板連接，校正定位后張緊固定。張緊手段最好用花籃螺絲。

7、對于變截面門式剛架，應采用彈性分析方法確定各種內力，只有當剛架的梁柱全部為等截面時才允許采用塑性分析方法。(P9)變截面門式剛架為什么不能用塑性設計?(P2)

由于變截面門式剛架達到極限承載力時，可能會在多個截面處形成塑性鉸而使剛架瞬間形成機動體系，因此塑性設計不再適用。

8、考慮應力蒙皮效應，門式剛架結構的整體剛度和承載力有何變化?(P9)

對于變截面門式剛架進行內力分析時，通常把剛架當作平面結構對待，一般不考慮蒙皮效應，只是把它當作安全儲備。當有必要且有條件時，可考慮屋面板的應力蒙皮效應。蒙皮效應是將屋面板視為沿屋面全長伸展的深梁，可用來承受平面內的荷載。面板可視為承受平面內橫向剪力的腹板，其邊緣構件可視為翼緣，承受軸向拉力和壓力。與此類似，矩形墻板也可按平面內受剪的支撐系統處理?？紤]應力蒙皮效應可以提高剛架結構的整體剛度和承載力，但對壓型鋼板的連接有較高的要求。

9、荷載組合原則。(P8)

10、支撐和剛性細桿的布置。

11、進行剛架內力分析時，需考慮的荷載效應組合有哪些?各適用于何種計算?(P9)

(1)1.2x永久荷載+0.9x1.4x [積灰荷載+max{屋面均布活荷載、雪荷載㈠ +0.9x1.4x (風荷載+吊車豎向及水平荷載);

(2)1.0x永久荷載+1.4x風荷載

組合(1)用于截面強度和構件穩定性計算。在進行效應疊加時，起有利作用者不加，但必須注意所加各項有可能同時發生。為此，不能在計人吊車水平荷載效應的同時略去豎向荷載效應。

組合(2)用于錨栓抗拉汁算，其永久荷載的抗力分項系數取1.0。當為多跨有吊車框架時，在組合(2)中還應考慮鄰跨吊車水平力的作用。

12、門式剛架強度計算時，結構的控制截面以及控制截面的內力組合有哪些?(P9-10)

根據不同荷載組合下的內力分析結果，找出控制截面的內力組合，控制截面的位置一般在柱底、柱頂、柱牛腿連接處及梁端、梁跨中等截面，控制截面的內力組合主要有：

(1)最大軸壓力N max、和同時出現的M及V的較大值。

(2)最大彎矩M max和同時出現的V及N的較大值。

(3)最小軸壓力N min和相應的M及V，出現在永久荷載和風荷載共同作用下，當柱腳鉸接時M =0。

13、如果剛架的側移不滿足要求，可采取哪些措施進行調整?(P10)

放大柱或(和)梁的截面尺寸，改鉸接柱腳為剛接柱腳;把多跨框架中的個別搖擺柱改為上端和梁剛接。

14、中間橫向加勁肋除承受集中荷載和翼緣轉折產生的壓力外，還要承受拉力場產生的壓力。(P13)

15、多跨剛架的中間柱為搖擺柱時，搖擺柱上的荷載對邊柱的計算長度有何影響?(P18)

當框架趨于側移或有初始側傾時，不僅框架柱上的荷載Pfi對框架起傾覆作用，搖擺柱上的荷載Pli也同樣起傾覆作用。這就是說，圖1-10框架邊柱除承受自身荷載的不穩定效應外，還要加上中間搖擺柱荷載效應。因此需要根據比值Σ(Pli/hli)/Σ(Pfi/hfi)對邊柱計算長度做出調整。

16、壓型鋼板的截面幾何特性可以采用什么算法計算?如何計算?(P31-32)

壓型鋼板的截面特性可用單槽口的特性來表示。

壓型鋼板的厚度較薄且各板段厚度相等，因此可用其板厚的中線來計算截面特性。這種計算法稱為“線性元件算法”。

17、檁條的截面形式有哪些? 檁條是雙向受彎構件，需要驗算哪些項目?(P37-40)

檁條的截面形式可分為實腹式和格構式兩種。當檁條跨度(柱距)不超過9m時，應優先選用實腹式檁條。

強度計算、整體穩定計算、變形計算

18、了解壓型鋼板強度和撓度計算內容(P34-35)

1)壓型鋼板腹板的剪應力計算

(2)壓刑鋼板支座處腹板的局部受壓承載力計算

(3)壓型鋼板同時承受彎矩M和支座反力R的截面

(4)壓型鋼板同時承受彎矩和剪力的截面

(5)壓型鋼板的撓度限值

19、壓型鋼板依波高劃分有哪些形式?可用于哪些方面(P31)?

壓型鋼板根據波高的不同，一般分為低波板(波高<30mm)、中波板(波高為30～70mm)和高波板(波高>70mm)。波高越高，截面的抗彎剛度就越大，承受的荷載也就越大。

屋面板一般選用中波板和高波板，中波在實際采用的最多。墻板常采用低波板。因高波板、中波板的裝飾效果較差，一般不在墻板中采用。