（0759）《钢结构设计》大作业A
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷
学号： 姓名： 层次： 专升本
类别： 网教 专业： 土木工程 201 5 年 12 月
课程名称【编号】： 钢结构设计 【0759】 A 卷
一、问答题（每题10分，任选4题，共40分）
1、简述单层钢结构厂房的结构布置。
答：单层钢结构厂房的结构布置包括厂房柱网的布设，高度的确定，温度伸缩缝的设置等，而确定这些的依据首先是必须满足生产工艺的要求，其次要满足结构坚固耐用、经济合理和技术先进，以及注意符合标准化模数要求等。
2、结合下图写出有吊车厂房横向柱距的表达式，并说明该表达式中各符号的含义？
3、举例说明钢屋架杆件截面选择的原则。
4、简述柱间支撑布置的原则。
答： 1）承受并传递纵向水平荷载：作用于山墙上的风荷载、吊车纵向水平荷载、纵向地震力等。
2）减少柱在平面外的计算长度。
3) 保证厂房的纵向刚度。
5、一钢桁架的受压腹杆，采用填板连接而成的双角钢T形截面构件，角钢用2L50×5。腹杆的两端分别焊于上、下弦杆的节点板上，节点中心距为1.2m，角钢截面特性如图所示。确定在节点板间连接两角钢的填板数。
答：解：用填板连接而成的双角钢T形截面受压构件，若按实腹式受压构件进行计算，则填板间距S≤40i，对于双
角钢T形截面时，i取一个角钢与填板平行的形心轴的回转半径。同时规定受压构件的两个侧向支承点之间的填板数不得少于2个。由于
S≤40i=40ix=40×1.53=61.2cm，只需设置1块，而受压构件设置的最小数是2块，故该受压腹杆应设置2块。
二、计算题（每题10分，共20分）
1、次梁与主梁连接采用10.9级M16的高强度螺栓摩擦型连接，连接处钢材接触表面的处理方法为喷砂后涂无机富锌漆，其连接方式如图所示，考虑了连接偏心的不利影响后，取次梁端部剪力设计值V=110.2kN，求连接所需的高强度螺栓数量（个）？
解：根据《钢规》第7.2.2条第1款，式（7.2.2-1）及表7.2.2-1、表7.2.2-2，一个10.9级M16高强度螺栓的抗剪承载力设计值为：
Nbv=0.9nfμP=0.9×1×0.35×100=31.5kN
高强度螺栓数量计算：n=V/ Nbv =110.2/31.5=3.29，取4个。
2、写出下图人字形支撑内力N1和N2的计算公式。
答：解：H+W1=(N1-N2)cosθ
则：N1= N2=（ H+W1）/2cosθ
式中：N1—斜拉杆承载力设计值；
N2—斜压杆承载力设计值；N2=- N1
三、综合分析题（每小题8分，共40分）
条件：某单层工业厂房为钢结构，厂房柱距21m，设置有两台重级工作制的软钩桥式起重机，起重机每侧有四个车轮，最大轮压标准值Pkmax=355kN,起重机轨道高度hR=150mm。每台起重机的轮压分布如图a所示。起重机梁为焊接工字形截面如图b所示，采用Q345C钢制作，焊条采用E50型。图中长度单位为mm。
(1)在竖向平面内，起重机梁的最大弯矩设计值Mmax=14442.5kN.m。试问，强度计算中，仅考虑Mmax作用时起重机梁下翼缘的最大拉应力设计值。
(2)在计算起重机梁的强度、稳定性及连接强度时，应考虑由起重机摆动引起的横向水平力。试问，作用在每个起重机轮处由起重机摆动引起的横向水平力标准值Hk(kN)。
(3)在起重机最大轮压作用下，试问，起重机梁在腹板计算高度上边缘的局部压应力设计值。
(4)假定起重机梁采用突缘支座，支座端板与起重机梁腹板采用双面角焊缝连接，焊缝高度hf=10mm。支座剪力设计值V=3141.7kN。试问，该角焊缝的剪应力设计值为多少？
(5)起重机梁由一台起重机荷载引起的最大竖向弯矩标准值Mkmax=5583.5kN.m试问，考虑欠载效应，起重机梁下翼缘与腹板连接处腹板的疲劳应力幅为多少？
答：(1)在竖向平面内，起重机梁的最大弯矩设计值Mmax=14442.5kN.m。试问，强度计算中，仅考虑Mmax作用时起重机梁下翼缘的最大拉应力设计值。
解：梁需考虑疲劳，γx取1.0。
Mx/γxWnx=14442.5×106/(1.0×5858×104)=246.5N/mm2
(2)在计算起重机梁的强度、稳定性及连接强度时，应考虑由起重机摆动引起的横向水平力。试问，作用在每个起重机轮处由起重机摆动引起的横向水平力标准值Hk(kN)。
解：Hk=αPkmax=0.1×355=35.5kN
(3)在起重机最大轮压作用下，试问，起重机梁在腹板计算高度上边缘的局部压应力设计值。
解：动力系数取1.1，分项系数为1.4.
F=1.1×1.4×355×103N=546.7×103N
lz=a+5hy+2hR=50+5×45+2×150=575mm
σc=ψF/twlz=1.35×546.7×103/(18×575)=71.3 N/mm2
(4)假定起重机梁采用突缘支座，支座端板与起重机梁腹板采用双面角焊缝连接，焊缝高度hf=10mm。支座剪力设计值V=3141.7kN。试问，该角焊缝的剪应力设计值为多少？
解：lw=2425-2×10=2405mm
τf=V/(2hf×0.7lw)=3041.7×103/(2×10×0.7×2405)=90.3 N/mm2
(5)起重机梁由一台起重机荷载引起的最大竖向弯矩标准值Mkmax=5583.5kN.m试问，考虑欠载效应，起重机梁下翼缘与腹板连接处腹板的疲劳应力幅为多少？
解：αf=0.8.
W腹=Ix/(1444-30)=(8504×107)/(1444-30)=6014×104mm3
αf·Δσ=αf·Mkmax/ W腹=0.8×5583.5×106/(6014×104)=74.3 N/mm2
答卷提交要求：考试题提前公布，学生下载试题和答题卷后，在答题卷上答题。完成后需网上提交答卷。答卷于11月20日－－12月6日通过点击页面左侧导航栏内“我的考试”－“课程论文/大作业”提交。
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