钢结构习题答案单元45文档格式.docx
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铰接柱脚通常仅按承受轴向压力计算，轴向压力N一部分由柱身传给靴梁、肋板等，再传给底板，最后传给基础；
另一部分是经柱身与底板间的连接焊缝传给底板，再传给基础。
4-13轴心受压柱典型的柱头形式如图所示。
1）请在图中标出柱头节点中与连接和构造有关的各部分零件的名称；
2）请给出此柱头节点的传力过程。
荷载：
梁支承加劲肋→柱翼缘荷载：
调整定位后，用螺栓固定。
突缘加劲肋→短肋→腹板（厚）
设隔板，作用是支撑顶板，使传力均匀拖住顶板
实训练习题
4-1填空
1．在钢结构的受力构件及其连接中，不宜采用厚度小于4mm的钢板；
不宜采用壁厚小于3mm的钢管；
不宜采用截面小于L45X4或L56X36X4的角钢（对焊接结构）或截面小于L50X5的角钢（对螺栓连接或铆钉连接结构）。
2．焊缝金属宜与主体金属相适应。
当不同强度的钢材连接时，可采用与低强度钢材相适应的焊接材料。
3．对大面积的板材（如实腹梁的腹板）拼接中，常会遇到纵横交叉的拼接焊缝。
当采用对接焊缝时，纵横两方向的对接焊缝，可采用十字形交叉或T形交叉。
4．对接焊缝按是否焊透可分为焊透的和部分焊透的。
一般采用焊透对接焊缝。
5．杆件与节点板的连接焊缝，可采用两面侧焊、三面围焊或L形围焊。
6．每一杆件在节点上以及拼接接头的一端，永久性的螺栓（或铆钉）数不宜少于2个。
对组合构件的缀条，其端部连接可采用1个螺栓（或铆钉）。
7．当实腹式柱的腹板计算高度与厚度之比
＞80时，应采用横向劲肋加强，其间距不得大于3
。
8．焊接组合梁的工厂拼接，翼缘与腹板的拼接位置最好错开并用直对接焊缝。
腹板的拼接焊缝与横向加劲肋之间至少相距10tw。
9．当焊接桁架的杆件用节点板连接时，弦杆与腹杆、腹杆与腹杆之间宜留有一定的间隙，间隙不宜小于20mm。
为便于施焊，改善焊缝附近钢材抗脆断的能力，相邻角焊缝焊趾间净距不应小于5mm。
4-2选择题
1轴心受压柱脚中采用锚栓目的（C）。
A承受柱底的弯矩B承受柱底的剪力C承受柱底的轴力D便于柱子安装定位
2当实腹式柱的腹板计算高度与厚度之比＞80时，应设置（C）加强。
A横隔B纵向加劲肋C纵横向加劲肋D短加劲肋
单元5钢结构施工图纸的识读
5-1简述钢结构设计图与钢结构施工详图的区别
钢结构设计图由具有相应设计资质级别的设计单位编制。
钢结构施工图是沟通设计人员与加工制作、安装等施工人员意图的详图，是钢结构制作安装各个工序、各项作业的指示书。
按规定，钢结构设计图在深度上一般只绘出构件布置。
构件截面与内力及主要节点构造，故一般设计单位提供的设计图，不能直接用来进行施工。
因此在施工详图设计阶段尚需补充必要的构造设计与连接计算，并且应结合本企业的制作工艺、制作设备、施工标准和施工管理水平，在设计图的基础上进一步深化设计。
5-2钢结构施工详图制图有哪些方面的规定?
钢结构施工详图制图应满足«
房屋建筑制图统一标准»
（ＧＢ/Ｔ５０００１—２０１７）、«
建筑结构制图标准»
（ＧＢ/Ｔ５０１０５—２０１０）、«
焊缝符号表示法»
（ＧＢ/Ｔ３２４—２００８）等国家制图标准要求。
钢结构施工详图中的基本内容如图样幅面规格、图线线型、定位轴线、字体、计量单位、比例、各种符号（剖切符号、索引符号、详图符号、引出线、对称符号、连接符号）、尺寸标注等规定与其他建筑结构施工图基本相同。
同时还有常用型钢的标注方法；
螺栓、孔、电焊铆钉的表示方法；
常见焊缝的标注；
尺寸标注等。
５-１说明图５-２０中角钢、工字钢、槽钢、Ｈ型钢的规格。
角钢为等边角钢。
肢长125mm、肢厚12mm;
柱为宽翼缘Ｈ型钢400*300；
梁为窄翼缘Ｈ型钢500*200；
没有工字钢和槽钢。
5-2绘制永久螺栓、高强度螺栓、安装螺栓、圆形螺栓孔、长圆形螺栓孔的图例；
5-3解释图５-２１中的焊缝标注。
塞焊缝，高度10mm;
单面角焊缝，焊脚尺寸10mm;
双面角焊缝，焊脚尺寸10mm,焊缝长度180mm;
单面角焊缝，现场施焊，焊脚尺寸8mm;
单元6复习思考题
6-1屋架支撑有哪些作用？
分为哪几种类型？
布置在哪些位置？
答：
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
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
有上弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑。
下弦纵向水平支撑，垂直支撑和系杆五种。
钢屋架应根据结构及其荷载的不同情况设置可靠的支撑系统，在建筑物每一个温度区段或分期建设的区段中，应设置独立的空间稳定的支撑系统。
屋盖水平支撑：
屋盖横向支撑宜布置在温度度区间端部第一或第二开间，当设在第二开间时，在第一开间相应位置设刚性系杆。
下弦纵向水平支撑应设置在屋架下弦端节间内,与下弦横向水平支撑组成封闭的支撑体系。
垂直支撑联系屋架上、下弦水平支撑,并和屋架水平支撑一起形成几何不变的屋盖空间结构,是上弦横向水平支撑的支承点,在屋盖安装过程中保证屋盖稳定。
系杆沿结构全长布置的系杆，一般在柱子上端与屋脊处布置，有吊车的应在吊车梁布置。
6-2从图6-2中檩条（CL6-2A~CL6-2F）的布置规律，总结檩条编号及布置的依据。
檩条有主檩和次檩之分。
主檩条连接安装在屋面及外墙结构柱梁上，次檩条用于把屋面板及外墙板连接在基础结构上，主次檩条都是近代钢结构建筑设计常用的主要结构部件。
常见的钢结构檩条可详见图集05SG521-2钢檩条图集。
6-3檩条间为什么要设置拉条和撑杆，如何设置？
檩条的拉条设置与否主要和檩条的侧向刚度有关，对于侧向刚度交叉的实腹式和平面衍架式檩条，为了减小檩条在安装和使用阶段的侧向变形扭转，保证其整体稳定性，一般需根据檩条跨度设置一至两道拉条，作为其侧向支撑点。
檩条撑杆的作用主要是限制檐檩和脊檩以及天窗缺口处边檩向上或向下两个方向的侧向弯曲，撑杆处应同时设置斜拉条。
6-4支撑杆件与屋架如何连接？
支撑与屋架的连接，除设置安装螺栓外，还应加焊缝，并且不允许在屋架满负荷的情况下施焊。
仅采用螺栓连接而不加焊接时，应待构件连接完毕正固定后将螺丝扣打毛或将螺杆与螺母焊接，以防松动。
6-5为什么要设置檩托？
一般用什么材料制作？
如何连接？
防止檩条在支座处的扭转变形和倾覆。
采用厚0.5--2毫米的薄铁皮螺栓连接，如果是垂直于屋面梁的小钢板，也可与屋面梁焊接。
6-6材料表有哪些作用？
其“正、反”数量表示什么意义？
钢结构中材料表的正反是指形状大小一样，分别安装在对称位置上的材料，如柱间支撑连接板，是一对（2块）形状大小一样，开孔位置与中心镜像的板材。
6-7、6-8略，在实训过程中确定。
单元7复习思考题
7-1门式刚架中隅撑起什么作用？
绘图说明如何连接？
为了保证构件的平面外的稳定性，减小构件平面外的计算长度。
为了防止受压翼缘（梁下翼缘和柱的内侧翼缘）屈曲失稳，增加受压翼缘的稳定性而设置的。
7-2山墙处门式刚架结构有哪两种处理方法？
在建筑物山墙处，一般仍需设置端刚架（刚架梁、刚架柱），有时为降低用钢量，也可用山墙横向墙架柱并增设压顶斜梁以代替端刚架，并可在端部设置了抗风柱，以保证厂房的纵向稳定性。
7-3门式刚架中如何设置屋面支撑？
（1）门式刚架的屋面支撑应和斜梁构成几何不变的桁架体系。
（2）在房屋每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置独立的空间稳定结构的支撑体系。
（3）柱距越大，吊车起重量越大且工作级别越高，支撑的刚度应越大。
（4）地震区的支撑宜适当增加，并加强其节点构造。
（5）屋面支撑一般采用交叉支撑形式。
7-4门式刚架斜梁与柱的连接形式有几种？
试绘图说明。
端板平放（图c）、端板斜放（图b）、端板竖放（图a）
7-5门式钢架柱脚有哪两种形式？
各适用何种情况？
铰接、刚接。
《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：
2002）第4.1.4条规定：
“门式刚架的柱脚多按铰接支承设计，通常为平板支座，设一对或两对地脚螺栓。
当用于工业厂房且有5t以上桥式吊车时，宜将柱脚设计成刚接。
”
门式刚架的柱脚是采用铰接还是刚接还要看房屋的高度和风荷载的大小，如果房屋的高度较大而风荷载也较大，就是无吊车，如柱脚采用铰接，柱顶位移较大，为控制柱顶位移要增大梁柱断面，增加用钢量；
另外，门式刚架的柱脚是采用铰接还是刚接还要考虑土质情况及基础造价。
一般采用刚接柱脚，由于基础要承受较大的偏心弯矩，基础的平面尺寸和造价较采用铰接柱脚的基础要大，土质情况差的时候，相差会更大。
因此，选用何种柱脚形式要根据房屋的高度、风载大小、有无吊车、吊车的吨位和工作情况及土质情况等综合考虑。
实训练习题略，在实训室完成。
单元8复习思考题
8-1双层网架的主要形式有哪些?
双层网架的结构形式很多，目前常用的按照组成情况分有三类：
由两向或三向平面桁架组成的网架、由三角锥体或四角锥体组成的网架。
1）第一类是由平面桁架系组成的网架结构；
2）第二类是由四角锥体组成的网架；
3）第三类是由三角锥体组成的网架结构
8-2网架结构的支承形式主要有哪些?
1）两向正交正放网架；
2）两向正交斜放网架；
3）三向交叉网架；
4）正放四角锥网架；
5）斜放四角锥网架；
6）棋盘四角锥网架；
7）星形四角锥网架；
8）三角锥网架；
9）蜂窝型三角锥网架；
８-3网架结构的节点常用形式有哪些?
１）焊接钢板节点；
２）焊接空心球节点；
３）螺栓球节点；
８-4网架结构的支座形式有哪些?
１）平板压力支座节点；
２）单面弧形压力支座；
３）双面弧形压力支座；
４）球铰弧形压力支座；
５）板式橡胶压力支座。
8-5网架结构屋面排水方式有哪几种?
1）在上弦节点上加设不同高度的小立柱形成所需坡度排水；
2）对整个网架起拱找坡排水；
3）采用变高度网架形式排水；
单元九复习思考题
９-1压型钢板组合楼板中抗剪连接件的形式有哪几种?
抗剪连接件的形式有４种，1）依靠压型钢板的纵向波槽；
2）依靠压型钢板上的压痕、小洞或冲成的不闭合的孔眼；
3）压型钢板上焊接的横向钢筋传递；
4）设置于端部的锚固件；
９-2框架结构中耗能梁段有哪些几何特征？
是如何耗能的?
耗能梁段的腹板不得贴焊补强板,也不得开洞,耗能梁段与支撑连接处，在其腹板两侧配置加劲肋，加劲肋的高度应为梁腹板高度，耗能梁段腹板的中间加劲肋，需按梁段的长度区别对待，中间加劲肋应与消能梁段的腹板等高，当消能梁段截面高度小于640ｍｍ时，可配置单侧加劲肋，当消能梁段截面高度大于640ｍｍ时，应在两侧配置加劲肋，偏心支撑的斜杆中心线与梁中心线的交点，一般在消能梁段的端部，也可以在消能梁段内，但不应在消能梁段以外。
在正常的荷载状态下，偏心支撑框架具有足够的水平刚度，在遭遇强烈地震作用时，耗能梁段首先屈服吸收能量。
９-3在钢框架结构中钢梁和钢柱的常见连接方式有几种?
梁和柱的连接有刚性连接、半刚性连接和柔性连接。
9-4在多高层钢结构建筑中，常见的支撑形式有几种?
它们分别在什么情况下使用?
高层钢结构中的支撑可分为两大类：
一类是水平支撑；
另一类是竖向支撑；
竖向支撑主要有竖向中心支撑和竖向偏心支撑两种形式，
（１）水平支撑 水平支撑是指设置于同一水平面内的支撑的总称，它包括横向水平支撑和纵向水平支撑，在高层建筑中，水平支撑分为两种：
一类是为了建造和安装的安全而设置的临时水平支撑，另一类是永久水平支撑，通常在水平构件（楼盖或屋盖构件）不能构成水平刚度大的隔板时设置。
（2）竖向支撑 高层建筑中的竖向支撑通常呈贯通整个建筑物高度的平面桁架形式，它是通过在两根柱构件间设置一系列斜腹杆构成的。
实训练习题略，在实训室完成
单元10实训练习题略
单元１１ 钢结构加工制作
11-1钢材的储存与堆放应注意什么问题？
钢材可露天堆放，也可对方在有顶棚的仓库里。
露天堆放时，堆放场地要平整，并应高于周围地面，四周留有排水沟，雪后要易于清扫。
堆放在有顶棚的仓库内时，可直接堆放在地坪上，下垫楞木钢材的堆放要尽量减少钢材的变形和锈蚀，钢材堆放的方式既要节约用地，也要注意提取方便。
11-2图样审查的主要内容有哪些？
设计文件是否齐全，设计文件包括设计图、施工图、图样说明和设计变更通知单等。
构件的几何尺寸是否标准齐全、相关构件的尺寸是否正确。
节点是否清楚，是否符合国家标准。
标题栏内构件的数量是否符合工程的总数量。
构件之间的连接形式是否合理。
加工符号、焊接符号是否齐全。
结合本单位的设备和技术条件考虑，能否满足图样上的技术要求。
图样的标准化是否符合国家规定等。
11-3简述钢结构构件加工工序。
放样和号料，切割，制孔，组装，矫正，表面处理
11-4钢结构的验收资料包括哪些？
施工图和设计变更文件，设计变更的内容应在施工图中相应补位注明。
制作中对技术问题处理的协议文件。
钢材、连接材料和涂装材料的质量证明书和实验报告。
焊接工艺评定报告。
高强度螺栓摩擦面抗滑系数实验报告、焊缝无损检验报告及涂层检验资料。
主要构件验收记录。
预拼装记录（需预拼装时）构件发运和包装清单。
实训练习题略在实训室完成
单元12钢结构焊接工艺
12-1钢结构常用的焊接方法有哪些？
应用范围如何？
（1）手工电弧焊：
手工电弧焊的设备简单，操做灵活方便，适合任意空间位置的焊接，特别适合于焊接短焊缝。
（2）埋弧焊（自动或半自动焊）：
适于厚板的焊接。
（3）气体保护焊：
适用于全位置的焊接。
12-2焊接材料有哪几种？
作用如何？
（1）焊丝焊丝的作用主要是供给填充金属及焊缝所需要的合金元素。
（2）焊条及其药皮焊条所涂敷的药皮在焊接中所起的作用如下：
1）提高电弧的稳定性。
药皮中的稳弧剂起着这一作用。
常用的稳弧剂有碳酸钾、碳酸钠、大理石、钛白粉等。
2）防止空气进入熔池，造成对熔化金属的危害。
在电弧燃烧区内，焊条药皮中造气剂会产生一定量的保护性气体，在电弧周围形成一个隔离保护罩，空气无法进入。
常用的造气剂有大理石、白云石、纤维素等。
3）形成比焊缝金属熔点低的熔渣。
这些熔渣可以改善焊缝金属熔化中的冶金过程，提高焊接质量。
4）带入焊缝金属所需要的合金元素。
焊缝金属所需要的合金元素一部分从焊芯金属丝中带入，更主要的还是从焊条药皮中带入。
常用的合金剂有铬、钼、锰、硅、钛、钨、钒的铁合金等。
（3）焊剂焊剂的作用：
1）保护熔池，防止空气中的氧、氮的侵入。
2）冶金作用，向焊缝金属过渡某些合金元素，改善焊缝金属的性能。
3）工艺作用，减慢填缝金属的冷却速度，以减少气孔、夹渣等缺陷。
（4）气体气体作用：
保护性气体主要有二氧化碳、氩气、或它们的混合气体。
燃烧用气体主要指氧气与乙炔气两种。
12-3焊接工艺有什么规定？
（1）钢材应符合相关规定
（2）焊接材料应符合相关规定
（3）焊缝坡口表面及组装质量应符合相关规定
（4）引弧板、引出板、垫板应符合相关规定
12-4焊条型号怎样表示？
钢结构所用焊条根据什么原则确定？
焊条型号根据熔敷金属的抗拉强度、药皮类型、焊接位置和电流种类来划分，用符号E×
×
来表示。
焊接不同类型钢材时，应选择与之相匹配焊接材料。
常用结构钢材采用手工电弧焊、CO2气体保护焊和埋弧焊进行焊接时，焊接材料可按《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81－2002）规定选配。
例如，钢材采用手工电弧焊时，焊接Q235钢采用E43形焊条（E4300～E4328）。
焊接Q345钢采用E50形焊条（E5000～E5048）；
焊接Q390钢和Q420钢采用E55形焊条（E5500～E5518）。
12-5什么是焊接应力和焊接变形？
应如何限制和避免？
（1）焊件在施焊过程中，由于受到不均匀的电弧高温作用，在焊件中将产生变形和应力，冷却后，焊件中将残存反向的应力和变形，称为焊接应力和焊接变形。
（2）减小焊接应力和焊接变形的措施
1）设计措施
①焊接位置的安排要合理。
②采用适宜的焊脚尺寸和焊缝长度
③焊缝不宜过分集中
④尽量避免两条或三条焊缝垂直交叉。
⑤尽量避免在母材厚度方向的收缩
2）工艺措施
①采用合理的施焊次序。
②采用反变形。
③对于小尺寸焊件，焊前预热，或焊后回火加热至600℃左右，然后缓慢冷却，可以消除焊接应力和焊接变形。
也可以采用刚性固定法将构件加以固定来限制焊接变形，但却增加了焊接残余应力。
12-6焊接应力对结构性能有什么影响？
（1）对结构静力强度无影响。
（2）降低结构刚度。
（3）才受压构件稳定承载力。
（4）加剧低温冷脆倾向。
（5）降低疲劳强度。
12-7焊接Q235钢和Q345钢须分别采取哪种焊条系列？
Q235钢采用E43型焊条（E4300～E4316）
Q345钢采用E50型焊条（E5000～E5018）
12-8焊缝的质量分几个等级？
焊缝的质量检验标准是什么？
（1）焊缝按其质量要求分为一级、二级和三级。
（2）三级焊缝只要求对全部焊缝做外观检验且符合三级质量标准，即检查焊缝实际尺寸是否符合要求和有无看得见的裂纹、咬边、气孔等缺陷；
一级、二级焊缝应采用超声波探伤进行内部缺陷的检验，当超声波探伤不能对缺陷作出判断时，应采用射线探伤。
一级焊缝超声波和射线探伤的比例均为100%，二级焊缝超声波和射线探伤的比例均为20%且均不小于200mm。
当焊缝长度小于200mm时，应对整条焊缝探伤。
单元13钢结构涂装工程
13-1钢材表面处理方法有哪些？
（1）手工和动力工具除锈
（2）喷射或抛射除锈
（3）火焰除锈
（4）钢结构表面除锈等级应符合设计要求，且应与设计采用的涂料相适应，其质量应符合现行国家标准《涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级》GB8923的规定
13-2涂装前钢材表面锈蚀等级和除锈等级如何划分？
钢材表面的四个锈蚀等级分别以A、B、C和D表示。
A全面地覆盖着氧化皮而几乎没有铁锈的钢材表面；
B已发生锈蚀，并且部分氧化皮已经剥落的钢材表面；
C氧化皮已因锈蚀而剥落，或者可以刮除，并且有少量点蚀的钢材表面；
D氧化皮已因锈蚀而全面剥离，并且已普遍发生点蚀的钢材表面。
钢材表面除锈等级以代表所采用的除锈方法的字母“Sa”，“St”或“FI”表示。
如果字母后面有阿拉伯数字，则其表示清除氧化皮、铁锈和油漆涂层等附着物的程度等级。
13-3防火涂料的类型如何划分?
（1）钢结构防火涂料按所用粘结剂的不同可分为有机类型防火涂料和无机类型防火涂料两大类。
（2）钢结构防火涂料按其涂层厚度及性能特点可分为：
B类：
薄涂型防火涂料，又称膨胀型防火涂料。
这类涂料又称膨胀装饰涂料或膨胀油灰。
H类：
厚涂型防火涂料，又称为非膨胀型防火涂料。
这类涂料又称无机轻体喷涂材料或无机耐火喷涂物。
13-4涂料涂装的方法有哪些？
的：
涂料涂装的方法：
有刷涂法、手工滚涂法、浸涂法、空气喷涂法、雾气喷涂法等。
单元14钢结构安装常用机具设备
14-1常见的起重机械的种类有哪些?
说明其特点和使用范围.
（1）塔式起重机：
具有提升高度高，工作半径大、动作平稳，工作速度快，吊装效率高等特点。
塔式起重机主要用于髙架建筑物的安装。
（2）履带式起重机：
履带式起重机可以做负载行驶，可在一般平整坚实的路面上工作与行驶。
履带式起重机的起重量一般较大，行驶速度慢、自重大，对路面有破坏性；
它的工作稳定性好，操作灵活，使用方便，在其工作范围内可载荷行驶作业，对施工场地要求不严等特点。
它是结构安装工程中常用的起重机械。
（3）汽车式起重机：
汽车式起重机是将起重机构安装在普通载重汽车或专用汽车底盘上的起重机。
汽车式起重机机动性能好，运行速度快，对面破坏性小，但不能负荷行驶，吊重物时必须支腿，对工作场地的要求较高。
14-2塔式起重机的混凝土基础应符合哪些要求?
塔式起重机的地基承载力必须满足要求，塔式起重机基础应符合出厂说明书及有关规定，当塔式起重机安装在建筑物基坑内底板上时，应对底板进行验算并采取相应措施，当塔式起重机安装在坑侧支护结构上时，应对支护结构进行验算，并采取必要的加固措施。
14-3塔式起重机作业前应进行哪些检查和试运转?
答：
（1）轨道基础应平直无沉陷，接头连接螺栓及道钉无松动；
（2）各安全装置、传动装置、指示仪表、主要部位连接螺栓、钢丝绳磨损情况、供电电缆等必须符合有关规定；
（3）按有关规定进行试验和试运，当同一施工地点有两台以上起重机时，应保持两台机器间任何接近部位（包括吊重物）距离不得小于２ｍ。
14-4对比履带式起重机及汽车式起重机各自缺点是什么?
（1）履带式起重机必须在平坦坚实的地面上作业，当起吊荷载达到额定重量的９０％及以上时，工作动作应慢速进行，并禁止同时进行两种及以
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