天津大学试卷专用纸
学院 建筑工程学院 专业 土木工程专业 班
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20xx ～20xx 学年第 x2 学期期末考试试卷 《建筑钢结构设计》 （A 卷
共 5 页）
4、简述吊车对厂房结构产生的三种荷载； （4 分）
答：竖向荷载，由吊车体系的自重产生；横向水平制动力，由吊车小车的启动与刹车产
生；纵向水平制动力，由吊车大车的启动与刹车产生。
（考试时间： 年 月 日）
二
题号 得分
一
成绩
n
1k 核分人签字 5、简述多层钢结构体系的主要类型； （ 4 分）
答：柱—支撑体系：框架梁柱节点均为铰接，在纵向与横向沿柱高设置竖向柱间支撑； 纯框架体系：在纵横两个方向均为多层刚接框架；框架支撑体系：一个方向为柱—支撑 一、简答题（共 30 分）
1、写出钢结构排架承载力极限状态设计公式
0 G(CGG kQ 1CQQ1
ci Qi
i 2
CQ)
Qi
ik
体系，另一个方向为纯框架体系的混合体系。
R
中符号（ , ）的含义；（4 分）
6、高层钢结构体系的主要类型； （4 分）
答：框架结构体系、框架—剪力墙结构体系、外筒式结构体系、筒中筒式结构体系、筒 答： 0 为重要性系数； G , Qi 为永久荷载及可变荷载的分项系数；
为组合系数。
束式结构体系及钢—混凝土组合结构体系。
2、单层厂房钢结构屋盖支撑体系由哪些支撑构成； （4 分）
7、高层钢结构不宜采用 Q390 钢的原因是什么？（ 2 分） 答： Q390 钢伸长率为 18%，不符合伸长率大于 20%的规定；
答：上（下）弦横向水平支撑；下弦纵向水平支撑；垂直支撑。
8、简述采用时程分析法时地震波的选取原则； （4 分）
答：至少应采用 4 条能反映当地场地特性的地震加速度波，其中宜包括一条本地区历史 上发生的实测地震记录波。如当地没地震记录，可根据当地场地条件选用合适的其他地 区的地震记录。如没有合适的地震记录，可采用根据当地地震危险性分析结果获得的人 工模拟地震波，但 4 条波不得全用人工模拟的地震波。地震波的持续时间不宜过短，应 取 10-20s 或更长。 3、简述单层厂房横向框架的两种主要类型及其特点； （ 4 分）
答：（ 1）横梁与柱铰接，特点是对柱基沉降的适应性较强，且安装方便，计算简单，受
力明确，缺点是下段柱的弯矩较大，厂房的横向刚度较差。 （2）横梁与柱刚接，特点是
对减少下段柱弯矩，增加厂房横向刚度有利。由于下段柱截面高度小，从而可以减少厂
房的建筑面积， 却使屋架受力复杂， 连接构造亦麻烦， 且对柱基础的差异沉降比较敏感。
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二、写出下图所示门式刚架结构体系中
10 种构件的名称及构件受力类型。 （共 20 分）
答： 1. 刚架柱，压弯构件； 2. 刚架梁，压弯构件； 3. 抗风柱，受弯构件； 4. 檩条，双向受弯构件；
5. 隅撑，轴心受力构件； 6. 拉条，轴心受拉构件；
7. 撑杆，轴心受压构件； 8. 屋面水平支撑，轴心受拉构件；
9. 墙梁，受弯构件； 10.柱间支撑，轴心受力构件。 三、计算题（共 20 分）
图 2. 1-1 剖面
1. 某 24m 跨钢屋架尺寸如图 1 所示，屋面采用 1.5 m 宽大型钢筋混凝土屋面板，屋面板
解：（ 1）轴心压力设计值 NFH ， 0x ， 0y
=765 kN l =1508mm l
， =3000mm f=215MPa
ix=25.6mm， x = 1508/25.6 = 58.9 （2 分） 至少三点与钢屋架可靠焊接， 钢材为 Q235B（f = 215MPa），焊条为 E43 型（f fw ）。
=160MPa
iy=67.7mm， y = 3000/67.7 = 44.3
上弦杆采用双角钢组成的 T 形截面， 2L140×90×10，短肢相并，节点板厚度为 10 mm，
2 杆件绕 Y 轴失稳为弯扭失稳，应计算换算长细比， 图 2 所示， A= 4452mm， y ，承受最大轴心压力设计值 FH x
N , i =25.6mm i =67.7mm =665 kN
0.56l /b =0.56×3000/140=12 （2 分）
b /t = 140/10=14 >
（ FH 节间），试验算杆件截面的整体稳定性。 （10 分）
1
yz
0y 1
b1 l02yt2 14030002 102 54.2 （2 分） 3.7 (1 (1 4 ) 3.7 4 )
52.7b1 t 10 52.7 140
max = 58.9，查表得： = 0.813 （2 分）
= N/( A) = 665 10×3/(0.813 4452)=183× .8 MPa < f=215MPa （2 分） 杆件整体稳定性满足设计要求。
附表 b 类截面轴心受压构件的稳定系数 φ λ 40 50 60
0
1
2 3 4 5 6 7 8 9
图 1. 钢屋架几何尺寸
0.899 0.895 0.891 0.887 0.882 0.878 0.874 0.870 0.865 0.861 0.856 0.852 0.847 0.842 0.838 0.833 0.828 0.823 0.818 0.813 0.807 0.802 0.797 0.791 0.786 0.780 0.774 0.769 0.763 0.757
短肢相并双角钢截面绕 Y 轴失稳换算长细比计算公式：
时
b /t > 0.56l
1
0y 1
/b
yz
3.7
b1 (1 l02yt 2
52.7b1 t
4 ) ；其它情况 yz
y
。其中b
1 为长肢肢宽。
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2. 如 所示 式 架， 柱 楔形构件，柱脚 接，截面H300-700 ×200×6×8，斜梁 四、 制两向正交正放网架、正放四角 网架、斜放四角 网架及三角 网架的平面示
等截面构件，坡度 1：10，截面 H700×200×6×8，中柱 住，其所承受的 向荷 一根 柱的 1.5 倍， 确定 柱的平面内 算 度。 （ 10 分）
意 ，并分 明以上各种网架 点 交杆件最多有几根？
（ 1）两向正交正放网架
(20 分
0
0
0
7
14000
14000
K /K
c0 c1
0.1
柱脚 接楔形柱的 算 度系数
0.2
0.3
0.5
0.75
1.0
2.0
≥ 10. ⋯ 0.739 0.872 0.969 节点处汇交杆件最多 8 根。
2 1
⋯ 0.10 0.15 0.20
⋯ 1.252 1.518 1.745 ⋯ 1.027 1.235 1.395 ⋯ 0.935 1.109 1.254 ⋯ 0.857 1.021 1.140 ⋯ 0.817 0.965 1.080 ⋯ 0.801 0.938 1.045 ⋯ 0.790 0.895 1.000
（ 2）正放四角 网架
I /I
解： Ic1 = Ib=54311.5 cm2；Ic0= 7968.14 cm2
Ic0/ Ic1= 0.147；（2 分）
K = I / h = 54311.5/700 = 77.6； K = I / 2S = 54311.5/2/1407 = 19.3
1
c1
2b
K 2/ K 1 = 38.6/77.6 = 0.25；（2 分） 表得：μ =1.172；（2 分） 考 柱的影响：
节点处汇交杆件最多 8 根。
1 1.5P / 8.4
P 2 / 7.0
1.28 ；（2 分）
柱 算 度 ：
h0 = ημ h = 1.28 1×.172 ×7.0 =10. 5 m。（2 分）
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（ 3）斜放四角锥网架
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五、简要说明网架（壳）结构有哪几种安装方法？ （ 1）高空散装法
(10 分 )
（ 2）分条或分块安装法
（ 3）高空滑移法
（ 4）整体吊装法
（ 5）整体提升法
（ 7） Pamtadome法
节点处汇交杆件最多 8 根（下弦）
（ 4）三角锥网架
节点处汇交杆件最多
9 根（上、下弦）
说明：以上各图中粗实线表示上弦杆、细实线表示腹杆、虚线表示下弦杆。
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