1、天津大學(xué)試卷專用紙學(xué)院 建筑工程學(xué)院專業(yè) 土木工程專業(yè)班 年級(jí)學(xué)號(hào)姓名共4 頁 第 1 頁20xx20xx學(xué)年第x2 學(xué)期期末考試試卷建筑鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（A卷 共 5 頁）（考試時(shí)間： 年 月 日）題號(hào)一二成績核分人簽字得分一、簡答題（共30分）1、寫出鋼結(jié)構(gòu)排架承載力極限狀態(tài)設(shè)計(jì)公式中符號(hào)（）的含義；（4分）答：為重要性系數(shù)；為永久荷載及可變荷載的分項(xiàng)系數(shù)；為組合系數(shù)。2、單層廠房鋼結(jié)構(gòu)屋蓋支撐體系由哪些支撐構(gòu)成；（4分）答：上（下）弦橫向水平支撐；下弦縱向水平支撐；垂直支撐。3、簡述單層廠房橫向框架的兩種主要類型及其特點(diǎn)；（4分）答：（1）橫梁與柱鉸接，特點(diǎn)是對(duì)柱基沉降的適應(yīng)性較強(qiáng)，且安裝方便

2、，計(jì)算簡單，受力明確，缺點(diǎn)是下段柱的彎矩較大，廠房的橫向剛度較差。（2）橫梁與柱剛接，特點(diǎn)是對(duì)減少下段柱彎矩，增加廠房橫向剛度有利。由于下段柱截面高度小，從而可以減少廠房的建筑面積，卻使屋架受力復(fù)雜，連接構(gòu)造亦麻煩，且對(duì)柱基礎(chǔ)的差異沉降比較敏感。4、簡述吊車對(duì)廠房結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的三種荷載；（4分）答：豎向荷載，由吊車體系的自重產(chǎn)生；橫向水平制動(dòng)力，由吊車小車的啟動(dòng)與剎車產(chǎn)生；縱向水平制動(dòng)力，由吊車大車的啟動(dòng)與剎車產(chǎn)生。5、簡述多層鋼結(jié)構(gòu)體系的主要類型；（4分）答：柱支撐體系：框架梁柱節(jié)點(diǎn)均為鉸接，在縱向與橫向沿柱高設(shè)置豎向柱間支撐；純框架體系：在縱橫兩個(gè)方向均為多層剛接框架；框架支撐體系：一個(gè)方向?yàn)?/p>

3、柱支撐體系，另一個(gè)方向?yàn)榧兛蚣荏w系的混合體系。6、高層鋼結(jié)構(gòu)體系的主要類型；（4分）答：框架結(jié)構(gòu)體系、框架剪力墻結(jié)構(gòu)體系、外筒式結(jié)構(gòu)體系、筒中筒式結(jié)構(gòu)體系、筒束式結(jié)構(gòu)體系及鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)體系。7、高層鋼結(jié)構(gòu)不宜采用Q390鋼的原因是什么？（2分）答：Q390鋼伸長率為18%，不符合伸長率大于20%的規(guī)定；8、簡述采用時(shí)程分析法時(shí)地震波的選取原則；（4分）答：至少應(yīng)采用4條能反映當(dāng)?shù)貓龅靥匦缘牡卣鸺铀俣炔?，其中宜包括一條本地區(qū)歷史上發(fā)生的實(shí)測地震記錄波。如當(dāng)?shù)貨]地震記錄，可根據(jù)當(dāng)?shù)貓龅貤l件選用合適的其他地區(qū)的地震記錄。如沒有合適的地震記錄，可采用根據(jù)當(dāng)?shù)氐卣鹞ｋU(xiǎn)性分析結(jié)果獲得的人工模擬地震波，

4、但4條波不得全用人工模擬的地震波。地震波的持續(xù)時(shí)間不宜過短，應(yīng)取10-20s或更長。天津大學(xué)試卷專用紙學(xué)院 建筑工程學(xué)院專業(yè) 土木工程專業(yè)班 年級(jí)學(xué)號(hào)姓名共 4頁 第 2 頁二、寫出下圖所示門式剛架結(jié)構(gòu)體系中10種構(gòu)件的名稱及構(gòu)件受力類型。（共20分）答：1. 剛架柱，壓彎構(gòu)件； 2. 剛架梁，壓彎構(gòu)件； 3. 抗風(fēng)柱，受彎構(gòu)件； 4. 檁條，雙向受彎構(gòu)件； 5. 隅撐，軸心受力構(gòu)件； 6. 拉條，軸心受拉構(gòu)件；7. 撐桿，軸心受壓構(gòu)件；8. 屋面水平支撐，軸心受拉構(gòu)件；9. 墻梁，受彎構(gòu)件；10.柱間支撐，軸心受力構(gòu)件。三、計(jì)算題（共20分）1. 某24m跨鋼屋架尺寸如圖1所示，屋面采用1.

5、5 m寬大型鋼筋混凝土屋面板，屋面板至少三點(diǎn)與鋼屋架可靠焊接，鋼材為Q235B（f = 215MPa），焊條為E43型（ffw=160MPa）。上弦桿采用雙角鋼組成的T形截面，2L140×90×10，短肢相并，節(jié)點(diǎn)板厚度為10 mm，圖2所示，A= 4452mm2, ix=25.6mm，iy=67.7mm，承受最大軸心壓力設(shè)計(jì)值NFH=665 kN（FH節(jié)間），試驗(yàn)算桿件截面的整體穩(wěn)定性。（10分）圖1. 鋼屋架幾何尺寸圖2. 1-1剖面解：（1）軸心壓力設(shè)計(jì)值NFH=765 kN，l0x=1508mm，l0y=3000mm，f=215MPaix=25.6mm，lx = 1

6、508/25.6 = 58.9 （2分）iy=67.7mm，ly = 3000/67.7 = 44.3 桿件繞Y軸失穩(wěn)為彎扭失穩(wěn)，應(yīng)計(jì)算換算長細(xì)比，b1/t = 140/10=14 > 0.56l0y/b1=0.56×3000/140=12 （2分）（2分）lmax = 58.9，查表得：j = 0.813 （2分）s = N/(jA) = 665×103/(0.813×4452)=183.8 MPa < f=215MPa （2分）桿件整體穩(wěn)定性滿足設(shè)計(jì)要求。附表 b類截面軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)0123456789400.8990.8950.8910.

7、8870.8820.8780.8740.8700.8650.861500.8560.8520.8470.8420.8380.8330.8280.8230.8180.813600.8070.8020.7970.7910.7860.7800.7740.7690.7630.757短肢相并雙角鋼截面繞Y軸失穩(wěn)換算長細(xì)比計(jì)算公式：b1/t > 0.56l0y/b1時(shí)；其它情況。其中b1為長肢肢寬。天津大學(xué)試卷專用紙學(xué)院 建筑工程學(xué)院專業(yè) 土木工程專業(yè)班 年級(jí)學(xué)號(hào)姓名共 4 頁 第 3 頁2. 如圖所示門式剛架，邊柱為楔形構(gòu)件，柱腳鉸接，截面H300-700×200×6×

8、;8，斜梁為等截面構(gòu)件，坡度1：10，截面H700×200×6×8，中柱為搖擺住，其所承受的豎向荷載為一根邊柱的1.5倍，試確定邊柱的平面內(nèi)計(jì)算長度。（10分）柱腳鉸接楔形柱的計(jì)算長度系數(shù)K2/K10.10.20.30.50.751.02.010.Ic0/Ic10.101.2521.0270.9350.8570.8170.8010.7900.7390.151.5181.2351.1091.0210.9650.9380.8950.8720.201.7451.3951.2541.1401.0801.0451.0000.969解：Ic1 = Ib=54311.5 cm2

9、；Ic0= 7968.14 cm2Ic0/Ic1= 0.147；（2分）K1 = Ic1/ h = 54311.5/700 = 77.6； K2= Ib/ 2S = 54311.5/2/1407 = 19.3K2/ K1 = 38.6/77.6 = 0.25；（2分）查表得：=1.172；（2分）考慮搖擺柱的影響：；（2分）邊柱計(jì)算長度為：h0 = h = 1.28×1.172×7.0 =10. 5 m。（2分）四、繪制兩向正交正放網(wǎng)架、正放四角錐網(wǎng)架、斜放四角錐網(wǎng)架及三角錐網(wǎng)架的平面示意圖，并分別說明以上各種網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)處匯交桿件最多有幾根？(20分（1）兩向正交正放網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)處匯交桿件最多8根。（2）正放四角錐網(wǎng)架 節(jié)點(diǎn)處匯交桿件最多8根。天津大學(xué)試卷專用紙學(xué)院 建筑工程學(xué)院專業(yè) 土木工程專業(yè)班 年級(jí)學(xué)號(hào)姓名共 4 頁 第 4 頁（3）斜放四角錐網(wǎng)架節(jié)點(diǎn)處匯交桿件最多