单选题
某装配整体式单
跨框架结构,结构完全对称,跨度6m,采用钢筋混凝土叠合梁和预制板方案,叠合梁截面如图2-13-1所示,承受均布荷载;梁宽b=250mm,预制梁截面高度h1=450mm,
=500mm,
单选题
若预制梁、板及叠合层自重标准值为q
1Gk=12kN/m,施工阶段活荷载标准值为q
1Qk=6kN/m;使用阶段活荷载标准值为q
2Qk=24kN/m,新增的面层、吊顶等永久荷载标准值为q
2Gk=10kN/m;在使用阶段竖向荷载作用下梁的跨中最大正弯矩为M=0.6M
0,式中M
0为按简支梁计算的跨中最大正弯矩。则第二阶段梁的跨中最大正弯矩设计值与支座负弯矩设计值与下列哪一组数值最为接近?
- A.225.72kN·m,82.08kN·m
- B.270kN·m,205kN·m
- C.187.92kN·m,82.08kN·m
- D.162kN·m,108kN·m
【正确答案】
C
【答案解析】[解析] (1)施工阶段如不加支撑,则在第一阶段后浇的叠合层混凝土未达到强度之前,荷载应由预制构件承受,此时预制构件应按简支梁计算。
[*]
[*]
(2)第二阶段:叠合层混凝土达到设计规定的强度后,叠合构件应按整体结构计算。对跨中截面:
[*]
于是在正弯矩区段,根据《混凝土结构设计规范》第H.0.2条有:
M=1.2M1Gk+1.2M2Gk+1.4M2Qk
=1.2×54+1.2×27+1.4×64.8=187.92kN·m
在负弯矩区段,对支座截面:
M2Gk=(1-0.6)×[*]×10×62=18kN·m
M2Qk=(1-0.6)×[*]×24×62=43.2kN·m
M=1.2M2Gk+1.4M2Qk=1.2×18+1.4×43.2=82.08kN·m
因此选项C是正确的。
选项B的错误在于对跨中截面及支座截面均取:M2Gk=[*]×10×62=45kN·m
M2Gk=[*]×24×62=108kN·m这就得到:对跨中截面 M=1.2×54+1.2×45+1.4×108=270kN·m
对支座截面M=1.2×45+1.4×108=205kN·m
选项A的错误在于在选项B的基础上,将第一阶段施工活荷载产生的弯矩值亦加上。
选项D则是未考虑叠合构件的特点,按照整体结构计算所得结果。即:
对跨中截面 M=1.2×0.6×[*]×(12+10)×62+1.4×0.6×[*]×24×62=162kN·m
对支座截面 M=1.2×0.4×[*]×(12+10)×62+1.4×0.4×[*]×24×62=108kN·m
所以选项A、B、D都是不正确的。
[点评] (1)叠合梁在20世纪60~70年代,为了节约木材,曾于我国工业与民用建筑工程中得到广泛的应用,也做了大量的试验研究工作。经验表明,当h1/h<0.4时,应在施工阶段设置可靠的支撑,且h1/h<0.4的二阶段受力叠合构件,其受力性能和经济效果均较差,裂缝及挠度很难满足使用要求。
(2)试验表明,叠合构件的受弯承载力约有25%的试件达不到整体构件的受弯承载力,曾有专家建议将规范公式(H.0.2-2)改为:
正弯矩区段[*]因此提请结构工程师注意,在设计叠合构件时正截面受弯承载力留有适当余地为好。
(3)规范第H.0.2条对叠合构件的弯矩设计值作了如下规定:
正弯矩区段 M=M1G+M2G+M2Q
负弯矩区段 M=M2G+M2Q
式中M2G-第二阶段面层、吊顶等自重在计算截面产生的弯矩设计值;
M2Q-第二阶段可变荷载在计算截面产生的弯矩设计值。
M2G、M2Q均应按整体结构计算,且跨中截面和支座截面一般为不同的数值。由于在正弯矩区段和负弯矩区段均采用同一符号表示,于是有些结构工程师便错误地理解为应取同一数值,这是不正确的,例如本题选项B便是如此。
单选题
若对跨中截面,M
1Gk=60kN·m,M
2k=M
2Gk+M
2Qk=120kN·m,梁底部配置的纵向受拉钢筋为4
【正确答案】
D
【答案解析】[解析] As=1256mm2(4[*]20),根据《混凝土结构设计规范》式(H.0.7-3),在弯矩M1Gk作用下,预制构件纵向受拉钢筋的应力为:
[*]
下面按T形截面计算预制构件的正截面受弯承载力设计值M1u。
依据规范第6.2.11条,[*]120=858000N
故应按宽度为500mm的矩形截面计算。
按规范第6.2.10条,
[*]
于是从第H.0.7-4条,在弯矩M2k作用下叠合构件纵向受拉钢筋的应力增量σs2k可按下式计算:
[*]
最后得到叠合构件纵向受拉钢筋的应力为:
σsk=σs1k+σs2k=133.9+152.3=286.2N/mm2<0.9 fy-0.9×360=324N/mm2
所以选项D是正确的。选项A是错误地取用了[*]所得结果;选项B与C都是计算错误。
单选题
某多层砌体结构商店-住宅简支墙梁的托梁,计算跨度l
0=5.6m,截面尺寸b=300mm,h=600mm;跨中截面的弯矩设计值M=220kN·m,轴向拉力设计值N=300kN;混凝土强度等级C30,采用HRB335级钢筋;非抗震设计,γ
0=1.0,a
s=

=40mm。则配筋A
s与
【正确答案】
D
【答案解析】[解析] (1)判断偏心受拉类型
[*]
属于大偏心受拉。
(2)计算配筋
e=e0-h/2+as=733-300+40=473mm
根据《混凝土结构设计规范》公式(6.2.23-3)、(6.2.23-4):
[*]
将有关数据代入此二式得:
[*]
化简以后分别有:
[*]
取T=ζbh0=0.55×560=308mm,代入式(2-15-2)得[*],故应按构造要求配置受压钢筋。
依据规范表8.5.1,[*]=0.2%×300×600=360mm2将[*]=360mm2,代入式(2-15-2),即可得到:
x2-1120x-39972=0
x=74mm<2[*]-2×40=80mm
不符合公式(6.2.10-4)的条件,于是根据规范第6.2.23条2款应按公式(6.2.23-2)计算。
[*]
此即选项D。而选项A、B、C均是不正确的。
单选题
钢结构构件计算时,下列哪一项计算不应采用荷载设计值(荷载设计值为荷载标准值乘以荷载分项系数)而应采用荷载标准值?
- A.计算构件强度
- B.计算构件疲劳
- C.计算构件稳定
- D.计算构件连接的强度
【正确答案】
B
【答案解析】[解析] 根据《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)(以下简称《钢结构规范》)第3.1.2条的规定,A、C、D三项计算均属于承载能力极限状态设计的内容,应考虑荷载效应的基本组合(《钢结构规范》第3.1.4条),即永久荷载效应标准值和可变荷载效应标准值均应乘以各自的荷载分项系数,而且除起控制作用的一项可变荷载效应不乘组合值系数外,其余可变荷载效应还应乘以各自的组合值系数。
B项计算按照《钢结构规范》第3.1.2条的规定,亦属于承载能力极限状态设计的内容,照理也应考虑荷载效应的基本组合,但因疲劳的极限状态目前还处于研究阶段、经验不多,2003年版的《钢结构规范》仍沿用1988年版的《钢结构设计规范》,按弹性状态计算容许应力幅的设计方法,采用荷载标准值进行计算。所以,计算构件疲劳时,应采用荷载标准值,而不采用荷载设计值,因此选项B是本题的正确答案。而且在计算构件疲劳时,动力荷载标准值还不应乘动力系数。直接承受动力荷载的构件,在计算强度和稳定时,除应采用动力荷载设计值外,动力荷载设计值还应乘以动力系数。
单选题
在钢结构设计文件中,应注明钢材牌号和质量等级,下列哪一种标注方法是正确的(以《低合金高强度结构钢》为例)?
- A.16Mn钢
- B.Q345
- C.HRB335
- D.Q345-B
【正确答案】
D
【答案解析】[解析] A种标注方法是原《钢结构设计规范》(GBJ 17-88)的钢材牌号标注方法,且没有注明钢材质量等级;B种标注方法仅注明了钢材牌号,也没有注明钢材质量等级;C种所标注的是钢筋混凝土结构用热轧带肋钢筋的牌号(强度等级);HRB335级钢筋的化学成分和力学性能与Q345级钢材相近,但它不是钢结构钢材。所以,A、B、C三种标注方法均是不正确的。
D种标注方法,既注明了钢材牌号为Q345,又注明了钢材的质量等级为B级,所以是正确的注法,是本题的正确答案。
根据国家标准《碳素结构钢》(GB/T 700-2006)和《低合金高强度结构钢》(GB/T1591-1994)的规定,建筑结构钢和桥梁用结构钢的牌号统一由代表屈服点的汉语拼音字母Q、厚度t≤16mm时钢材的屈服点值(N/mm2)和质量等级符号(A、B、C、D、E)三个部分按顺序组成。质量等级符号A、B、C、D、E分别表示不要求冲击试验、冲击试验温度为+20℃、0℃、-20℃、-40℃。例如,Q345-B,表示钢材的屈服强度为345N/mm2且要求做+20℃温度条件下的冲击试验,冲击功AKV(纵向)不应小于34J。
牌号为0235的钢材,共分A、B、C、D四个质量等级。Q235-B、C、D级钢材,其化学成分和力学性能均能保证(生产厂家有试验数据作为交货条件),故不需要再提出附加保证条件;Q235-A级钢材,能保证力学性能,需要时可附加保证冷弯试验的要求,但不保证冲击功值,也不能提出保证冲击功值的要求;Q235-A级钢材的化学成分中,不保证碳、硅、锰的含量(不作为交货条件),故不宜用于焊接承重结构。由于Q235-A级钢材也不保证冲击功值,故也不应用于有抗震设防要求的承重结构。
牌号为Q345、Q390、Q420的钢材,均分为A、B、C、D、E五个质量等级。其中的A级钢材不保证冲击功值。但由于能保证碳含量,故Q345-A、Q390-A和Q420-A级钢材,均可用于焊接承重结构。
因此,除Q235-A级钢材外,其余牌号、其余质量等级的钢材,均可用于焊接承重结构;除Q235-A、Q345-A级钢材外,Q235-B、C、D级钢材及Q345-B、C、D、E级钢材,在满足《建筑抗震设计规范》(GB 50011 2010)(以下简称为《抗震规范》)第3.9.2条第3款关于钢材抗震性能要求的前提下,均可用于有抗震设防要求的结构。Q390及Q420牌号的钢材,由于其伸长率不大于20%,故不宜用于有抗震设防要求的结构。
单选题
承重钢结构采用人工电弧焊焊接时,选择的焊条型号应与主体结构金属的力学性能相适应,下列哪一种类型的焊条选择不当?
- A.焊接Q235-B级钢,选用E43型焊条
- B.焊接Q345-B级钢,选用E50型焊条
- C.焊接Q390-B级钢,选用E50型焊条
- D.焊接Q420-B级钢,选用E55型焊条
【正确答案】
C
【答案解析】[解析] 根据《钢结构规范》第3.3.8条的规定,选择焊接承重钢结构的焊接材料型号时,应使焊接材料(焊条、焊丝和相应的焊剂)的型号与主体结构金属的力学性能相适应。这里所指的“力学性能相适应”,总的是要求焊缝金属的力学性能不能低于母材,且应略高于母材。
根据国家标准《碳钢焊条》,E43型碳钢焊条熔敷金属的抗拉强度最小值[*]=420MPa,大于Q23s牌号钢材的抗拉强度最小值fu=375MPa,故焊接023s牌号的钢材选用E43型焊条是合适的。
根据国家标准《低合金钢焊条》,E50型低合金钢焊条熔敷金属的抗拉强度最小值,[*]=490MPa,大于Q345牌号钢材的抗拉强度最小值fu=470MPa,故焊接Q345牌号的钢材选用E50型焊条是合适的;同样,E55型焊条熔敷金属的抗拉强度最小值[*]=540MPa,大于Q420牌号钢材的抗拉强度最小值fu=520MPa,故焊接Q420牌号的钢材选用E55型焊条是合适的。
所以,选项A、B、D符合规范要求,不是本题的正确答案。
当选用E50型焊条焊接Q390型钢材时,由于E50型焊条熔敷金属的抗拉强度最小值[*]=490MPa,正好等于Q390牌号钢材的最小抗拉强度值fu=490MPa,按理,Q390牌号的钢材可选用E50型焊条来焊接,但基于熔敷金属的抗拉强度要略高于基本金属的抗拉强度的原则,故《钢结构规范》表3.4.1-3规定,手工焊接Q390牌号的钢材时,仍应选用E55型焊条。
所以,选项C不符合规范要求,是本题的正确答案。
应当注意的是,现行行业标准《建筑钢结构焊接技术规程》(JGJ 81-2002)表6.1.3-1,允许焊接Q390牌号的钢材时选用E50型焊条是不妥当的,不符合现行国家标准《钢结构规范》第3.4.1条表3.4.1-3的规定,应加以修改。
根据国家的标准化法,工程建设标准分为国家标准、行业标准和地方标准,国家标准的代号为GB或GB/T;行业标准按行业划分,如JGJ代表建筑工程,YB表示冶金行业等;地方标准按省(直辖市)级划分,如DBJ01表示北京市,DBJ08表示上海市等。
当国家标准与行业标准对同一事物的规定不一致时,分下列几种情况分别处理:
(1)当国家标准规定的严格程度为“应”或“必须”时,考虑到国家标准是最低的要求,至少应按国家标准的要求执行。
(2)当国家标准规定的严格程度为“宜”或“可”时,允许按行业标准略低于国家标准的规定执行。
(3)若行业标准的要求高于国家标准,则应按行业标准执行。
(4)若行业标准的要求高于国家标准,但其版本早于国家标准,考虑到国家标准对该行业标准的规定有所调整,仍可按国家标准执行。此时,设计单位可向行业标准的主编单位(管理单位)报备案并征得认可。
当不同的国家标准之间的规定不一致时,应向国家主管部门反映,进行协调,一般按新颁布的国家标准执行。
单选题
下列五种钢梁,试问在何选项中的钢梁一般情况下均不考虑腹板屈曲后的强度?
1.热轧工字钢梁;
2.承受静荷载的组合梁;
3.间接承受动荷载的组合梁;
4.直接承受动荷载的组合梁;
5.吊车梁。
- A.1、2、3
- B.2、3、4
- C.3、4、5
- D.1、4、5
【正确答案】
D
【答案解析】[解析] 根据《钢结构规范》第4.3.1条的规定,承受静力荷载和间接承受动力荷载的组合梁,宜考虑腹板屈曲后强度,并按规范第4.4节的规定计算其抗弯和抗剪承载力;而直接承受动力荷载的吊车梁及类似构件,则不宜考虑腹板屈曲后的强度。
关于热轧工字钢梁,由于轧制工艺的限制,不能将腹板轧得太薄,而且轧制工艺还要求在翼缘和腹板交接处应设圆弧过渡,腹板的高度取腹板与上、下翼缘相接处两内圆弧起点间的距离,因此,腹板的高厚比都很小,一般不考虑腹板的局部稳定,也不利用腹板屈曲后的强度。
由上述分析可见,直接承受动力荷载的组合梁、吊车梁和热轧工字钢梁,一般情况下不考虑腹板屈曲后的强度,故选项D是本题的正确答案,而选项A、B、C中,有的梁宜考虑腹板屈曲后的强度,故都不是本题的正确答案。
单选题
焊接简支吊车梁的构造要求,下列哪一条是不正确的?
- A.在支座处的横向加劲肋应在腹板两侧成对设置,并与梁的上、下翼缘刨平顶紧,且可与梁的上、下翼缘焊接
- B.中间横向加劲肋的上端应与梁上翼缘刨平顶紧,并可与梁的上翼缘焊接
- C.中间横向加劲肋的下端,宜在距受拉翼缘50~100mm处断开,其与腹板的连接焊缝不宜在肋下端起落弧
- D.吊车梁受拉翼缘与支撑相连时,宜采用焊接
【正确答案】
D
【答案解析】[解析] (1)根据《钢结构规范》第8.5.6条的规定及其条文说明,选项A、B、C均符合规范的要求,不是本题的正确答案。
关于焊接吊车梁中间横向加劲肋端部刨平且与受压翼缘顶紧后,是否还要与受压翼缘焊接的问题,国外有两种不同意见,一种意见认为焊接后几年就出现开裂,故不主张焊接;另一种意见认为没有什么问题,可以相焊。根据我国的实践经验,若仅刨平顶紧不焊,则当横向加劲肋与腹板焊接后,由于温度收缩而使加劲肋脱离翼缘,不能保证顶紧,其间留有的间隙,会使梁上翼缘在轮压偏心作用下上下摆动,加重腹板与上翼缘连接焊缝的负担。如果加劲肋上端补加焊缝,焊缝收缩后其间的间隙自然减小或消除。加劲肋上端补加焊缝后的吊车梁,在使用过程中没有发现什么问题。因此,宜将横向加劲肋与梁上翼缘(受压翼缘)焊接。
(2)试验研究证明,吊车梁中间横向加劲肋与腹板的连接焊缝,若在受拉区端部留有起落弧,则容易在腹板上引起疲劳裂缝。规范规定不宜在加劲肋受拉区端部起落弧,采用绕角焊、围焊或其他方法应与钢结构制作单位具体研究确定。总之,在加劲肋受拉区端部的焊缝截面不能有突变,并应有良好的焊接质量,宜由高级焊工施焊,必要时应采用风铲等加工焊缝。
(3)吊车梁的疲劳破坏一般从受拉区开始,因此,中、重级工作制的吊车梁,为了不影响下翼缘的疲劳强度,其受拉翼缘与支撑的连接不应采用焊接,应采用普通螺栓或高强度螺栓连接。故选项D是本题的正确答案。
单选题
焊接钢结构构件的疲劳计算基本规定中,下列哪一条是正确的?
- A.直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件,当应力变化的循环次数n等于或大于5×104次时,应进行疲劳计算
- B.直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件的连接,可不进行疲劳计算
- C.疲劳计算采用容许应力幅法,应力按弹性状态计算;在应力循环中出现拉应力的部位可不计算疲劳
- D.重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架的疲劳可作为变幅疲劳计算
【正确答案】
A
【答案解析】[解析] (1)《钢结构规范》第6.1.1条规定,直接承受动力荷载重复作用的钢结构构件及其连接,当应力变化的循环次数n等于或大于5×10
4次时,应进行疲劳计算。这比原《钢结构设计规范》(GBJ 17-88)的规定要严。88年版的《钢结构设计规范》规定,需要进行疲劳计算的循环次数为n≥10
5次,考虑到在某些情况下可能不安全,参考国外标准的规定并结合我国建筑钢结构的实际情况,2003年版的《钢结构设计规范》将需要进行疲劳计算的应力变化循环次数改为n≥5×10
4次。因此,A是本题的正确答案,而选项B则不正确。
(2)钢结构的疲劳是钢材微观裂缝在一连续重复的动力荷载作用下不断扩展,直至最后达到临界尺寸时出现的突发性断裂破坏。结构构件或零件疲劳破坏时,截面上的应力低于材料在静荷载下的抗拉强度,塑性变形很小。因此,疲劳破坏属于没有明显变形的脆性破坏,有较大的危险性。
由于目前阶段对不同类型构件连接的疲劳裂缝形成、扩展以至断裂这一全过程的极限状态,包括其严格的定义和影响疲劳裂缝发展过程的有关因素都还研究不足,掌握的疲劳强度数据只是结构抗力表达式中的材料强度部分,为此,2003年版的《钢结构规范》仍建议按容许应力幅法进行疲劳验算。
容许应力幅数值的确定,是根据疲劳试验数据统计分析而得,在试验结果中已包括了局部应力集中可能产生的屈服区的影响,因而整个构件可按弹性工作进行计算。连接形式本身的应力集中不予考虑,其他因断面突变等构造产生的应力集中应另行计算。
按照应力幅概念计算,承受压应力循环与承受拉应力循环是完全相同的,而国外试验资料中也有在压应力区发现疲劳开裂的现象,但鉴于裂缝形成后,残余应力即自行释放,在全压应力循环中裂缝不会继续扩展,故《钢结构规范》第6.1.3条规定,在应力循环中不出现拉应力的部位可不计算疲劳。故选项C也是错误的。
(3)疲劳计算分常幅疲劳计算和变幅疲劳计算两类。
所谓常幅疲劳系指重复作用的荷载基本上不随时间而随机变化,可近似视为常量,因而在所有的应力循环次数内应力幅恒等。验算时只需将应力幅与所需循环次数对应的容许应力幅比较即可(△σ≤[△σ])。但实际结构中重复作用的荷载,一般并不是固定值,而是随时间变化,因而应力循环内的应力幅也随机变化。如承受吊车荷载的吊车梁或吊车桁架,因为吊车不一定经常满负荷运行,且横向小车也不一定总是位于极限位置,另外吊车运行速度、吊车轮与轨道之间的卡轨力和冲击力的幅度也会有变化等,所以其承受的每次荷载循环都不一定相同。换言之,即其应力幅不是每次都会达到最大值,而是处于“欠载状态”。
鉴于这种情况,为了简化疲劳验算,对于变幅疲劳,若能预测结构在使用寿命期内各种荷载的频率分布、应力幅水平以及频次分布总和所构成的设计应力谱,则可将其折算为等效常幅疲劳进行计算。
基于这种认知和国内一些钢厂和重型机械厂实测的吊车梁应力谱统计资料,《钢结构规范》第6.2.3条规定,重级工作制吊车梁和重级、中级工作制吊车桁架,可以根据n=2×10
6次应力变化循环次数为基准进行折算,作为常幅疲劳按下式进行计算:
α
fσ≤[Δσ]
2×106(2-21-1)式中△σ-对焊接部位为应力幅,Δσ=σ
max-σ
min;对非焊接部位为折算应力幅,Δσ=σ
max-0.7σ
min;
σ
max--计算部位每次应力循环中的最大拉应力(取正值);
σ
min--计算部位每次应力循环中的最小拉应力或压应力(拉应力取正值,压应力取负值);
α
f--欠载效应的等效系数,按表2-21-1采用;
[Δσ]2×10
6--循环次数n为2×10
6次的容许应力幅,按表2-21-2采用。
{{B}}吊车梁和吊车桁架欠载效应的等效系数αf{{/B}} 表2-21-1
|
| 吊车类别 |
af |
| 重级工作制硬钩吊车(如均热炉车间夹钳吊车) |
1.0 |
| 重级工作制软钩吊车 |
0.8 |
| 中级工作制吊车 |
0.5 |
{{B}}循环次数n为2×106次的容许应力幅(N/mm2){{/B}} 表2-21-2
|
| 构件和连接类别 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
| [△σ]2×106 |
176 |
144 |
118 |
103 |
90 |
78 |
69 |
59 |
注:表中的容许应力幅是按公式[*]计算。
故选项D也是错误的。
单选题
抗震设计的钢框架一支撑结构的布置,下列哪一条规定是不合理的?
- A.支撑框架在两个方向的布置均宜基本对称,支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3
- B.抗震等级为三、四级且高度大于50m的钢结构宜采用中心支撑,也可采用偏心支撑、屈曲约束支撑等消能支撑
- C.中心支撑框架宜采用交叉支撑,也可采用人字支撑或单斜杆支撑,还可采用K形支撑
- D.偏心支撑框架的每根支撑应至少有一端与框架梁连接,并在支撑与梁的交点和柱之间或同一跨内另一支撑与梁交点之间形成消能梁段
【正确答案】
C
【答案解析】[解析] 在抗震设防地区,钢框架结构房屋的最大适用高度在6度、7度(0.1g)地震区为110m,在7度(0.15g)和8度(0.2g)地震区为90m,在8度(0.3g)地震区为70m,在9度地震区为50m。为了建造更高的高层钢结构房屋,为了提高抗侧力结构的承载力和侧向刚度,又避免过多地加大钢柱、钢梁的截面以减少用钢量,常采用钢框架一支撑结构及钢框架一内筒结构这类有效而经济的结构体系。钢框架一支撑结构和钢框架一内筒结构的作用类似于高层建筑钢筋混凝土结构中的框架一剪力墙结构和框架一核心筒结构。
钢框架一支撑结构中的支撑框架,在水平荷载作用下,通过刚性楼板或弹性楼板的变形协调与刚接的钢框架共同工作,所以支撑框架之间的楼盖长宽比应受到限制。《抗震规范》第8.1.6条第1款规定,支撑框架之间楼盖的长宽比不宜大于3。选项A符合规范的要求,故不是本题的正确答案。
同样,选项B和D分别符合《抗震规范》第8.1.6条第2和第4款的规定,也不是本题的正确答案。
由于《抗震规范》第8.1.6条第3款规定,在抗震设防地区不宜采用K形支撑,故选项C因不完全符合规范规定,是本题的正确答案。在地震区,之所以不宜采用K形支撑,是因为K形支撑在楼层中部与框架柱相连,斜杆受压屈曲或受拉屈服后,将会使柱屈曲甚至破坏。
单选题
某屋面檩条跨度6m,中间设一道拉条体系作为侧向支承点,作用于檩条的弯矩设计值M
x=45.0kN·m,M
y=0.9kN·m,檩条采用I22a,W
x=309.6cm
3,W
y=41.1cm
3,钢材为Q235B,其整体稳定性强度计算值(N/mm
2)与下列哪项最接近?
- A.149.8
- B.164.9
- C.177.4
- D.208.2
【正确答案】
C
【答案解析】[解析] 按《钢结构规范》公式(4.2.3)整体稳定性计算式[*]+[*],查规范表B.2,l1=3m,项次5,122a,得φb=1.80>0.6,再按式(B.1-2)折算为[*]代替φb:
[*]
查规范表5.2.1得γy=1.2,由此可算得:
[*]
[点评] 按《钢结构规范》第4.2.3条,除第4.2.1条所指情况外,在两个主平面受弯的工字形截面构件,其整体稳定性应按公式(4.2.3)计算。
其中梁的整体稳定性系数φb按规范第4.2.2条规定查表B.2,根据l1=3m,项次5,122a得φb=1.80,因φb>0.6,故应按式(B.1-2)折算为[*]代替φb。截面塑性发展系数γy则由规范表5.2.1查得。
单选题
某工业厂房柱距为12m,设有两台起重量为Q=50/10t软钩式桥式吊车,工作级差别为A7(重级),横行小车重g=15t,每台吊车沿梁方向尺寸如图2-24-1所示。最大轮压P
max=470kN(标准值)。吊车荷载产生的最大竖向弯矩设计值(kN·m)与下列何项最接近?
【正确答案】
D
【答案解析】[解析] 每根吊车梁最多考虑两台吊车,根据梁跨度和吊车宽度、轮距分析,每根12m跨梁上只能布置3个轮压。产生吊车梁最大弯矩的3个轮压的最不利布置位置如图2-24-2所示。
[*]
根据《钢结构设计手册》(第三版)第319页上三个轮子作用于梁上时的吊车梁计算简图(图2-24-3)最大弯矩点(C点)的位置为:
[*]
[*]
最大弯矩为:
[*]
引入吊车荷载的动力系数μ=1.1和荷载分项系数γQ=1.4,则P=μγQPmax=1.1×1.4×470=723.8kN,对照图2-24-2可知a1=1.55m,a2=5.25m,a3=0.6165m,l=12m,将此代入式中即可求得:
[*]
[点评] 首先,每根吊车梁最多考虑两台吊车,根据梁跨度和吊车宽度和轮距分析,12m跨吊车梁只能布置3个轮压。根据移动多项集中荷载所产生最大弯矩的计算规则,取合力与某一集中荷载距离之中线与梁跨中线重合时,在该集中荷载处(C点)有最大弯矩。
根据《钢结构设计手册》(第三版)第319页三个轮子作用于梁上的最不利位置,由此建立梁的最大弯矩计算公式,并引入吊车荷载的动力系数1.1和荷载分项系数1.4即可求得吊车梁的最大弯矩[*]。
单选题
某拉弯构件的受力情况和截面尺寸如图2-25-1所示,承受的静力荷载设计值为N=1500kN,钢材为Q345,构件截面无削弱。它所能承受的最大横向荷载设计值F(不考虑构件自重,kN)与下列哪项最接近?
提示:截面特性:A=131.2cm
2,W
x=3513.3cm
3。
【正确答案】
A
【答案解析】[解析] 翼缘自由外伸宽度与厚度之比为:
[*],由《钢结构规范》表5.2.1查得γx=1.05。
由《钢结构规范》式(5.2.1):
[*]
由此可算得:
[*]
又Mx=6F,故[*]
[点评] 首先应验算梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比[*]是否[*],因其与γx的取值有关:当[*]大于[*]而不超过[*]时,应取γx=1.0;而当[*]满足[*]万条件时则可取γx=1.05。
然后按《钢结构规范》式(5.2.1)作适当变换后代入各相应数据即可求得M。最大值,从而计算出所能承受的F最大值。
单选题
如图2-2
6-1所示的牛腿与柱用8.8级承压型高强度螺栓的连接设计。高强度螺栓直径d=16mm,构件材料为Q235号钢。牛腿顶面荷载设计值F=60kN。
【正确答案】
B
【答案解析】[解析] 由于连接板下设置支托,故剪力由支托焊缝传递。高强度螺栓群承受的弯矩为:
M=60×0.5=30kN·m
由于是高强度螺栓群抗弯受拉连接,故可假定连接中和轴位于螺栓群重心处,由此可得外排高强度螺栓受弯最大轴向力计算公式(见《钢结构设计手册》(上册)表4-14公式(4-46》,取N=0计算。则有:
[*]
按《钢结构设计手册》公式(4-33),[*]
由表4-12,查M16得P=80kN,由此得:
[*]
[点评] 由于牛腿连接板下设置了支托,故剪力由支托焊缝传递,螺栓不承受剪力。
由于是高强度螺栓群的抗弯受拉连接,故可假定高强度螺栓群的中和轴位于螺栓群重心处,由此可算得受力最大的外排高强度螺栓的最大轴向拉力。
单选题
某重型钢结构平台,结构自重标准值5kN/m
2,分项系数1.2,由检修材料产生的活荷载标准值20kN/m
2,分项系数1.3,主梁间距5m,跨度8m简支,该梁跨中弯矩值(kN·m)与下列哪项数值最接近?
- A.1124
- B.1280
- C.1360
- D.1668
【正确答案】
A
【答案解析】[解析] 按《钢结构规范》第3.2.4条计算由检修材料所产生的荷载,对主梁可乘以0.85折减系数,故跨中弯矩为:
[*]
[点评] 由于检修材料产生的活荷载标准值远大于永久荷载标准值,故按《建筑结构荷载规范》第3.2.3条规定应属于由可变荷载效应控制的组合;又按3.2.5条2款,对标准值大于4kN/m2的工业房屋楼面结构的活荷载,其可变荷载的分项系数取1.3。
按《钢结构规范》第3.2.4条,计算冶炼车间或其他类似车间的工作平台结构时,由检修材料所产生的荷载,对主梁可乘0.85的折减系数。
单选题
悬伸支承托座采用组合工字形截面(1350×200×10×20),材料为023s钢,焊条为、E43××型焊条,采用角焊缝手工焊接。悬伸支承托座的尺寸和作用的集中力F如图2-28-1所示。
连接采用沿全周施焊的角焊缝连接,转角处连续施焊,没有起弧和落弧所引起的焊口缺陷,并假定全部剪力由支承托座腹板的连接焊缝承担,不考虑工字形翼缘端部绕转部分焊缝的作用。沿工字形悬伸支承托座全周角焊缝的焊脚尺寸为h
f=10mm,则h
e=0.7×h
f=7mm。求在偏心弯矩M
e作用下,角焊缝在“1”点处的最大应力和在翼缘和腹板交接的角焊缝“2”点处在偏心弯矩M和剪力V(V=F)共同作用下的应力(N/mm
2)分别为下列哪项数值?
【正确答案】
A
【答案解析】[解析] 腹板连接焊缝的有效截面面积:
AWW=2×7×(310-2×15)=3920mm2
全部焊缝对z轴的截面惯性矩近似地取:
Iwx=2×7×200×178.52+2×7×200×151.52+7×(310-2×15)3×2/12=1.791×108mm4
焊缝在最外边缘“1”点处的截面抵抗矩:
[*]
焊缝在腹板顶部“2”点处的截面抵抗矩:
[*]
在偏心弯矩Me=580×103×180-1044×105N·mm作用下,角焊缝在“1”点处的最大应力:
[*]
在翼缘和腹板交接的角焊缝“2”点处在偏心弯矩Me和剪力V(V=F)共同作用下的应力为:
[*]
按《钢结构规范》式(7.1.3-3),在σf和τf共同作用处:
[*]
代入后则有:
[*]
[点评] 首先要计算出悬伸支承托座(牛腿)与柱的连接焊缝的截面特性:假定全部剪力由支承托座腹板的连接焊缝承担,从而计算出腹板连接焊缝的有效截面面积Aww,然后近似取全部焊缝对z轴的截面惯性矩Iwx,从而算出焊缝在最外边缘“1”点处的截面抵抗矩Ww1和焊缝在腹板顶部“2”点处的截面抵抗矩Ww2。
其次按牛腿的受力情况计算出牛腿连接焊缝处所受的内力:偏心弯矩Me和剪力V。根据剪力V由腹板竖向焊缝单独承担,而偏心弯矩Me由全部焊缝承担的原则,即可计算出“1”点和“2”点相应的焊缝应力:σM1、σM2、τf及σf2。规范式(7.1.3-3)中的βf为正面角焊缝的强度设计值增大系数;对承受静力荷载和间接承受动荷载的结构,βf=1.22。
单选题
某房屋三角形屋架的山墙处抗风柱上端支承于屋架的上、下弦横向水平支撑架。下弦横向支撑布置如图2-29-1,钢材为023s钢。节点风荷载设计值已求出:P
1=10.73kN,P
2=22.13kN,P
3=21.23kN,并已知支撑桁架中斜杆bC的拉力为N
bC=13.82kN。若支撑桁架中bC采用单角钢截面,其最合适的截面为下列哪项?
【正确答案】
A
【答案解析】[解析] 拉杆截面选择应考虑容许长细比要求和强度要求。查《钢结构规范》表5.3.9,容许长细比[λ]=400。
刚度要求:
由《钢结构规范》第5.3.2条及2款,交叉支撑拉杆计算长度:
支撑平面内 l0x=0.5l=0.5×781=390.5cm
支撑平面外 l0y=l=781cm
由《钢结构规范》表5.3.9注2,在支撑平面内,单面连接角钢长细比计算取角钢的imin;平面外,长细比计算取角钢及肢平行的iy。
[*]
强度要求:
截面积[*]
式中,0.85为单面连接角钢的强度设计值折减系数,见《钢结构规范》3.4.2条1款的1)。
根据以上计算结果,选用L63×5:A=6.143cm2,iy=1-94cm≈1.95cm,imin=1.25cm>0.98cm。可见,截面由容许长细比控制。
[点评] 水平支承桁架拉杆截面选择应考虑容许长细比要求和强度要求。容许长细比可由《钢结构设计规范》表5.3.9查得[λ]=400。
然后根据支撑布置的尺寸结合规范5.3.2条及2款算出交叉支撑拉杆在支撑平面内、外的计算长度l0x和l0y,并由此算出支撑斜拉杆bC在支撑平面内和平面外的截面回转半径imin和iy。再按强度要求计算出杆件所需的截面面积。最终选定所需支撑斜杆bC的角钢截面型号L63×5。
单选题
下述关于调整砌体结构受压构件高厚比β计算值的措施,哪项不妥?
- A.改变砌筑砂浆的强度等级
- B.改变房屋的静力计算方案
- C.调整或改变构件支承条件
- D.改变砌块材料类别
【正确答案】
D
【答案解析】[解析] 改变砌块材料类别,对砌体结构受压构件高厚比β计算值的影响不是很显著。
[点评] (1)由《砌体结构设计规范》(GB 50003-2001)(以下简称《砌体规范》)表6.1.1看出,砂浆强度等级的改变,对砌体结构受压构件高厚比β计算值有一些影响。
(2)由《砌体规范》5.1.3条的规定看出,房屋的静力计算方案、构件支承条件影响受压构件的计算高度,直接影响砌体结构受压构件高厚比β计算值。
单选题
关于砌体结构相关的温度应力问题,以下论述哪项不妥?
- A.纵横墙之间的空间作用使墙体的刚度增大,从而使温度应力增加,但增加的幅度不是太大
- B.温度应力完全取决于建筑物的墙体长度
- C.门窗洞口处对墙体的温度应力反应最大
- D.当楼板和墙体之间存在温差时,最大的应力集中在墙体上部
【正确答案】
B
【答案解析】[解析] 影响砌体结构温度应力的因素很多。
[点评] 据有关研究资料表明:
(1)纵横墙之间的空间作用使墙体的刚度增大,同时成为墙体变形的约束部位,从而使温度应力增加,但增加的幅度不会超过13%。
(2)温度应力并不完全取决于建筑物的墙体长度。温度应力与墙体长度不是线性的关系,当墙体长度超过30m后,温度应力几乎不再增加。
(3)当墙体设有门窗洞口时,温度应力增加70%以上。门窗洞口处,因应力集中,边侧的洞口角点成为对墙体的温度应力反应最大的危险点。
(4)当楼板和墙体之间存在温差时,最大的应力及位移均集中在墙体上部。