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1.单层门式刚架结构的组成 ⑴承重骨架:实腹式或格构式门式刚架。由轻型H形钢、或冷弯薄壁型钢等构成。 ⑵屋面、墙面骨架:檩条、墙梁,用冷弯薄壁型钢做。

⑶支撑:拉杆用圆钢制作;压杆用双角钢组成的T形截面或十字形截面,也可用圆管截面。

⑷屋面、墙面:用压型金属板做; ⑸保温隔热材料:泡沫塑料、玻璃棉。 2.单层门式刚架结构的特点

(1) 质量轻。(2)工业化程度高,施工周期短。(3) 综合经济效益高。(4) 柱网布置比较灵活。(5)门式刚架的整体性依靠檩条、墙梁和隅撑来保证,减少了屋盖支撑的数量,且支撑采用张紧的圆钢,很轻便;(6)门式刚架的梁、柱多采用变截面杆,节省材料;(7)轻型化带来的后果必须正确处理。 (8)组成构件的杆件较薄,对制作、涂装、运输、安装的要求高。 3.支撑和刚性系杆的布置

(1)在每个温度区段或分期建设的区段中,应分别设置能独立构成空间稳定结构的支撑体系

(2)在设置柱间支撑的开间,应同时设置屋盖支撑,以构成几何不变体系。

(3)端部支撑宜设在温度区段端部的第一或第二个开间。柱间支撑的间距一般取 30~45m;有吊车时不宜大于 60m。

(4)当端部支撑设在端部第二个开间时,在第一个开间的相应位置应设置刚性系杆

(5)当房屋高度较大时,柱间支撑应分层设置:当房屋宽度大于60m时,内柱列宜适当设置支撑。

(6)在刚架转折处应沿房屋全长设置刚性系杆。

(7)刚性系杆可由檩条兼任,此时檩条应满足压弯构件的承载力和刚度要求。当不满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H形钢或其他截面形式的杆件

(8)门式刚架轻型房屋钢结构的支撑宜用十字交叉圆钢支撑,圆钢与相连构件的夹角宜接近45°。特制的连接件与梁、柱腹板连接,校正定位后张紧固定 (9)当房屋内设有不小于5t的吊车时,柱间支撑宜用型钢支撑 (10)当房屋中不允许设置柱间支撑时,应设置纵向刚架 4.荷载组合原则:

(1)屋面均布活荷载不与雪荷载同时考虑,应取两者中的较大值; (2)积灰荷载应与雪荷载或屋面均布活荷载中的较大值同时考虑;

(3)施工或检修集中荷载不与屋面材料或檩条自重以外的其他荷载同时考虑; (4)多台吊车的组合应符合《荷载规范》的规定;

(5)当需要考虑地震作用时,风荷载不与地震作用同时考虑。 5.双轴对称的控制截面的内力组合主要有

(1) 最大轴压力Nmax和同时出现的M及V的较大值 (2) 最大弯矩Mmax 和同时出现的V及N的较大值 (3) 最小轴压力Nmin和相应的M及V 6.侧移不满足要求采用措施

⑴ 放大柱或(和)梁的截面尺寸;⑵ 改铰接柱脚为刚接柱脚⑶多跨框架中的个 别摇摆改为上端和梁刚接。

7.①斜梁与柱的连接及斜梁拼接

斜梁与柱的刚接连接,采用高强度螺栓-端板连接

根据端板放置方向不同分为三种形式:⑴端板竖放;⑵端板平放;⑶端板斜放 斜梁拼接

也可用高强度螺栓-端板连接,宜使端板与构件边缘垂直。 拼接应按所受最大内力设计。当内力较小时,按能承受不小于较小被连接截面承载力一半设计。

端板连接节点必须按刚接节点设计。为了满足强度需要,宜采用高强度螺栓,并应对螺栓施加预拉力。螺栓连接可以是摩擦型或承压型的。摩擦型连接按剪力大小决定端板与柱翼缘接触面的处理方法

②采用高强螺栓—端板连接时的构造要求:

⑴端板连接的螺栓应成对对称布置。在受拉和受压翼缘的内外两侧各设一排。 在斜梁的拼接处及斜梁与刚架柱连接处的受拉区,应采用将端板伸出截面高度范围以外形成外伸式连接,以加大螺栓群的力臂。当采用端板外伸式连接时,螺栓布置原则是使翼缘内外的螺栓群中心与翼缘的中心重合或接近。

(2)螺栓中心至腹板、翼缘板表面的距离ew 、ef ,应满足拧紧螺栓时的施工要求,不宜小于35mm;螺栓端距不应小于2倍螺栓孔径; (3)当端板上两对螺栓间的最小间距为3倍螺栓孔径;最大距离不应超过400mm (4)与斜梁端板连接的柱翼缘部分应与端板等厚度; (5)端板厚度 t≥16mm; 8.拉条、刚性撑杆的布置原则

⑴当檩条跨度大于4m时,应在檩条间跨中位置设置一道拉条。当檩条跨度大于6m时,应在檩条跨度三分点处各设置一道拉条。

⑵拉条的作用是防止檩条侧向变形和扭转,并且提供x轴方向的中间支点。此中间支点的力需要传到刚度较大的构件。为此,需要在屋脊或檐口处设置斜拉条和刚性撑杆。

⑶当檩条用卷边槽钢时,横向力指向下方,斜拉条布置于屋脊处。当檩条为Z形钢而横向荷载向上时,斜拉条应布置于屋檐处。 为了兼顾两种情况,在风荷载大的地区: ⑴在屋檐和屋脊处都设置斜拉条;

⑵把横拉条和斜拉条做成可以既承拉力又承压力的刚性杆。

刚性撑杆可采用钢管、方钢或角钢做成,通常按压杆的刚度要求 [λ]≤200来选择截面

9.⑴设置檩托的目的是为了阻止檩条端部截面的扭转,以增强其整体稳定性。 ⑵槽形和Z形檩条上翼缘的肢尖(或卷边)应朝向屋脊方向,以减少荷载偏心引起的扭矩

⑶计算檩条时,不能把隅撑作为檩条的支承点。 10.屋架外形及腹杆形式

屋架外形分为三角形 、梯形及平行弦三种。

桁架的腹杆形式有人字式、芬克式、豪式、再分式及交叉式五种。 11.⑴三角形桁架

适用于:陡坡屋面(i>1/3)、有檩屋盖

特点:与柱子铰接;房屋的整体横向刚度较低;弯矩图与外形相差悬殊,屋架弦杆受力不均, 支座处上下弦杆内力大、交角小,节点构造复杂

按腹杆布置分类:芬克式:杆件受力相对合理、制作运输较为方便,人字式:节点较少、受力不合理、抗震性能好,豪式:腹杆节点数目较多,设吊顶顶棚时用 ⑵梯形屋架

适用于: 屋面坡度较为平缓的屋盖

特点:弦杆受力较为均匀;与柱连接为铰接或刚接,刚接可提高建筑物的横向刚度

⑶平行弦屋架

适用于:较大跨度,坡度为1/20~1/10单坡屋架、吊车制动桁架、支撑构件 特点:节点构造较为统一;适应不同的坡度要求; 竖向荷载作用下,有折线拱的推力

12.桁架的外形确定原则:

(1)满足使用要求:屋面材料要求的排水坡度;房屋内部净空、吊顶、天窗;与其他构件的连接。

(2)受力合理:桁架外形应尽可能与其弯矩图接近;腹杆的布置应使内力分布趋于合理(长杆受拉、短杆受压,数量少);尽量使荷载作用于桁架节点上 。 (3)制造简单,运输与安装方便。 (4)综合技术经济效果好。 13.屋盖支撑的作用

(1)保证屋盖结构的几何稳定性(2) 保证屋盖的刚度和空间整体性 (2) 保证屋盖的刚度和空间整体性 (3) 为弦杆提供适当的侧向支承点 (4) 承担并传递水平荷载

(5) 保证结构安装时的稳定与方便

14.系杆的布置原则:

屋脊节点及主要支承节点处需设置刚性系杆;天窗侧柱处及下弦跨中或跨中附近设置柔性系杆;当屋架横向支撑设在端部第二柱间时,则第一柱间所有系杆均应为刚性系杆

15.刚架内力计算 (1)永久荷载; (2)屋面可变荷载; (3)左(或右)风荷载; (4)吊车左(或右)刹车力;

(5)吊车小车靠近左(或右)时的重力

16.吊车梁承受桥式吊车产生的三个方向荷载作用: ⑴吊车的竖向荷载P,

⑵横向水平荷载(刹车力及卡轨力)T, ⑶纵向水平荷载(刹车力)TL

纵向水平刹车力TL沿吊车轨道方向,通过吊车梁传给柱间支撑,对吊车梁的截面受力影响很小,计算吊车梁时一般均不需考虑。因此,吊车梁按双向受弯构件设计

17.⑴A6~A8级吊车梁受压翼缘的连接焊缝处和邻近的腹板也出现疲劳裂纹。原因:

①钢轨位置的偏移使上翼缘受扭,翼缘的连接焊缝和邻近的腹板受弯及受剪; ②水平卡轨力的效应同上;

③钢轨接头处轨面不平导致轮压的冲击作用,加剧了弯剪效应; ⑵构造措施:

①吊车梁的受压翼缘和腹板之间采用疲劳性能好的对接与角接组合焊缝; ②采用加厚上部腹板或在两侧增设斜板;

③采用抗扭性能好的钢轨和防松连接,减少钢轨偏心和扭转; ④采用焊接长轨,把接头设在梁端附近,减少冲击作用。 18.根据不同杆件提供的约束程度确定计算长度的原则为 :

(1) 杆件的轴力性质。拉力具有使杆件拉直的特性,而压力则趋向使杆件弯曲。因此,拉杆提供的约束比压杆大得多,并且拉力越大,约束作用也越大。反之,承受较大压力的杆件提供的约束越小。

(2) 杆件线刚度的大小。起约束作用杆件的线刚度相对比较大。 (3) 和所分析的杆直接刚性相连的杆件作用大,较远的杆件作用小。 19.节点设计的一般原则

(1) 双角钢截面杆件在节点处以节点板相连,各杆轴线汇交于节点中心。为制造方便,焊接桁架中将此距离调整成5mm的倍数;用螺栓连接时应该用角钢的最小线距来汇交。

(2) 如弦杆截面需沿长度变化,截面改变点应在节点上。

如果偏心e不超过较大杆件截面高度的5%,可不考虑偏心对杆件产生的附加弯矩。

(3) 角钢的切断面应与其轴线垂直

(4)为施焊方便,且避免焊缝过分密集致使材质变脆,节点板上各杆件之间焊缝的净距不宜过小,用控制杆端间隙 a 来保证:受静载时,a ≥10 ~20mm;受动载时,a ≥50mm 。

20.试说明加强受压上翼缘的吊车梁和连有制动结构的吊车梁在进行整体稳定验算时有何区别:连有制动结构的吊车梁,侧向弯曲刚度很大,整体稳定性得到保证不需要验算吊车梁的整体稳定性; 加强受压上翼缘的吊车梁由于加强的受压翼缘不能保证吊车梁的侧向稳定性,因此需要通过公式 计算加以保证