钢结构截面特性

一、设计资料1、车间平面尺寸为150m×9m，柱距7.5m，跨度为18m，柱网采用封闭结合。

车间内有两台15t/3t中级工作制软钩桥式吊车。

2、屋面采用长尺复合屋面板，檩距1.5m。

3、檩条采用冷弯薄壁斜卷边 Z 型钢Z250×75×20×2.5，屋面坡度 i=l/8。

4、侧向支撑点间距为3m5、钢屋架简支在钢筋混凝土柱顶上，柱顶标高9.000m，柱上端设有钢筋混凝土连系梁。

上柱截面为400mm×400mm，所用混凝土强度等级为C30，轴心抗压强度设计值fc＝14.3N/m2。

抗风柱的柱距为 6m，上端与屋架上弦用板铰连接6、钢材用Q235-B，焊条用E43系列型。

屋架采用平坡梯形屋架，无天窗，外形尺寸如图1。

图1 屋架外形尺寸及腹杆布置形式7、该车间建于深圳近郊。

8、屋盖荷载标准值：（l）屋面活荷载 0.50 kN/m2（2）基本风压w0.75 kN/m2（3）复合屋面板自重 0.15 kN/m2（4）檩条自重 0.084 kN/m2（5）屋架及支撑自重0.12+0.011L kN/m29、运输单元最大尺寸长度为15m，高为4.0m。

二、屋架几何尺寸及檩条布置1、屋架几何尺寸屋架上弦节点用大写字母A, B, C…连续编号，下弦节点以及再分式腹杆节点用小写字母a, b, c…连续编号。

图2 屋架几何尺寸运输单元的最大尺寸为长度15m，高度4m。

此屋架跨度18m，高度2.3m，所以可将屋架从屋脊处断开，取一半屋架作为运输单元，长度为9m，高为2.3m。

两个运输单元分别在工厂里面制作完成后，再运输至施工现场进行拼接。

2、檩条布置采用长尺复合屋面板，单坡内不需要搭接，在屋架上弦节点设置檩条，水平檩距为1.5m。

檩条跨度l=7.5m＞6m ，在跨中三分点处设置两道拉条，为檩条提供两个侧向支撑点。

由于风荷载较大，故在屋檐和屋脊处都设置斜拉条和刚性撑杆，以将拉条的拉力直接传递给屋架。

钢结构试卷-4一、单选题（1分×20=20分）1、下列关于荷载分项系数的论述( )不正确。

A 、γG 不分场合均取为1.2B 、γG 为结构永久荷载分项系数C 、γQ 用于计算活荷载效应的设计值D 、γQ 一般情况下取1.4，当楼面活荷载大于4kN/mm 2时，取1.32、验算型钢梁正常使用极限状态的变形时，用荷载( )。

A 、 设计值B 、 标准值C 、 组合值D 、 最大值3、钢材的抗拉强度f u 与屈服点f y 之比f u /f y 反映的是钢材的( )。

A 、 强度储备B 、 弹塑性阶段的承载能力C 、 塑性变形能力D 、 强化阶段的承载能力4、钢材的冷弯试验是判别钢材( )的指标。

A 、强度B 、塑性C 、塑性及冶金质量D 、塑性及可焊性5、在常温和静载作用下，焊接残余应力对下列哪一项没有影响( )A 、静力强度B 、刚度C 、低温冷脆D 、疲劳强度6、当剪应力等于( )f y 时，受纯剪作用的钢材将转入塑性工作状态A 、 3B 、2C 、3/1D 、2/17、应力集中愈严重，钢材也就变得愈脆，这是因为（ ）A 、 应力集中降低了材料的屈服点B 、 应力集中产生同号应力场，使塑性变形受到约束C 、 应力集中处的应力比平均应力高D 、 应力集中提高了钢材的塑性8、在结构设计中，失效概率P f 与可靠指标β的关系为（ ）。

A.、P f 越大，β越大，结构可靠性越差B.、P f 越大，β越小，结构可靠性越差C.、P f 越大，β越小，结构越可靠D.、P f 越大，β越大，结构越可靠9、当沿受力方向的连接长度l1>15d0时（d0为螺栓孔径），螺栓的抗剪和承压承载力设计值应予以降低，以防止（）。

A.、中部螺栓提前破坏B.、螺栓的连接变形过大C.、螺栓受弯破坏D.、端部螺栓提前破坏10、承压型高强度螺栓连接比摩擦型高强度螺栓连接( )。

A.、承载力低,变形大B、承载力高,变形大C.、承载力低,变形小D、承载力高,变形小11、在计算工字形截面两端铰支轴心受压构件腹板的临界应力时，其支承条件为( )A、四边简支B、三边简支,一边自由C、两边简支,两边自由D、悬臂12、简支梁当( )时整体稳定性最差A、梁上作用均布弯矩(各截面弯矩相等)B、满跨均布荷载作用C、满跨均布荷载与跨中集中荷载共同作用D、跨中集中荷载作用13、在确定焊接工字形截面高度时可不考虑( )的限制条件。

第四章4.7 试按切线模量理论画出轴心压杆的临界应力和长细比的关系曲线。

杆件由屈服强度2y f 235N mm =的钢材制成，材料的应力应变曲线近似地由图示的三段直线组成，假定不计残余应力。

320610mm E N =⨯2（由于材料的应力应变曲线的分段变化的，而每段的变形模量是常数，所以画出 cr -σλ 的曲线将是不连续的）。

解：由公式 2cr 2Eπσλ=，以及上图的弹性模量的变化得cr -σλ 曲线如下：4.8 某焊接工字型截面挺直的轴心压杆，截面尺寸和残余应力见图示，钢材为理想的弹塑性体，屈服强度为 2y f 235N mm =，弹性模量为 320610mm E N =⨯2，试画出 cry y σ-λ——无量纲关系曲线，计算时不计腹板面积。

f yyf (2/3)f y(2/3)f yx解：当 cr 0.30.7y y y f f f σ≤-=, 构件在弹性状态屈曲；当 cr 0.30.7y y y f f f σ>-=时，构件在弹塑性状态屈曲。

因此，屈曲时的截面应力分布如图全截面对y 轴的惯性矩 3212y I tb =，弹性区面积的惯性矩 ()3212ey I t kb =()322232232212212ey cryy y y yI t kb E E E k I tb πππσλλλ=⨯=⨯= 截面的平均应力 2220.50.6(10.3)2y ycr y btf kbt kf k f btσ-⨯⨯==-二者合并得cry y σ-λ——的关系式cry cry342cry σ(0.0273)σ3σ10y λ+-+-= 画图如下4.10 验算图示焊接工字型截面轴心受压构件的稳定性。

钢材为Q235钢，翼缘为火焰切割边，沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。

已知构件承受的轴心压力为0.6f yfyλσ0.20.40.60.81.0cryN=1500KN 。

解：已知 N=1500KN ，由支撑体系知对截面强轴弯曲的计算长度 ox =1200cm l ，对弱轴的计算长度 oy =400cm l 。

第五章5.1 一平台的梁格布置如图5.53所示，铺板为预制钢筋混凝土板，焊于次梁上。

设平台恒荷载的标准值（不包括梁自重）为 2.02/kN m 。

试选择次梁截面，钢材为Q345钢。

解：1、普通工字形钢34I45a 143332241x x W cm I cm ==选 3、验算： 1）强度63410.410272.82951.05143310x a x x M Mpa f Mp r W σ⨯====⨯⨯2）挠度445455666000384384 2.0610322411016.77[]15k q l v EIx mm v mm⨯=⋅=⋅⨯⨯⨯== 重选I50a444544647255666000384384 2.06104647210x k X I cm q l v EI =⋅⨯=⋅=⋅⨯⨯⨯3）整稳：不必计算。

4）局稳：因为是型钢，不必验算。

32.(220)366/(1.22 1.420)391.2/112291.26410.4886410.410313249391324.9391.05295mxWx r fxq kN m kq kN mM ql kN m x m x W mm cm x r f x ≥=+⨯==⨯+⨯⨯=≥=⨯⨯=⋅⨯≥===⨯5.3解：图5.54（a ）所示的简支梁，其截面为不对称工字形[图5.54（b ）]，材料为Q235B 钢；梁的中点和梁端均有侧向支承；在集中荷载（未包括梁自重）F=160kN (设计值)的作用下，梁能否保证其整体稳定性？2422max 132301800.81011041041076.980.8/0.812160121.2497.384842800.840.5101810.533.2301800.810110.880(82/233.2)80012G X A cm q kN mql Pl M kN my cmI γ-⎡⎤⎣⎦=⨯+⨯+⨯==⨯⨯=⨯⨯=+=⨯+=⋅⎡⎤⎣⎦⨯⨯+⨯⨯=+=⨯+⨯+⨯=⨯⨯+-⨯⨯1、计算梁自重、计算中和轴位置2243133413112.8301(33.20.5)101(48.80.5)9344093440281033.23 3.1 1.751(130110)233012 4.7/600/4.7127.7(130)/12/()0.9623300X X b b y y y y b b cm I W cm y I cm i cml i I I I ϕβλαη+⨯⨯-+⨯⨯-====⎡⎤⎣⎦⇒==⨯⨯+⨯=====⨯=+===、求查附表22'.8(21)0.8(20.961)0.7443202354320104822351.750.74127.728102352.50.60.2820.2821.07 1.070.9572.5b b b by X y b b Ah W f αϕβηλϕϕ-=⨯⨯-=⎤⎥=⨯⨯⨯⨯⎥⎦⎤⨯⎥=⨯⨯⨯⨯⎥⎦==-=-=4、梁整63497.310184.9215()0.957281010b X M Mpa f Mpa W ϕ⎡⎤⎣⎦⨯===⨯⨯体稳定计算满足5.4解：设计习题5.1的中间主梁（焊接组合梁），包括选择截面、计算翼缘焊缝、确定腹板加劲肋的间距。

例题3 钢框架结构分析及优化设计1例题钢框架结构分析及优化设计2 例题.钢框架结构分析及优化设计概要本例题通过某六层带斜撑的钢框架结构来介绍midas Gen的优化设计功能。

midas Gen提供了强度优化和位移优化两种优化方法。

强度优化是指在满足相应规范的强度要求条件下，求出最小构件截面，即以结构重量为目标函数的优化功能。

位移优化是针对钢框架结构，在强度优化设计前提下，增加了以侧向位移为约束条件的自动设计功能。

本文主要讲述强度优化设计功能。

此例题的步骤如下:1.简介2.建立模型并运行分析3.设置设计条件4.钢构件截面验算及设计5.钢结构优化设计例题钢框架结构分析及优化设计1.简介本例题介绍midas Gen的优化设计功能。

例题模型为带斜撑的六层钢框架结构。

(该例题数据仅供参考)基本数据如下：➢轴网尺寸：见图2➢柱: HW 200x204x12/12➢主梁：HM 244x175x7/11➢次梁：HN 200x100x5.5/8➢支撑：HN 125x60x6/8➢钢材： Q235➢层高：一层 4.5m二～六层 3.0m➢设防烈度：8º（0.20g）➢场地： II类➢设计地震分组：1组➢地面粗糙度；A➢基本风压：0.35KN/m2；➢荷载条件：1-5层楼面，恒荷载 4.0KN/m2，活荷载2.0KN/m2；6层屋面，恒荷载 5.0KN/m2，活荷载1.0KN/m2；1-5层最外圈主梁上线荷载4.0KN/m；6层最外圈主梁上线荷载1.0KN/m；➢分析计算考虑双向风荷载，用反应谱分析法来计算双向地震作用3例题钢框架结构分析及优化设计4 图1 分析模型图2 结构平面图例题钢框架结构分析及优化设计图3 ①，③轴线立面图图4 ①，④轴线立面图图5 ○B，○C轴线立面图图6 ○A，○D轴线立面图5例题钢框架结构分析及优化设计6 2.建立模型并运行分析建立模型并进行分析运算。

1.主菜单选择特性>材料>材料特性值：添加材料号：1；名称：Q235；规范：GB03(S) ；数据库：Q235；材料类型：各向同性。

标题：钢结构刚度系数的重要性及其影响因素一、理解钢结构刚度系数的基础钢结构的刚度系数是一个标志性参数，它测量了结构在受力时的变形能力。

一个高刚度系数的钢结构表明在同等外力作用下，其产生的变形较小。

（1）刚度系数的定义刚度系数是力与变形的比值。

在钢结构工程中，这个系数用来描述构件或整个结构在受到外力时的抵抗变形能力。

（2）刚度系数与弹性模量的关系弹性模量是材料力学性质的一个度量，它将材料的应力（或内力）与相应的应变（或变形）关联起来。

钢的弹性模量通常看作是一个常数，而刚度则更多地受结构尺寸的影响。

二、刚度系数的计算方法准确计算刚度系数对于设计一个可靠的钢结构至关重要。

（1）理论计算理论计算通常基于材料力学和结构力学的原理，使用数学模型来估算钢结构的刚度系数。

（2）数值模拟随着计算机技术的进步，数值模拟，尤其是有限元分析，成为了计算复杂钢结构刚度系数的有效工具。

三、钢结构刚度系数的影响因素刚度系数受多种因素影响，影响因素的掌握对于设计和施工阶段都极为重要。

（1）材料属性材料的力学性质，如屈服强度和弹性模量都会影响刚度系数。

钢结构的材料质量必须符合工程要求。

（2）构件的截面特性不同截面形状、尺寸和截面面积的构件其刚度系数有很大差异。

这需要在设计阶段进行精细计算和选择。

在下一部分的内容将深入探讨钢结构刚度系数对整个结构设计和性能的实质性影响，包括其在静载荷和动载荷作用下的行为分析。

同时，将讨论刚度在结构稳定性和疲劳寿命中的作用，以及如何合理控制刚度系数以优化结构设计。

一、钢结构刚度系数对设计的影响钢结构的设计过程中，刚度系数是评估结构应对外力效果的关键参数，它直接关系到结构的安全性与经济性。

（1）结构稳定性分析结构刚度与稳定性息息相关。

分析刚度系数能够帮助工程师预测和预防可能的屈曲行为，保证结构在受力时保持其完整性。

（2）振动特性研究对结构进行动力分析时，刚度系数会影响结构的固有频率。

吸收和减少因环境或使用活动引起的振动，刚度设计尤为关键。

钢结构(第三版)戴国欣主编__课后习题答案第三章钢结构的连接3.1试设计双角钢与节点板的角焊缝连接（图3.80）。

钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，轴心力N=1000KN（设计值），分别采用三面围焊和两面侧焊进行设计。

解：（1）三面围焊确定焊脚尺寸：，，内力分配：焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为，取310mm。

，则实际焊缝长度为，取120mm。

（2）两面侧焊确定焊脚尺寸：同上，取，内力分配：，焊缝长度计算：，则实际焊缝长度为:，取390mm。

，则实际焊缝长度为:，取260mm。

3.2 试求图3.81所示连接的最大设计荷载。

钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊，角焊缝焊脚尺寸，。

焊脚尺寸：焊缝截面的形心：则（1）内力分析：V=F，（2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算T引起的应力：V引起的应力：（4）3.3 试设计如图3.82所示牛腿与柱的连接角焊缝①、②、③。

钢材为Q235B，焊条为E43型，手工焊。

（1）内力分析：V=F=98KN，（2）焊缝截面参数计算：取焊缝截面的形心：（3）应力计算M引起的应力：V引起的应力：（4）3.4 习题3.3的连接中，如将焊缝②及焊缝③改为对接焊缝（按三级质量标准检验），试求该连接的最大荷载。

（1）内力分析：V=F，（2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算M引起的应力：V引起的应力：（4）3.5焊接工字形梁在腹板上设一道拼接的对接焊缝（图3.83），拼接处作用有弯矩，剪力V=374KN，钢材为Q235B钢，焊条用E43型，半自动焊，三级检验标准，试验算该焊缝的强度。

（1）内力分析：V=374KN，（2）焊缝截面参数计算：（3）应力计算腹板和翼缘交接处：折算应力：不满足3.6 试设计图3.81的粗制螺栓连接，F=100KN(设计值)，。

（1）内力分析：V=100KN，，（2）参数计算：单个螺栓抗剪承载力（M22），（3）内力计算T引起的应力：V引起的应力：（4）3.7 试设计如图3.84所示：构件钢材为Q235B，螺栓为粗制螺栓。

钢结构基础第六章答案6.1 工字形焊接组合截面简支梁，其上密铺刚性板可以阻止弯曲平面外变形。

梁上均布荷载（包括梁自重），跨中已有一集中荷载，现需在距右端4处4/q kN m =090F kN =m 设一集中荷载。

问根据边缘屈服准则，最大可达多少。

设各集中荷载的作用位置距梁1F 1F 顶面为120mm ，分布长度为120mm 。

钢材的设计强度取为。

另在所有的已知2300/N mm 图6-34 题6.1解：（1）计算截面特性2250122800812400A mm =⨯⨯+⨯= 339411250824(2508)800 1.33101212x I mm =⨯⨯-⨯-⨯=⨯633.229102x x IW mm h ==⨯ 32501240640082001858000m S mm =⨯⨯+⨯⨯=31250124061218000S mm =⨯⨯=（2）计算、两集中力对应截面弯矩0F 1F ()210111412901263422843F M F kN m =⨯⨯+⨯⨯+⨯=+⋅()1118128248489012824424333F M F kN m =⨯-⨯⨯+⨯⨯⨯+⨯=+⋅令，则当，使弯矩最大值出现在作用截面。

10M M >1147F kN >1F （3）梁截面能承受的最大弯矩63.22910300968.7x M W f kN m==⨯⨯=⋅令得：；令得：0M M =1313.35F kN =1M M =1271.76F kN =故可假定在作用截面处达到最大弯矩。

1F （4）a ．弯曲正应力①61max68(244)1033003.22910x x F M W σ+⨯==≤⨯b.剪应力作用截面处的剪力1F 1111122412449053()2233V F F kN ⎛⎫=⨯⨯-⨯+⨯+=+ ⎪⎝⎭ ②311max925310185800031.33108m x F V S I t τ⎛⎫+⨯⨯ ⎪⎝⎭==≤⨯⨯c.局部承压应力在右侧支座处： ③()312244510330081205122120c F σ⎛⎫++⨯⎪⎝⎭=≤⨯+⨯+⨯集中力作用处： ④1F ()311030081205122120c F σ⨯=≤⨯+⨯+⨯d.折算应力作用截面右侧处存在很大的弯矩，剪力和局部承压应力，计算腹板与翼缘交界处的分享1F 应力与折算应力。

第二章2.1 如图2-34所示钢材在单向拉伸状态下的应力－应变曲线，请写出弹性阶段和非弹性阶段的σε-关系式。

tgα'=E'f y 0f y 0tgα=E 图2-34 σε-图（a ）理想弹性－塑性（b ）理想弹性强化解：（1）弹性阶段：tan E σεαε==⋅非弹性阶段：y f σ=（应力不随应变的增大而变化） （2）弹性阶段：tan E σεαε==⋅ 非弹性阶段：'()tan '()tan y y y y f f f E f Eσεαεα=+-=+-2.2如图2-35所示的钢材在单向拉伸状态下的σε-曲线，试验时分别在A 、B 、C 卸载至零，则在三种情况下，卸载前应变ε、卸载后残余应变c ε及可恢复的弹性应变y ε各是多少？2235/y f N mm = 2270/c N mm σ= 0.025F ε= 522.0610/E N mm =⨯2'1000/E N mm =f yσF图2-35 理想化的σε-图解：（1）A 点：卸载前应变：52350.001142.0610y f Eε===⨯卸载后残余应变：0c ε=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=卸载前应变：0.025F εε== 卸载后残余应变：0.02386y c f Eεε=-=可恢复弹性应变：0.00114y c εεε=-=（3）C 点： 卸载前应变：0.0250.0350.06'c yF f E σεε-=-=+=卸载后残余应变：0.05869cc Eσεε=-=可恢复弹性应变：0.00131y c εεε=-=2.3试述钢材在单轴反复应力作用下，钢材的σε-曲线、钢材疲劳强度与反复应力大小和作用时间之间的关系。

答：钢材σε-曲线与反复应力大小和作用时间关系：当构件反复力y f σ≤时，即材料处于弹性阶段时，反复应力作用下钢材材性无变化，不存在残余变形，钢材σε-曲线基本无变化；当y f σ>时，即材料处于弹塑性阶段，反复应力会引起残余变形，但若加载－卸载连续进行，钢材σε-曲线也基本无变化；若加载－卸载具有一定时间间隔，会使钢材屈服点、极限强度提高，而塑性韧性降低（时效现象）。

1、门式刚架轻型房屋屋面坡度宜取（1／20—1／8），在雨水较多的地区取其中的较大值。

2、在设置柱间支撑的开间，应同时设置（屋盖横向支撑），以构成几何不变体系。

3、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。

4、冷弯薄壁构件设计时，为了节省钢材，允许板件（受压屈曲，），并利用其（屈曲后强度）强度进行设计。

5、当实腹式刚架斜梁的下翼缘受压时，必须在受压翼缘两侧布置（隅撑）6、螺栓排列应符合构造要求，通常螺栓端距不应小于（ 2 ）倍螺栓孔径，两排螺栓之间的最小距离为（3）倍螺栓直径。

7、垂直于屋面坡度放置的檩条，按（双向受弯）构件设计计算。

8、屋架节点板上，腹杆与弦杆以及腹杆与腹杆之间的间隙应不小于（20mm ）。

1、梯形钢屋架受压杆件．其合理截面形式，应使所选截面尽量满足（等稳定）的要求。

2、普通钢屋架的受压杆件中，两个侧向固定点之间（垫板数不宜少于两个）。

3、梯形钢屋架节点板的厚度，是根据（腹杆中的最大内力）来选定的。

4、槽钢檩条的每一端一般用下列哪一项连于预先焊在屋架上弦的短角钢檩托上（两个普通螺栓）。

5、如轻型钢屋架上弦杆的节间距为L，其平面外计算长度应取( 侧向支撑点间距)。

6、屋架下弦纵向水平支撑一般布置在屋架的（下弦端节间）。

7、屋盖中设置的刚性系杆（可以受压）。

8、某房屋屋架间距为6m，屋架跨度为24m，柱顶高度24m。

房屋内无托架，业务较大振动设备，且房屋计算中未考虑工作空间时，可在屋盖支撑中部设置（ C 纵向支撑）。

9、梯形屋架的端斜杆和受较大节间荷载作用的屋架上弦杆的合理截面形式是两个（C不等肢角钢长肢相连）。

10、屋架设计中，积灰荷载应与（屋面活荷载和雪荷载两者中的较大值）同时考虑。

1、试述屋面支撑的种类及作用。

（8分）答：种类：上弦横向水平支撑、下弦横向水平支撑、下弦纵向水平支撑、竖向支撑、系杆作用：1、保证屋盖结构的几何稳定性2、保证屋盖结构的空间刚度和整体性3、为受压弦杆提供侧向支撑点4、承受和传递纵向水平力5、保证结构在安装和架设过程中的稳定性2、试述空间杆系有限元法的基本假定。

钢结构基本构件分类及其做法图解钢结构是由钢制材料组成的结构，是主要的建筑结构类型之一。

结构主要由型钢和钢板等制成的梁钢、钢柱、钢桁架等构件组成，并采用硅烷化、纯锰磷化、水洗烘干、镀锌等除锈防锈工艺。

各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。

因其自重较轻，且施工简便，广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。

1、建筑体系1-1、门式刚架体系1-1-1、基本构件图1-1-2、说明力学原理门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。

为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。

刚架刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。

支撑、系杆刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。

柔性支撑为圆钢。

系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。

屋面檩条、墙梁一般为C型钢、Z型钢。

承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。

1-1-3、门式刚架的基本形式a.典型门式刚架b.带吊车的门式刚架c.带局部二层的门式刚架1-1-4、基本节点a.柱脚节点b.梁、柱节点■局部二层节点参照多层框架体系。

1-1-5、刚架衍生形式■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。

■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。

1-2、多层框架体系1-2-1、框架图示1-2-2、说明力学模型a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。

b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。

c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。

d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。

框架柱框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。

所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。

框架梁框架梁一般采用H型截面。

楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。

支撑支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。

1-2-3、基本节点a.柱脚节点■柱脚节点同门式刚架体系。

1、建筑体系1-1、门式刚架体系1-1-1、基本构件图1-1-2、说明力学原理门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。

为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。

刚架刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。

支撑、系杆刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。

柔性支撑为圆钢。

系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。

屋面檩条、墙梁一般为C型钢、Z型钢。

承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。

1-1-3、门式刚架的基本形式a.典型门式刚架6 s# ]8 P, H' }) e5 y! X8 Yb.带吊车的门式刚架2 K5 J% N# x' p: p2 Rc.带局部二层的门式刚架1-1-4、基本节点a.柱脚节点" O; `! ^4 Q# r1 @5 j8 L# n* Xb.梁、柱节点+ @. r: U' X" R) g5 l' @4 I% m! D; ?1 n% R■局部二层节点参照多层框架体系。

1-1-5、刚架衍生形式■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。

■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。

1-2、多层框架体系1-2-1、框架图示6 V) u$ B5 o1 v3 J1-2-2、说明力学模型a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。

b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。

c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。

d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。

框架柱框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。

所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。

框架梁框架梁一般采用H型截面。

楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。

支撑支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。

1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度（说明验算点）。

图中荷载为静力荷载设计值。

钢材为Q235-A•F。

手工焊，焊条E43型。

ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度。

图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为8.8级M20，预拉力P=110KN，被连接板件钢材Q235-A•F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。

判定梁的局部稳定是否满足要求（腹板判定是否需设加劲肋，如需设加劲肋，请按构造要求设置加劲肋，并画出加劲肋的布置图）。

梁采用Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2。

计算时可忽略梁的自重。

4.某压弯构件截面如图所示，荷载为静力荷载设计值，试验算整体稳定是否满足要求。

材质：Q235-A钢材，fd=215N/mm2，fvd=125N/mm2，fy=235N/mm2，E=2.06×105N/mm2。

，；0.7572；平面内稳定验算：平面内稳定验算：；0.6309；1.试验算图中所示柱牛腿中钢板与柱翼缘节点的连接焊缝的强度。

图中荷载为静力荷载设计值。

钢材为Q235-A• F。

手工焊，焊条E43型。

ffw=160N/mm2，ftw=185N/mm2，fvw=125N/mm2。

2.试验算图示节点摩擦型高强螺栓群的强度（不需验算连接板的强度）。

图中荷载为静力荷载设计值，高强螺栓为10.9级M20（孔d0=21.5mm），预拉力P=155kN，被连接板件钢材Q235-A• F（=125N/mm2，=215N/mm2），板件摩擦面间作喷砂处理（μ=0.45）。

3.某简支梁截面如图所示，梁的跨度为6m，所受荷载为静力荷载设计值，试验算梁的强度是否满足要求。

钢结构识图大全HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】1、建筑体系1-1、门式刚架体系1-1-1、基本构件图1-1-2、说明力学原理门式刚架结构以柱、梁组成的横向刚架为主受力结构，刚架为平面受力体系。

为保证纵向稳定，设置柱间支撑和屋面支撑。

刚架刚架柱和梁均采用截面H型钢制作，各种荷载通过柱和梁传给基础。

支撑、系杆刚性支撑采用热轧型钢制作，一般为角钢。

柔性支撑为圆钢。

系杆为受压圆钢管，与支撑组成受力封闭体系。

屋面檩条、墙梁一般为C型钢、Z型钢。

承受屋面板和墙面板上传递来的力，并将该力传递给柱和梁。

1-1-3、门式刚架的基本形式a.典型门式刚架b.带吊车的门式刚架c.带局部二层的门式刚架1-1-4、基本节点a.柱脚节点b.梁、柱节点■局部二层节点参照多层框架体系。

1-1-5、刚架衍生形式■吊车和局部二层可在衍生形式刚架中布置。

■山墙刚架其本质也是多连跨刚架，不过中间柱与刚架柱比截面旋转了90度。

1-2、多层框架体系1-2-1、框架图示1-2-2、说明力学模型a.纯刚接框架：纵横两个方向均采用刚接的框架。

b.刚接-支撑框架：横向采用刚接，纵向采用铰接，并在纵向设置支撑，以传递水平力。

c.支撑式框架：纵横向均采用铰接，两向均设置支撑传递水平力。

d.有时为保证足够的刚度，在刚接框架中亦设置支撑。

框架柱框架柱可采用H型截面、箱形截面、十字形截面、圆管形截面等。

所有上部结构的力都通过框架柱传递给基础。

框架梁框架梁一般采用H型截面。

楼盖和屋盖上的力通过框架梁传递给框架柱。

支撑支撑采用一般采用热轧型钢制作，其功能是传递层间水平力和保证结构的刚度。

1-2-3、基本节点a.柱脚节点■柱脚节点同门式刚架体系。

b.柱、梁节点?2、支撑、系杆2-1、图示柱间柔性支撑柱间刚性支撑2-2、说明■支撑分为柔性支撑和刚性支撑两种。

柔性支撑由圆钢制作，安装时必须张紧，主要用于门式刚架结构。

钢结构第6章 于千秋 2009102021661习题6.2 某竖向支撑桁架如图6.60所示。

两斜腹杆均采用双角钢截面，节点板厚8mm ，钢材为Q235.承受荷载标准值P k =12.5kN ，全部由可变荷载所引起。

取拉杆和压杆的容许长细比分别为400和200.假设斜腹杆的计算长度为l 0x =l oy =l ，支座处两水平反力H 相等。

若杆件的最小截面规定为2∠45×5，试选用此两斜腹杆的截面。

解：⑴由题，荷载设计值N=1.4N Qk =1.4P k =1.4×12.5=17.5kN则N Ab=1.4x2P k=1.4x 2x12.5=12.5KN 需要构件截面面积为:A n =A ≥N/f=12.5x 312.510215×102-=0.58cm 2需要的截面回转半径为: 拉杆：i 1 ≥011l [λ]= =1.061 cm压杆：i 2 ≥021l [λ]= 200=2.12 cm 拉杆按最小截面选用2∠45x5压杆选用2∠75x50x56.6某轴心受压柱,承受轴心受压力标准值N k =1600kN ，其中永久荷载（包括柱自重）为30%，可变荷载为70%。

两端铰接，柱高l=8m 。

截面采用焊接工字形，翼缘板为剪切边。

沿截面强轴方向有一中间侧向支承点，取l ox =2l oy =l 。

Q235钢试选择此工字形截面，并进行整体稳定和局部稳定验算。

（1）设计资料l ox =l=8m l oy =l/2=4m柱子承受轴心压力设计值 N=1.2x30%N k +1.4x70% N k =2144KN （2）试选截面方案（一）假设取x λ=y λ=100b 类截面 x λ=100，φ=0.555c 类截面 y λ=100，φ=0.463 需要的回转半径和柱截面尺寸 i x ≥x oxλl =800/100=8cm i y ≥λyl oy =400/100=4cm 由近似回转半径关系得需要翼缘板宽度b ≥24.0i y=24.04=16.7cm 需要截面高度h ≥43.0i x =43.08=18.6cm试选方案（二）假设取x λ=y λ=50b 类截面φ=0.856c 类截面φ=0.775同理得到i x ≥16cm i y ≥8cm b ≥33.3cm h ≥37.2cm 取b=34cm 、 h=38cmA ≥φf N =215x 775.01021443⨯x 10-2=128.7 cm 2翼缘板2-14x340 A f =95.2 cm 2腹板 1-10x380 A w =38 cm 2 A=133.2＞128.7 cm 2 截面积A=2x1.4x34+1x38=133.2 cm 2惯性矩 I x =(1/12)x[34x40.83 -（34-1）x35.23]=72493cm 4 I y =2×1/12×1.4×343 =9171cm 4 回转半径 i x =AI x=23.3cm i y =AI y=8.3cm 长细比x λ=x ox i l =800/23.3=34.3 y λ=yoy i l=400/8.3=48.2＜[λ]=150截面验算：1）整体稳定性 由x λ=34.3 查b 类截面得φ=0.785φA N =23102.133x 785.0102144⨯⨯=205 N/mm 2 ＜f=215N/mm 2 可； 2）强度不必验算 3）局部稳定性翼缘板外伸肢宽厚比 b/t=（340-10）/(2x14)=11.8＜（10+0.1λ）fy235=15.7，可；腹板宽厚比h 0 /t w =352/10=35.2＜（25+0.5λ）fy235=52.3，可； 所选截面合适。