2019一級注冊結構工程師鋼結構輔導資料：第二章

1、 重型工業廠房的柱子截面形式及應用范圍(P53-54)

實腹式柱：實腹式等截面柱的構造簡單，加工制作費用低，較少單獨采用，一般用作階梯形柱的上柱。只有當廠房高度不超過10m且吊車額定起重量不超過20t時采用。

格構式柱：是重型廠房階形下柱的常見型式。

分離式承重柱:廠房高度不大，但吊車額定起重量超過100t，或吊車噸位不大而廠房高度較大(有剛度要求)時，宜采用分離式承重柱。

階梯形柱：階形柱的上柱截面通常取實腹式等截面焊接工字形或類型(a)。下柱截面類型要依吊車起重量的大小確定：類型(b)常見于吊車起重量較小的邊列柱截面;吊車起重量不超過50t的中列柱可選取(c)類截面，否則需做成(d)類截面;顯然,截面類型(e)適合于吊車起重量較大的邊列柱;特大型廠房的下柱截面可做成(f)類截面。

2、 柱間支撐的形式有哪些?如何布置(P56-57)

柱間支撐分上層柱間支撐和下層柱間支撐。 上層柱間支撐形式有 十字形、人字形、K形、八字形、V形。下層柱間支撐的形式有 單層十字形、人字形、K形、Y形、單斜桿形、雙層十字形、門形、L形、剛架形。

作用于廠房山墻上的風荷載、吊車的縱向水平荷載、縱向地震力等均要求廠房具有足夠的縱向剛度。

當溫度區段長度大于150m或抗震設防烈度為8度Ⅲ、Ⅳ類場地和9度時，應當增設一道下層柱間支撐且兩道下層柱間支撐的距離不應超過72m。上層柱間支撐除了要在下層柱間支撐布置的柱間設置外，還應當在每個溫度區段的兩端設置。

3、 屋蓋支撐有何作用?(P61-63)支撐形式有哪些?如何布置?(P60-62)

作用：保證屋蓋結構的幾何穩定性;保證屋蓋的剛度和空間整體性;為弦桿提供適當的側向支撐點;承擔并傳遞水平荷載;保證結構安裝的穩定與方便;

屋蓋支撐的布置：

1)上弦橫向水平支撐：端部第一或第二開間。當布置在第二開間時，端屋架需與橫向支撐用系桿剛性連接，確保端屋架的穩定和風荷載傳遞。橫向支撐間距大于60m時，中間增設。 屋面為大型屋面板，且屋面板有三點與屋架上弦牢固連接時，可不設。但一般高空作業較難保證，還是設上弦橫向支撐，大型屋面板起系桿的作用。有天窗架時，上弦橫向支撐仍需布置。

2)下弦橫向水平支撐：與上弦橫向支撐布置在同一開間： 屋架跨度大于18m時;屋架下弦設有懸掛吊車時;抗風柱支承在屋架下弦時;屋架下弦設通長縱向支撐時,宜設屋架下弦橫向支撐.

3)下弦縱向水平支撐：屋架兩邊第一節間，與橫向支撐形成封閉框。 有振動設備、屋架下弦有吊軌、有托架時;有重級工作制吊車或起重量較大的中輕工作制吊車;房屋跨度較大、空間剛度要求較高時，均需設置下弦縱向水平支撐。

4)垂直支撐 ：設有上弦橫向支撐的開間內，每隔4～5個開間布置一道。垂直支撐聯系屋架上、下弦水平支撐，并和屋架水平支撐一起形成幾何不變的屋蓋空間結構，是上弦橫向水平支撐的支承點，在屋蓋安裝過程中保證屋蓋穩定。

4、 屋架結構主要有哪些形式?(P58)如何確定屋架高度?(P60)

桁架的外形直接受到它的用途影響。就屋架來說，外形一般分為：三角形、梯形、平行弦三種。桁架的腹桿形式常用：人字式、芬克式、豪式、再分式、交叉式 五種。前四種為單系腹桿，第五種復系腹桿。

三角形屋架H。=(1/4—1/6)L;梯形屋架H。=(1/6—1/10)L,但當屋架跨度大時要注意盡可能不超出運輸界限。梯形屋架的端部高度H。與中部高度相關連。當為多跨屋架時,H。應取一致,以利屋面構造。我國常將H。取為(1.8—2.1)米等較整齊的數值。當屋架與柱剛接時,應取足夠的大小,以便能較好地傳遞支座彎矩而不使端部弦桿產生過大內力。端部高度的常用范圍是 H。 =(1/10—1/16)L。

5、 在進行梯形屋架設計時，為什么要考慮半跨荷載作用?(梯形屋架中部某些斜桿可能在全跨荷載時受拉，而半跨荷載時受壓，由拉桿變為壓桿為不利受力情況之一。)

梯形屋架中部某些斜桿可能在全跨荷載時受拉，而半跨荷載時受壓，由拉桿變為壓桿為不利受力情況之一?；詈奢d、雪荷載或某些廠房受到的積灰荷載作用在屋蓋半邊的情況，以及施工過程中由一側開始安裝大型屋面板所產生的情況等。所以內力計算的除了應該按滿跨荷載計算外，還要按半跨荷載進行計算，以便找出各個桿可能的最不利內力。

6、 屋架在非節點荷載作用下如何計算?桿件局部彎矩如何確定(課件，P70)?

7、 屋架中，匯交于節點的拉桿數越多，拉桿的線剛度和所受的拉力越大時，則產生的約束作用越大，壓桿在節點處的嵌固程度越大，壓桿的計算長度越小(上冊P169)，根據這個原則桁架桿件計算長度如何確定?(上冊P170)

在桁架平面內，弦桿、支座斜桿及支座豎桿的計算長度取lox=l，l為桿件的節間長度，角標x代表桿件截面垂直于桁架平面的軸，見圖5-1。如此取lox的數值是因為支座斜桿、支座豎桿兩端所連拉桿甚少，而受壓弦桿不僅兩端所連拉桿較少且其自身線剛度大，腹桿難于約束它的變形。桁架的中間腹桿在上弦節點處所連拉桿少.該處可視為鉸接。在下弦節點所連拉桿較多且受拉下弦桿的線剛度大，該處嵌固作用比較大，根據一般尺寸分析偏于安全地取lox=0.8l。在桁架平面外，計算長度用loy代表。確定loy時.在弦桿保持穩定的條件下，所有腹桿的兩端都認為是不動鉸。節點板對于腹桿發生屋架平面外的變形(即垂直屋架平面的變形)來說抗彎剛度很小，相當于板鉸，所以全部腹桿取loy=l。

8、 普通鋼屋架端斜桿和一般腹桿在屋架平面內的計算長度和實際長度的關系(上冊P170)

9.三角形屋架支座處的節點板要傳遞端節間弦桿的內力，因此，節點板厚度由上弦桿內力 來決定，中間節點板受力小，厚度可比支座節點板減小2mm，桿件間填板厚度與節點板厚度的關系為。

10、角鋼宜切肢尖不宜切肢背。

11、鋼屋架桿件盡量選取肢寬壁薄截面，普通梯形鋼屋架各桿的合理截面形式是什么?(P74)

桿件截面形式及選擇截面形式：以雙角鋼拼成一根構件。選擇原則：等穩定 。

二不等邊角鋼短肢相并：計算長度l0y較大的上、下弦桿

二不等邊角鋼長肢相并：端斜桿、端豎桿、受較大彎矩作用的弦桿

二等邊角鋼相并：其余腹桿、下弦桿

二等邊角鋼組合成的十字形截面：與豎向支撐相連的屋架豎桿

單角鋼：輕型鋼屋架中內力較小的桿件

鋼管：輕型鋼屋架中的桿件

12、雙角鋼組成的屋架桿件中填板如何設置?(P77-78)

由雙角鋼組成的T形或十字形截面桿件按實腹式桿件進行計算，必須每隔一定距離在兩個角鋼間加設填板。

填板的寬度一般取50～80mm;填板的長度：對T形截面應比角鋼肢伸出10～20mm，對十字形截面則從角鋼肢尖縮進10～15mm。填板的厚度與桁架節點板相同。

填板的間距對壓桿l1≤40i1，拉桿l1≤80 i1;在T形截面中，i1為一個角鋼對平行于填板自身形心軸的回轉半徑;在十字形截面中，填板應沿兩個方向交錯放置，i1為一個角鋼的最小回轉半徑，在壓桿的桁架平面外計算長度范圍內，至少應設置兩塊填板。

13、吊車梁的截面組成?制動結構有何作用?(P90-91)

吊車梁的截面組成分為實腹式和桁架式。其中實腹式又分為加強受壓翼緣型和設置制動結構的截面。

①加強受壓翼緣型：(圖a)用于吊車起重能力Q≤30t，跨度l≤6m，工作級別為A1~A5的吊車梁。

②設有制動結構的吊車梁：當吊車起重能力Q>30t或跨度l>6m時常在吊車梁的上翼緣設置制動梁(圖b)或制動桁架(圖c),用于承受橫向水平荷載。制動梁:由吊車梁的上翼緣、鋼板和槽鋼組成，主要承受橫向水平荷載，吊車梁則主要承擔豎向荷載作用。

14、吊車梁需要驗算哪些內容，驗算部位?(課件，P93-95)

①強度驗算：作強度和穩定計算時,按兩臺吊車滿載的最大豎向，橫向荷載設計值，作豎向撓度計算，采用上述荷載標準值。

②整體穩定驗算：對設有制動結構的吊車梁不用驗算整體穩定，對加強受壓翼緣型的吊車梁，驗算整體穩定

③剛度驗算：驗算吊車梁的剛度時，應按荷載標準值計算，且不需乘以動力系數。

④疲勞驗算：計算疲勞和水平撓度，驗算時采用一臺起重量最大的吊車荷載的標準值。

15 如何提高吊車梁疲勞性能?

用抗扭性能好的鋼軌和防松動的連接把它和吊車梁相連，來減少鋼軌偏心和扭轉的不利效應。采用焊接長軌，并把鋼軌接頭設在靠近梁端部的范圍內，以減少沖擊作用的影響。從吊車梁本身來說，首先是在受壓翼緣和腹板之間采用疲勞性能好的對接與角接組合的焊縫，還可以采用加厚上部腹板或在兩側增設斜板的做法。