2019一級注冊結(jié)構(gòu)工程師鋼結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)資料：第一章

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

單層門式鋼架結(jié)構(gòu)的組成：單層門式剛架結(jié)構(gòu)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(gòu)成的實腹式門式剛架或格構(gòu)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(zhì)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(dāng)設(shè)置支撐的一種輕型房屋結(jié)構(gòu)體系。

特點：(1)質(zhì)量輕(2)工業(yè)化程度高，施工周期短(3)綜合經(jīng)濟(jì)效益高(4)柱網(wǎng)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(shù)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(dá)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(jī)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的1/30～1/20。

2、設(shè)置檁條拉條有何作用?如何設(shè)置檁條拉條(P41，課件)

檁條的作用是防止檁條的側(cè)移、扭轉(zhuǎn)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(shè)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(shè)在距檁條上翼緣1/3腹板高度范圍內(nèi)。當(dāng)在風(fēng)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(shè)在下翼緣附近。為了兼顧無風(fēng)和有風(fēng)兩種情況，可在上、下翼緣附近交替布置。當(dāng)采用扣合式屋面板時，拉條的設(shè)置根據(jù)檁條的穩(wěn)定計算確定。

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

當(dāng)剛架柱不是特別高且風(fēng)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(gòu)造簡單，而且制作和安裝都省工。這些柱不參與抵抗側(cè)力，截面也比較小。但是在設(shè)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(cè)向剛度。

中柱用搖擺柱的方案體現(xiàn)“材料集中使用”的原則。邊柱和梁形成剛架，承擔(dān)全部抗側(cè)力的任務(wù)(包括傳遞水平荷載和防止門架側(cè)移失穩(wěn))。由于邊柱的高度相對比較小(亦即長細(xì)比比較小)，材料能夠比較充分地發(fā)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(qū)取其中的較大值。

門式剛架的合理間距應(yīng)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(fā)生構(gòu)件發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)變形?如何使提高門式剛架空間工作性能?(P3)

構(gòu)件的抗彎剛度、抗扭剛度比較小，結(jié)構(gòu)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(gòu)件發(fā)生彎曲和扭轉(zhuǎn)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(gòu)件的連接構(gòu)造，使其能參與結(jié)構(gòu)的整體工作(蒙皮效應(yīng))。

6、門式剛架支撐布置角度要求(P6)?

門式剛架輕型房屋鋼結(jié)構(gòu)的支撐宜用十字交叉圓鋼支撐，圓鋼與相連構(gòu)件的夾角宜接近45°，不超過30°~60°。圓鋼應(yīng)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(yīng)采用彈性分析方法確定各種內(nèi)力，只有當(dāng)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(shè)計?(P2)

由于變截面門式剛架達(dá)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(jī)動體系，因此塑性設(shè)計不再適用。

8、考慮應(yīng)力蒙皮效應(yīng)，門式剛架結(jié)構(gòu)的整體剛度和承載力有何變化?(P9)

對于變截面門式剛架進(jìn)行內(nèi)力分析時，通常把剛架當(dāng)作平面結(jié)構(gòu)對待，一般不考慮蒙皮效應(yīng)，只是把它當(dāng)作安全儲備。當(dāng)有必要且有條件時，可考慮屋面板的應(yīng)力蒙皮效應(yīng)。蒙皮效應(yīng)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(nèi)的荷載。面板可視為承受平面內(nèi)橫向剪力的腹板，其邊緣構(gòu)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(nèi)受剪的支撐系統(tǒng)處理?？紤]應(yīng)力蒙皮效應(yīng)可以提高剛架結(jié)構(gòu)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(xì)桿的布置。

11、進(jìn)行剛架內(nèi)力分析時，需考慮的荷載效應(yīng)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(fēng)荷載+吊車豎向及水平荷載);

(2)1.0x永久荷載+1.4x風(fēng)荷載

組合(1)用于截面強度和構(gòu)件穩(wěn)定性計算。在進(jìn)行效應(yīng)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(fā)生。為此，不能在計人吊車水平荷載效應(yīng)的同時略去豎向荷載效應(yīng)。

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

12、門式剛架強度計算時，結(jié)構(gòu)的控制截面以及控制截面的內(nèi)力組合有哪些?(P9-10)

根據(jù)不同荷載組合下的內(nèi)力分析結(jié)果，找出控制截面的內(nèi)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(nèi)力組合主要有：

(1)最大軸壓力N max、和同時出現(xiàn)的M及V的較大值。

(2)最大彎矩M max和同時出現(xiàn)的V及N的較大值。

(3)最小軸壓力N min和相應(yīng)的M及V，出現(xiàn)在永久荷載和風(fēng)荷載共同作用下，當(dāng)柱腳鉸接時M =0。

13、如果剛架的側(cè)移不滿足要求，可采取哪些措施進(jìn)行調(diào)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(zhuǎn)折產(chǎn)生的壓力外，還要承受拉力場產(chǎn)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(dāng)框架趨于側(cè)移或有初始側(cè)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(wěn)定效應(yīng)外，還要加上中間搖擺柱荷載效應(yīng)。因此需要根據(jù)比值Σ(Pli/hli)/Σ(Pfi/hfi)對邊柱計算長度做出調(diào)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(gòu)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(gòu)式兩種。當(dāng)檁條跨度(柱距)不超過9m時，應(yīng)優(yōu)先選用實腹式檁條。

強度計算、整體穩(wěn)定計算、變形計算

18、了解壓型鋼板強度和撓度計算內(nèi)容(P34-35)

1)壓型鋼板腹板的剪應(yīng)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(jù)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。