钢结构设计作业(海大)

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前言

建议:务必把上个学期卷子弄懂! 点击开始下载试卷和答案.

由于选择、判断没有详细解释,现把每题对应PPT分析如下:

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选择题:

Chap 1代表第一章PPT,以此类推。Chap 4指《04-2多高层钢结构》,《04-1高层结构地震分析》会单独指出。

  1. Chap 2; P37;
  2. Chap 1; P9;
  3. Chap 1; P11;
  4. 《混凝土结构中册》; P11;
  5. Chap 4; P84;
  6. Chap 2; P12;
  7. Chap 3; P105;
  8. Chap 3; P142;
  9. Chap 3; P65;
  10. Chap 4; P5;

判断题:

  1. 摇摆柱定义见《钢结构上册》第五章; P156; 摇摆柱上下都是铰接节点,当然不能提供抗侧力呀!
  2. Chap 1; P19;
  3. 《04-1 高层结构地震分析》; P3; 如果不好理解,建议看《建筑结构抗震》振型分解反应谱法推导过程,相对好理解;
  4. Chap 1; P25;
  5. Chap 2;P11;
  6. Chap 2; P51;
  7. Chap 3; P77;
  8. Chap 3; P110; 从曲线得出是跃越失稳;还不明白啥是极值点失稳、分支点失稳和跃越失稳?详见《钢结构上册》P72;
  9. Chap 4; P7;
  10. Chap 4; P91;

最后两个大题,目前意思是第三章课上小测第二章加强上翼缘吊车梁强度验算,先把这两个题牢牢掌握。但第三章课上小测相比去年那个题目难度下降太多,小心有坑!而且第二章吊车梁,老师说今年会出稍微难点,可能会出制动梁或者制动桁架。注意,不要被求解弯矩M/剪力V复杂代码吓着,考试肯定会给出内力的,重点在截面特性计算强度验算。拿下大题及格应该不难!

下面是老师上课暗示过必考或者很可能考的内容,尽量弄懂:

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  1. 风振系数$\beta_{z}$和阵风系数$\beta_{gz}$适用对象;
    风振系数是计算主体结构的,阵风系数是计算维护结构的。
  2. 高层建筑在水平荷载作用下位移曲线呈剪切型和弯曲型,主要由于啥变形造成的?
    剪切型是由于梁、柱弯曲变形造成的,弯曲型主要是柱轴向变形造成的。
  3. 抗震设计的三水准两阶段
    详见第四章PPT34、35页。
  4. S1-S5级截面的含义,在轻型门式刚架刚架梁、柱翼缘和腹板的截面分类属于哪一类?
    截面分类请参考《钢结构设计标准》条文说明第3.5.1条。
    翼缘按S4级截面设计,腹板按S5级截面设计。
  5. 索结构索形状的确定,当荷载沿跨度和沿索长,对应形状是啥?
    沿跨度是抛物线,沿索长是悬链线。

    学有余力的同学建议看看此处公式推导,大题第一道有可能会考!

  6. 承载力抗震调整系数$\gamma_{RE}$小于1的原因?
    见第四章PPT第60页。

赶快行动吧,不然会很痛苦!

第一章 轻型门式刚架

课上小测

去年期末试卷倒数第二题!!如下:
期末试卷倒数第二题

第一次作业

压弯构件在弯剪共同作用下的强度验算。


需要注意的是,由于截面只有部分有效,截面的形心和形心主轴已发生变化!形心坐标可根据以下公式求解:

求解完之后,还需重新计算截面惯性矩,本质上都是依据平行移轴定理。后续截面比较复杂,可借助CAD求解截面特性,参考:CAD求解惯性矩.

在第一次做的时候,很容易忽略这个点,究其根本,是对弯曲正应力公式的适用条件不太清楚。进一步,可深入了解一下广义弯曲正应力公式,后续有空来补坑。🤭

第二次作业

  1. 檩条计算
    注意,最后求出有效截面后,不仅形心变了,而且形心主轴的方向也变了,此时不得不借助CAD求解形心主惯性矩,然后根据$\tan ( 2 \alpha ) = \frac { - 2 I _ { x y } } { I _ { x } - I _ { y } }$ 确定形心主惯性轴与平行于屋面得坐标系之间的夹角 $\alpha$,具体原理可详见《材料力学》。
  2. 压型钢板计算
    此次作业注意压型钢板验算支座处腹板的局部受压承载力时,验算公式应为:式中n为所取压型钢板验算单元所含腹板数!也就是说,计算$R_{w}$的公式只是一块腹板的,需注意!

第二章 中、重型工业厂房

第一次作业

考试可能性最大的应该就是加强上翼缘的吊车梁验算(下图所示)了吧。其余两种,学有余力还是看看为好!不需要看如何求解内力M、N等,重在截面特性计算、强度验算

注意,吊车横向荷载只由制动结构(加强上翼缘、制动桁架和制动梁)承受,求解抵抗矩$W_{y}$的时候要注意!

下面也给出了计算吊车梁截面影响线的程序和源码,程序可直接运行,用户可自定义输入最大轮压标准值吊车各轮距吊车跨度等参数。有兴趣的可以考完了解了解。

第三章 大跨空间结构

课上小测

今天老师说不考下面的平衡-几何矩阵证明题,那么这个题考的可能性比较大,但这个不会太简单了吧,相比上学期难度降低许多,小心有坑

第一次作业

第一次做的时候,看了书和一些文献,其实就是验算结构平衡-几何矩阵互伴定理,开始是按结构矩阵分析一步步来的,略显繁琐。详见结构平衡-几何矩阵互伴定理.

大家有兴趣也可以看我最开始写的,点击此处跳转,位于结构力学板块下!

老师上课又讲了一遍,于是最近又重新按老师的方法写了一遍,遵循的就是力系平衡,变形协调

第二次作业

网架节点验算,如果给出设计内力,直接验算也是可以的,可是$\varphi$必须要查表,考的可能性也不是很大。

第三次作业

这个考的可能性还是有的,利用虚功原理,比较简单。

第四章 多、高层钢结构

第一次作业

作业请参见文章中心差分法求相对位移时程曲线

考试可能性为0,可略过。


完结撒花★,°:.☆( ̄▽ ̄)/$:.°★

感谢谭启阳老师的辛勤付出!

祝大家都能体会到钢结构设计的魅力!