结构工程师

某轻屋盖单层钢结构多跨厂房,中列厂房柱采用单阶钢柱,钢材采用Q345钢。 上段钢柱采用焊接工字形截面H1200 X 700 X 20 x 32,翼缘为焰切边,其截面特性为:A =675.2 X 102mm2, Wx =29544 X 103mm3, ix=512. 3mm, iy=164.6mm;下段钢柱为双肢格构式构件。厂房钢柱的截面形式和截面尺寸如图1-11所示。厂房钢柱采用插人式柱脚。试问,若仅按抗震构造措施要求,厂房钢柱的最小插入深度(mm)应与下列何项数值最为接近?(A)2500 (B)2000

题目
某轻屋盖单层钢结构多跨厂房,中列厂房柱采用单阶钢柱,钢材采用Q345钢。 上段钢柱采用焊接工字形截面H1200 X 700 X 20 x 32,翼缘为焰切边,其截面特性为:A =675.2 X 102mm2, Wx =29544 X 103mm3, ix=512. 3mm, iy=164.6mm;下段钢柱为双肢格构式构件。厂房钢柱的截面形式和截面尺寸如图1-11所示。


厂房钢柱采用插人式柱脚。试问,若仅按抗震构造措施要求,厂房钢柱的最小插入深度(mm)应与下列何项数值最为接近?

(A)2500 (B)2000

(C)1850 (D)1500

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相似问题和答案

第1题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,钢柱BE在框架平面外的计算长度l0y=4000mm,等效弯矩系数βtx=1.0,其余条件同题26。试问,钢柱BE在弯矩作用平面外按应力形式表达的稳定性计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )

A. 110
B. 125
C. 150
D. 180

答案:C
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)表7.2.1-1,对y轴的轴心受压构件的截面分类为b类。
  根据《钢标》附录D表D.0.2,由于构件的平面内长细比为:λy=l0y/iy=4000/47.4=84.4,因此b类截面轴心受压构件的稳定系数为:φy=0.659。
  根据《钢标》式(C.0.5-1),对于双轴对称的工字型截面,其整体稳定系数为:
  φb=1.07-λ2yfy/(44000×235)=1.07-84.42×235/(44000×235)=0.908
  根据《钢标》第8.2.1条式(8.2.1-3),弯矩作用平面外的稳定性应按下式计算:
  N/(φyA)+ηβtxMx/(φbW1x)
  =190×103/(0.659×71.05×102)+1.0×1.0×74×106/(0.908×756×103)=40.6+107.8=148.4N/mm2。
  选项中与结果最接近的是150,因此答案选C项。
  【考点分析】
  本题主要考查弯矩作用在对称轴平面内的实腹式压弯构件,其弯矩作用平面外的稳定性计算。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①根据《钢标》附录D表D.0.2,计算该构件弯矩作用平面外的轴心受压构件的稳定系数φy;
  ②根据《钢标》式(C.0.5-1),计算工字形截面的压弯构件的整体稳定系数φb;
  ③根据《钢标》第8.2.1条式(8.2.1-3),计算弯矩作用平面外的稳定性。

第2题:

一轴心受压平台柱,采用焊接工字形截面,截面特性为:A=293.6cm2,iy=12.5cm,ix=21.9cm,截面尺寸如图所示,柱两端铰接,柱高6m,翼缘为焰切边,钢材为Q345,焊条为E50系列,焊条电弧焊。则该柱稳定承载力最接近(  )kN。


A、7076
B、7436
C、7492
D、7873

答案:A
解析:
由柱两端铰接可知,构件计算长度l0x=l0y=l=6m,则该柱长细比为:



根据《钢结构设计规范》(GB 50017—2003)表5.1.2-1可知,焊接工字形截面,翼缘为焰切边,均属b类截面;



第3题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,钢柱BE为弯矩作用在主平面内的实腹式压弯构件,最大弯矩设计值Mx=74kN·m,轴心压力设计值N=190kN;计算截面无削弱。试问,钢柱BE进行强度计算时,其最大压应力计算值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )

A. 95
B. 105
C. 120
D. 140

答案:C
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)表8.1.1,截面塑性发展系数为:γx=1.05。
  根据《钢标》式(8.1.1-1),钢柱BE的截面强度为:N/An+Mx/(γxWnx)=190×103/(71.05×102)+74×106/(1.05×756×103)=26.7+93.2=119.9N/mm2。
  选项中与结果最接近的是120,因此答案选C项。
  【考点分析】
  本题主要考查压弯构件的强度计算。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①根据《钢标》表8.1.1,查出截面塑性发展系数γx;
  ②根据《钢标》式(8.1.1-1),计算钢柱BE的截面强度,应注意进行强度计算时,应取该构件的净截面面积和净截面模量。

第4题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,支撑MN采用双角钢十字形组合截面构件,截面由容许长细比控制,不考虑扭转效应。试问,支撑MN至少应采用所示的何种角钢型号(  )
  提示:计算长度取节点中心距离,回转半径取最小值。




答案:B
解析:
支撑MN应按压杆进行设计,



根据《钢规》第7.4.6条表7.4.6(见题31解表),支撑构件的容许长细比为200,则支撑最小回转半径imin=5000/200=25mm。
  根据,回转半径iu取27.1mm。
  答案选B项。
题31解表 受压构件的长细比容许值



【考点分析】
  本题主要考查轴心受力构件的计算长度和容许长细比。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①分析得出支撑MN应按压杆进行设计,计算受压构件的计算长度l0;
  ②查阅《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)表7.4.6,确定构件的容许长细比;
  ③计算最小回转半径;
  ④查表选取角钢型号。

第5题:

某汽修车间为等高单层双跨排架钢结构厂房,梁柱构件均采用焊接实腹H形截面,计算简图如图5-11所示。梁与柱为刚性连接,屋面采用彩钢压型板及轻型檩条。厂房纵向柱距为7.5m,柱下端与基础刚接。钢材均采用Q235-B,焊条为E43型。

?轴线中柱上端与屋面梁刚接,上、下段柱截面特性如图5-15所示。试问,下段柱在排架平面内的计算长度系数应与下列何项数值最为接近?
提示:①无屋盖纵向水平支撑。
②η1=0.56。

(A) 1.29(B)1.47
(C) 1.66(D)1.84


答案:B
解析:

査得μ2=1.84
另按《钢结构设计规范》表5.3.4
折减系数为0.8 (无纵向水平支撑)
μ2=0.8×1.84=1.47

第6题:

某车间为单跨厂房,跨度16m,柱距7m,总长63m,厂房两侧设有通长的屋盖纵向水平支撑。柱下端刚性固定。其结构体系及剖面如题图(Z)所示,屋面及墙面采用彩板,刚架、檩条采用Q235B钢,手工焊接使用E43型焊条。刚架的斜梁及柱均采用双轴对称焊接工字形钢(翼缘为轧制),斜梁截面为HA500×300×10×12,其截面特性为:
A=119.6×10`2mm2,Ix=51862×10`4mm`4,Wx=2074.5×10`3mm3,Wy=360.3×103mm3;刚架柱截面为HA550×300×10×14,其截面特性为:A=136.2×10`2mm2,Ix=72199×10`4mm4,Wx=2625.4×10`3mm3,Wy=420.3×10`3mm3,ix=230.2mm,iy=68.0mm。



假定,梁柱节点弯矩设计值M=302kN·m,节点域柱腹板厚度tw=12mm,连接构造如题图所示。试问,在该弯矩作用下,由柱翼缘及横向加劲肋所包围的柱腹板节点域内,腹板的计算剪应力(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )


A. 90
B. 100
C. 110
D. 120

答案:B
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)第12.3.3条第2款中公式(12.3.3-3)计算腹板的计算剪应力

第7题:

某非抗震设计的工业操作平台承受静力荷载,其主体结构体系的计算简图如题25~31图所示,钢柱平面外设置支撑体系。钢结构框架采用一阶弹性分析方法计算内力,钢柱采用平板支座与基础铰接连接。框架钢梁均采用热轧H型钢H400×200×8×13,对x轴的毛截面惯性矩Ix=23500×104mm4;框架钢柱均采用热轧H型钢H294×200×8×12,毛截面面积A=71.05×102mm2,对x轴的毛截面惯性矩Ix=11100×104mm4,对x轴的回转半径ix=125mm,对y轴的回转半径iy=47.4mm,对x轴的毛截面模量Wx=756×103mm3。钢材采用Q235钢。



(a)工业操作平台框架柱、支撑平面布置图



(b)1—1



(c)2—2

假定,如题29图所示,梁翼缘与柱翼缘间采用全熔透坡口焊缝,其质量等级为二级。试问,该焊缝采用超声波探伤进行内部缺陷的检验时,探伤比例应采用下列何项数值(  )

A. 20%
B. 50%
C. 75%
D. 100%

答案:A
解析:
根据《钢结构工程施工质量验收规范》(GB 50205—2001)第5.2.4条表5.2.4,采用超声波探伤对焊缝进行内部缺陷的检验时,探伤比例采用20%。
  答案选A项。
  【考点分析】
  本题主要考查以下内容:
  ①采用超声波探伤进行内部缺陷的检验;
  ②探伤比例的选取。
  【解题思路】
  本题解题分析步骤如下:
  ①仔细审题,找出关键字“焊接”、“质量等级”;
  ②查找《钢结构工程施工质量验收规范》第5章“钢结构焊接工程”,搜寻对应条款作答即可。

第8题:

某车间为单跨厂房,跨度16m,柱距7m,总长63m,厂房两侧设有通长的屋盖纵向水平支撑。柱下端刚性固定。其结构体系及剖面如题图(Z)所示,屋面及墙面采用彩板,刚架、檩条采用Q235B钢,手工焊接使用E43型焊条。刚架的斜梁及柱均采用双轴对称焊接工字形钢(翼缘为轧制),斜梁截面为HA500×300×10×12,其截面特性为:
A=119.6×10`2mm2,Ix=51862×10`4mm`4,Wx=2074.5×10`3mm3,Wy=360.3×103mm3;刚架柱截面为HA550×300×10×14,其截面特性为:A=136.2×10`2mm2,Ix=72199×10`4mm4,Wx=2625.4×10`3mm3,Wy=420.3×10`3mm3,ix=230.2mm,iy=68.0mm。



假定,屋面檩条两端为简支,水平投影间距为3500mm,采用焊接轻型H钢H250×125×4.5×6,其截面特性为:A=2571mm2,Ix=2739×10`4mm4,Wx=219.1×10`3mm3,Wy=31.3×10`3mm3。檩条在垂直屋面及平行屋面方向上的弯矩设计值分别为Mx=31.7kN·m,My=0.79kN·m。试问,强度验算时,其截面最大弯曲应力设计值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )
提示:不考虑截面削弱。

A. 140
B. 150
C. 160
D. 170

答案:C
解析:
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)第6.1.1条规定,在主平面内受弯的实腹式构件,其受弯强度应按下列公式计算



第6.1.2条第1款第1项规定,工字形截面(x轴为强轴,y轴为弱轴),截面塑性发展系数γx=1.05,γy=1.20,代入数据计算得

第9题:

某厂房的围护结构设有悬吊式墙架柱,墙架柱支承于吊车梁的辅助桁架上,其顶端采用弹簧板与屋盖系统相连,底端采用开椭圆孔的普通螺栓与基础相连,计算简图如图2-7所示。钢材采用Q235钢,墙架柱选用热轧H型钢HM244x175x7x11,截面形式如图2-7所示,其截面特性:A=55.49x102mm2,Wx=495x1O3mm3。


试问,在围护结构自重和水平风荷载的共同作用下,AB段和 BC段墙架柱的受力状态应为下列何项所示?
(A) AB段和BC段墙架柱均为拉弯构件
(B) AB段和BC段墙架柱均为压弯构件
(C) AB段墙架柱为拉弯构件,BC段墙架柱为压弯构件
(D) AB段墙架柱为压弯构件,BC段墙架柱为拉弯构件


答案:D
解析:
答案:(D)
解答:根据计算简图,在围护结构自重作用下,AB段墙架柱承受压力,BC段墙架柱承受拉力,同时AB段和BC段墙架柱均承受由水平风荷载产生的弯矩作用,因此AB段墙架柱为压弯构件,BC段墙架柱为拉弯构件。

第10题:

某车间为单跨厂房,跨度16m,柱距7m,总长63m,厂房两侧设有通长的屋盖纵向水平支撑。柱下端刚性固定。其结构体系及剖面如题图(Z)所示,屋面及墙面采用彩板,刚架、檩条采用Q235B钢,手工焊接使用E43型焊条。刚架的斜梁及柱均采用双轴对称焊接工字形钢(翼缘为轧制),斜梁截面为HA500×300×10×12,其截面特性为:
A=119.6×10`2mm2,Ix=51862×10`4mm`4,Wx=2074.5×10`3mm3,Wy=360.3×103mm3;刚架柱截面为HA550×300×10×14,其截面特性为:A=136.2×10`2mm2,Ix=72199×10`4mm4,Wx=2625.4×10`3mm3,Wy=420.3×10`3mm3,ix=230.2mm,iy=68.0mm。



设计条件同题23。假定,刚架柱在弯矩作用平面外的计算长度l0y=4030mm,轴心受压构件稳定系数φy=0.713。试问,对刚架柱进行弯矩作用平面外整体稳定性验算时,柱截面压应力设计值(N/mm2),与下列何项数值最为接近(  )
提示:等效弯矩系数βtx=1.0。

A. 140
B. 150
C. 160
D. 180

答案:D
解析:
弯矩作用平面外柱的长细比:λy=l0y/iy=4030/68=59.3<120εk=120。
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)表7.1.2-1及附录表D.0.3可知,C类截面φy=0.713(题目已给出)。
根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)附录C公式(C.0.5-1),工字型截面,双轴对称时,整体稳定系数φb为



根据《钢结构设计标准》(GB 50017—2017)第8.2.1条规定,弯矩作用平面外的稳定性,按下式计算



式中,截面影响系数η=1.0,βtx=1.0。代入数据计算得

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