按下列条件确定。某封闭式通廊的中间支架,支架底端与基础刚接。通廊和支架均采用钢结构,采用Q235B钢,焊接使用E43型焊条。支架柱肢的中心距为7.2m和4.2m,受风载方向的支架柱肢中心距为7.2m,支架的交叉腹杆按单杆受拉考虑。通廊支架见图3-24-1。
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荷载标准值如下:通廊垂直荷载F
静载:1100kN
活载:屋面380kN
楼面1480kN
支架垂直荷载F
静载:440kN
通廊侧面风荷载F
风载:500kN
支架侧面(顺通廊方向)的风荷载忽略不计。
  1. 支架的基本自振周期T(s)与下列何项最接近?
    A.
    (来学网)0.585
    B.
    (来学网)1.011
    C.
    (来学网)1.232
    D.
    (来学网)1.520
  2. 支架受拉柱肢对基础的单肢最大拉力设计值N(kN)与下列何项数值最接近?
    A.
    (来学网)3570
    B.
    (来学网)3420
    C.
    (来学网)1910
    D.
    (来学网)1803
  3. 已知支架受压柱肢的压力设计值N=2743kN,柱肢选用热轧H型钢H394×398×11×18,A=18760mm,i=173mm,i=100mm,柱肢近似作为桁架的弦杆,按轴心受压构件设计,其以应力(N/mm)形式表达的稳定性计算值与下列何项最接近?
    A.
    (来学网)163.1
    B.
    (来学网)179.2
    C.
    (来学网)194.7
    D.
    (来学网)214.3
  4. 同上题条件,用焊接钢管代替H型钢,钢管DN500×10,A=15386mm,i=173mm,其以应力(N/mm)形式表达的受压稳定性计算值最接近哪项?
    A.
    (来学网)175.8
    B.
    (来学网)195.3
    C.
    (来学网)185.8
    D.
    (来学网)198.8
  5. 支架的水平杆件cd采用焊接钢管DN200×6,A=3656.8mm,i=69mm,节点连接如图3-28-1所示。在风荷载作用下,按轴心受压构件的稳定性验算时,截面上以应力(N/mm)形式表达的值为下列哪项?
    A.
    (来学网)168.3
    B.
    (来学网)146.8
    C.
    (来学网)135.1
    D.
    (来学网)181.6
  6. 图3-28-1支架腹杆连接节点形式,支架的交叉腹杆(┓┏100×8)与节点板连接采用10.9级M22摩擦型高强度螺栓,取摩擦面的抗滑移系数为0.45,所需螺栓数量与下列何项最接近?
    A.
    (来学网)3
    B.
    (来学网)4
    C.
    (来学网)5
    D.
    (来学网)6
正确答案:
(1)A
(2)D
(3)C
(4)D
(5)D
(6)B
答案解析:
第1小题:【主要解答过程如下】:由《建筑结构荷载规范》附录E的E.1-1条知,一般情况下高耸钢结构基本自振周期可近似按下式计算:
T=0.013H=0.013×45=0.585s
【点评】:本题主要应了解45m高的通廊钢结构应按高耸钢结构考虑其基本自振周期,然后由《建筑结构荷载规范》附录E中E.1.1条中的计算公式计算出通廊钢结构的基本自振周期T值。

第2小题:【主要解答过程如下】:由图3-24-1的通廊支架图可知,支架受拉柱肢对基础的单肢拉力是由侧向风荷载F引起的。故根据《建筑结构荷载规范》,由风荷载效应控制的基本组合应按式(3.2.3-1)确定。
风载取γ=1.4;活载,有利,取γ=0,静载,有利,取γ=1.0。由此,根据式(3.2.3-1)可算得支架受拉柱肢对基础的单肢最大拉力为:
N=-γ(F+F)/4+γFH/2ι
=-1.0(1100+440)/4+1.4×500×45/2/7.2=+1802.5kN
【点评】:首先应明确由侧向风载引起的起控制作用的基本荷载效应组合,从而根据《建筑结构荷载规范》3.2.5条按荷载效应对结构有利、不利的原则选定各荷载的分项系数。最后可按式(3.2.3-1)算得支架受拉柱肢对基础的单肢最大拉力。

第3小题:【主要解答过程如下】:
ι=7m
b/h=398/394=1.01>0.8,按表5.1.2-1均属b类。
因λ/i=7000/173=40.47
λ/i=7000/100=70>λ
故应按λ=70,查表C-2得ψ=0.751。
由此,可按《钢结构设计规范》式(5.1.2-1)计算得受压杆件的稳定性:
N/ψA=2743×10/0.751×18760=194.7N/mm。<f=205N/mm,满足要求。
【点评】:首先应计算b/h值,由《钢结构设计规范》表5.1.2-1确定轴心受压构件的截面分类,然后按λ或λ中较大的长细比,查表C-2,查得ψ值,由此,即可按式(5.1.2-1)计算出受压杆件的稳定性。

第4小题:【主要解答过程如下】:
λ=ι/i=7000/173=40.5
查《钢结构设计规范》表5.1.2-1,板厚t=10mm<40mm,轴心受压构件的截面分类属b类。
查《钢结构设计规范》表C-2,由λ=40.5查得ψ=0.897。
从而按式(5.1.2-1)计算得:
N/ψA=2743×10/0.897×15386=198.8N/mm<f=215N/mm,满足要求。
【点评】:首先计算出钢管的长细比λ,并按《钢结构设计规范》表5.1.2-1根据焊接钢管壁厚来确定轴心受压构件的截面分类,再由表C-2查得ψ,从而计算得N/ψA值。

第5小题:【主要解答过程如下】:将通廊支架在cd处截开,取图3-28-2所示隔离体,采用近似计算,认为受压腹杆受压屈曲,退出工作。则截面上剪力等于风载,由前后2片支架承担,每片支架剪力V为:
V=F/2
由平衡方程,∑x=0,得:
Ncosα=V=F/2
将节点d隔离,∑x=0,得:
N=Ncosα=F/2
引入风荷载分项系数γ=1.4,则cd杆的内力设计值为:
N·F/2=1.4×500/2=350kN,压力
λ=ι/i=7200/69=104.3,查《钢结构设计规范》表5.1.2-1,属b类。
查《钢结构设计规范》表C-2,查得ψ=0.527。
由《钢结构设计规范》式(5.1.2-1)得:N/ψA=350×10/0.527×3656.8=181.6N/mm<f=215N/mm,满足要求。

【点评】:首先取隔离体,根据力的平衡条件求出cd杆的内力设计值N,此时采用近似计算,认为受压斜腹杆压曲退出工作。
其次,计算cd杆的长细比λ,查表5.1.2-1确定轴心受压杆件的截面分类,然后由表C-2查得ψ,进而计算出N/ψA值。

第6小题:【主要解答过程如下】:交叉腹杆承受的拉力N(见图3-29-1)

Ncosα=F×tanα=(7/7.2)×cosα=0.717由此可求得:N=F=1.4×500/2×0.717=488.15kN
查《钢结构设计规范》表7.2.2-2,由一个10.9级的M22高强度螺栓查得其预拉力p=190kN。
由《钢结构设计规范》式(7.2.2-1)计算得抗剪连接中,每个高强度螺栓的承载能力设计值如下:
N=0.9nμ=0.9×2×0.45×190=153.9kN由此计算连接的所需高强度螺栓数如下:
n≥N/N=488.15/153.9=3.2个,故取所需高强度螺栓为4个。
【点评】:首先应按图3-29-1斜腹杆内力计算简图确定斜腹杆的内力N,然后由《钢结构设计规范》表7.2.2-2查得一个高强度螺栓的预拉力P。再按式(7.2.2-1)确定每个摩擦型受剪高强度螺栓的承载能力设计值N后,即可计算确定该斜腹杆连接所需的高强度螺栓数量。