2016年冬季西南大学网络教育《单层厂房》答案

2016年冬季西南大学网络教育《单层厂房》答案

1.吊车荷载，吊车起吊重物在厂房内运行时的移动集中荷载包括吊车

竖向荷载和吊车水平

荷载对

2.柱应具有足够的抗压和抗弯能力对
3.过梁的作用是承托门窗洞口上部墙体的重量对
4.有檩体系由大型屋面板、檩条、屋架（包括屋盖支撑）组成。错 5.当屋架跨度大于60m时，应在屋架跨度的1/3左右节点处设置两道垂直支撑和水平系杆

错

6.厂房横向排架智能承受竖向荷载错
7.单层厂房的柱距应采用扩大模数30M数列. 错
8.单层厂房结构的跨度大、高度大、承受的荷载大，但形成的空间较小错

9.单层厂房的结构按其施工方法来分，有装配式和现浇式两种。对10.圈梁的布置与墙体高度、厂房的刚度要求及地基情况无关错11.装配式单层厂房的主要承重结构是屋架或屋面梁、柱和基础对12.永久荷载是长期作用在厂房结构上的不变荷载（恒荷载），如各种

结构构件、围护结构

以及设备的自重等对

13.作用在单层厂房结构上所有荷载按其作用方向可分为竖向荷载、

横向水平荷载以及纵向
水平荷载三种。对
14.纵向排架结构体系是由纵向柱列和基础、连系梁和柱间支撑等组成。对
15.确定柱网尺寸时，首先要满足生产工艺要求，尤其是工艺设备的布置对
16.在运输和安装过程中要采取必要的措施，防止构件发生弯曲和扭转变形。对17.墙体围护结构包括外墙、抗风柱、墙梁、基础梁等。

对
18.上柱柱间支撑设置在温度区段两侧与屋盖横向水平支撑相对应的柱间，以及温度区段中
央或临近中央的柱间。对
19.单层工业厂房排架结构通常由横向平面排架和纵向平面排架及支撑系统连成一个整体
的空间结构体系。对
跨度在15米以内、
高度在820. 厂房内无吊车或吊车吨位小于5吨、米以内、无特殊工艺
要求的小型厂房，通常选用钢结构。错
21.门式刚架的梁、柱构件多采用焊接变截面的H形截面，单跨刚架的梁-柱节点采用刚接，
多跨者大多刚接和铰接并用。对
22.当风荷载较大或房屋较高时，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。

对

23.无檩体系由小型屋面板、屋面梁或屋架以及屋盖支撑所组成。错

24.铰接排架的横梁（屋架）的刚度很大，受力后的轴向变形可忽略不计。对25.当屋架与柱顶为刚接，柱与基础顶面为铰接时，这样组成的结构叫排架错26.厂房内有较大的振动荷载，吊车吨位大时，应该布置下弦横向水平支撑。对27.由于变截面门式刚架达到极限承载力时，可能会在多个截面处形成塑性铰而使刚架瞬间形成机动体系，但塑性设计

仍然适用。错

28.板件的宽厚比大，使得构件在外力撞击下容易发生局部变形对29.由于单层门式刚架结构的质量轻，地基的处理费用相对较低，基础也可以做得比较小。对

30.下柱柱间支撑设置在温度区段中部与上柱柱间支撑相应的位置对

31.由于在柱的截面上存在着正负弯矩，故排架柱常采用对称配筋32.排架结构有哪些基本假定？本题参考答案：
排架结构一般指铰接平面排架，在确定其计算简图时有以下基本假定：

(1)屋架的柱顶为铰接、只能传递竖向轴力和水平剪力，不能传递弯矩。

(2)柱底嵌固于基础，固定端位于基础顶面，不考虑各种荷载引起的基础角变形。(3)横梁(即屋架)的轴向刚度很大，排架受力后横梁的轴向变形忽略不计，横梁两侧柱顶水平位移相等。

(4)柱轴线为柱的几何中心线，当柱为变截面柱时，柱轴线为一折线。33.简述牛腿局部受压破坏的破坏条件、特征和预防措施？

局部受压破坏：
破坏条件：当牛腿宽度过窄、传力垫板尺寸过小或混凝土强度过低时。

破坏特征：加载板下的混凝土被局部压碎；
预防：限制加载板的最小尺寸和混凝土的最低强度等级。

34.简述柱牛腿设计的主要内容？

1）、确定牛腿几何尺寸；
2）、按计算和构造配置纵向受力钢筋；
3）、按构造要求配置水平箍筋和弯筋；
、局部受压承载力验算4）
35.作用在厂房结构上的活荷载主要有哪些？

可变荷载是作用在厂房结构上的活荷载，主要有：
（1）雪荷载，以基本雪压所算得的在厂房各屋面上的积雪重量。 （2）风荷载，以基本风压所算得的在厂房各部分表面上的风压（吸）力。

（3）吊车荷载，吊车起吊重物在厂房内运行时的移动集中荷载包括吊车竖向荷载和吊车水平荷载
（4）积灰荷载，大量排灰的厂房及其邻近建筑，应考虑积灰荷载。 （5）施工荷载，厂房在施工或检修时的荷载。

36.单层厂房有什么特点？

（1）单层厂房结构的跨度大、高度大、承受的荷载大，可以构成较

大的空间。（2）厂房内可采用水平运输设备，因此，结构设计时必须考虑动力荷载的影响。

（3）可充分利用地基的承载力布置大型设备基础，生产重型产品。（4）可利用屋盖进行天然采光和自然通风，在不采用人工照明和机械通风的情况下，也可以布置较大跨度和多跨度的大面积厂房。

（5）扩建和改建方便，可适应生产发展的需要。

（6）结构便于定型设计，使构配件标准化、系列化、通用化，可提高构配件生产工业化和现场施工机械化的程度，缩短设计和施工时间。

（7）单厂占地多。

37.简述轻钢门式刚架结构支撑和刚性系杆的布置原则？

支撑和刚性系杆的布置应符合下列规定：

(1)在每个温度区段或分期建设的区段中，应分别设置能独立构成空间

稳定结构的支撑体系。

(2)在设置柱间支撑的开间，应同时设置屋盖横向支撑，以构成几何不变体系。

(3)端部支撑宜设在温度区段端部的第_或第二个开间。柱间支撑的间距应根据房屋纵向受力情况及安装条件确定，一般取30～45m；有吊车时不宜大于60m。

(4)当房屋高度较大时，柱间支撑应分层设置；当房屋宽度大于60m时，内柱列宜适当设置支撑。

(5)当端部支撑设在端部第二个开间时，在第一个开间的相应位置应设

置刚性系杆。

(6)在刚架转折处(边柱柱顶、屋脊及多跨刚架的中柱柱顶)应沿房屋全长设置刚性系杆。

(7)由支撑斜杆等组成的水平桁架，其直腹杆宜按刚性系杆考虑。

(8)刚性系杆可由檩条兼任，此时檩条应满足压弯构件的承载力和刚度要求，当不满足时可在刚架斜梁间设置钢管、H形钢或其他截面形式的杆件。

38.简述轻钢门式刚架结构屋面檩条和侧墙墙梁的布置原则？

屋面檩条一般应等间距布置。但在屋脊处，应沿屋脊两侧各布置一道檩条，使得屋面板的外伸宽度不要太长(一般小于<200mm)，在天沟附近应布置一道檩条，以便于天沟的固定。确定檩条间距时，应综合考虑天窗、通风屋脊、采光带、屋面材料、檩条规格等因素按计算确定。

侧墙墙梁的布置，应考虑设置门窗、挑檐、遮雨篷等构件和围护材料的要求。当采用压型钢板作围护面时，墙梁宜布置在刚架柱的外侧，其间距由墙板板型和规格确定，且不大于由计算确定的数值。

39.简述单层厂房地基基础的几种主要破坏形式？

地基破坏、受弯破坏、冲切破坏40.简述牛腿水平箍筋和弯起钢筋的构造措施？

水平箍筋和弯起钢筋的构造：
当牛腿截面尺寸符合裂缝控制要求时，仅需按照构造要求设置水平箍筋及弯筋，便能满足抗剪承载能力的要求。

牛腿中设置的水平箍筋：直径应取用6～12mm，间距为100～150mm，且在上部2h0/3范围内的水平箍筋总截面积不应小于承受竖向力

Fv的受拉钢筋截面积的1/2。

当牛腿的剪跨比a/h0≥O.3时，应设置弯起钢筋，弯起钢筋宜采用变形钢筋，并宜设置在牛腿上部L/6至L/2之间的范围内，其截面积不应少于承受竖向力的受拉钢筋截面积的1/2，其根数不应少于2根，直径不应小于12mm。

当牛腿设于柱顶时，宜将柱对边纵向受力钢筋沿柱顶水平弯入牛腿，作为牛腿的纵向受拉钢筋使用；若牛腿钢筋和柱中钢筋分开配置，应保证搭接可靠。

41.简述牛腿纯剪破坏的条件、特征及预防措施？

破坏条件：当牛腿截面尺寸过小(如a/h0≤0.1时)或虽a/h0值较大但边缘高度h1较小时
破坏特征：在牛腿与下柱的交接面上出现一系列短而细的斜裂缝，最后牛腿沿此裂缝从柱上切下而破坏。此时纵筋应力较小。

预防：可用控制牛腿截面尺寸h1和采取必要的构造措施防止。42.轻钢门式刚架结构屋盖下弦横向水平支撑的设置有哪些要求？

轻钢门式刚架结构屋盖下弦横向水平支撑的设置：
当具有以下情况之一时，应设置下弦横向水平支撑，下弦横向水平支撑一般宜设于厂房端部及伸缩缝处第一柱间。

①厂房跨度≥18m，或厂房跨度＜18m，且山墙上风荷载由屋架上弦传递时；
②屋架下弦悬挂吊车的纵向水平荷载较大而通过垂直支撑传力时，可在悬挂吊车轨道尽头的柱间设置；

③当厂房高度较大，纵向风荷载由山墙抗风柱传至屋架下弦时；

④厂房内有较大的振动荷载，吊车吨位大时。

43.单层厂房结构设计包括哪些主要内容？单层厂房结构设计的主要内容：

（1）确定结构方案，进行结构布置；
（2）确定主要承重构件；
（3）进行排架内力分析与组合；
（4）排架柱设计；
（5）确定主要构件之间的连接构造。

44.门式刚架侧移刚度不能满足要求时，可以采取哪些构造措施？如果最后验算时刚架的侧移不满足要求，即需要采用下列措施之一进

行调整：

放大柱或(和)梁的截面尺寸；
改铰接柱脚为刚接柱脚；

把多跨框架中的个别摇摆柱改为上端和梁刚接。

45.压型钢板内力计算时主要有哪几种荷载组合？计算压型钢板的内力时，主要考虑两种荷载组合：

(1)1.2×永久荷载+1.4×max{屋面均布活荷载，雪荷载}；(2)1.2×永久荷载+1.4×施工检修集中荷载换算值。

当需考虑风吸力对屋面压型钢板的受力影响时，还应进行下式的荷载

组合：

(3)1.0×永久荷载+1.4×风吸力荷载。

46.重钢厂房吊车梁上翼缘与制动结构的连接有哪些构造要求？

对于重级工作制吊车梁，其上翼缘与制动结构的连接应首选高强螺栓连接，可将制动结构作为水平受弯构件，按传递剪力的要求确定螺栓间距。不过一般可按100—150mm等间距布置。

对于轻、中级工作制吊车梁，其上翼缘与制动结构的连接可采取工地焊接方式，一般可用6—8mm焊脚尺寸的焊缝沿全长搭接焊，仰焊部分可为间断焊缝。

47.轻钢门式刚架的辅助系统都包括哪些？

轻型钢结构的辅助结构系统包括挑檐、雨篷、吊车梁、牛腿、楼梯、栏杆、检修平台和女儿墙等，它们构成了轻型钢结构完整的建筑和结构功能48.冷弯薄壁型钢的一般特点？

冷弯薄壁型钢构件用相对较少的材料承受较大的外荷载，不是单纯用增大截面面积，而是通过改变截面形状的方法获得。根据测算，同样截面积的冷弯薄壁型钢与热轧型钢相比，回转半径可增大80%，惯性矩和面积矩可增大50-180%。所以，冷弯薄壁型钢抗压和抗弯性能好，整体刚度大。由于冷弯薄壁型钢在室温下成型，材料将产生冷弯效应。所谓冷弯效应，是指冷加工使材料达到塑性变形，材料结构发生变化，产生应变硬化和应变时效，使截面弯角部分材料强度提高，塑性降低。影响材料冷弯效应的因素有钢材极限强度和屈服强度的比值；弯角半径和板厚的比值；冷加工的成型方式、次数、受力性质等。考虑材料的冷弯效应，一般可以提高设计强度10-15%，但是一般只在构件全截面有效时才在计算中考虑设计强度的提高，否则可以将冷弯效应作为设计中的强度储备

49.简述单层厂房金属屋面的主要类型？

⒈低波纹屋面和高波纹屋面
⒉螺丝暴露式屋面和暗扣式屋面
⒊单层压型钢板屋面和复合板屋面
50.简述桁架中拉压杆件的主要设计计算内容？

桁架中的杆件，先确定截面型式，然后根据轴线受拉、轴线受压和压弯的不同受力情况，按轴心受力构件或压弯构件计算确定。为了不使型钢规格过多，在选出截面后可作一次调整。

拉杆应进行强度验算和刚度验算。强度验算中在有螺栓孔削弱时，应该用净截面，如果螺栓孔位置处于节点板内且离节点板边缘有一定距离，例如≥100mm时，可考虑不计截面削弱，因为焊缝已传走一部分内力，截面有减弱处内力也已减小。刚度验算应使杆在两个方向的长细比中的较大者小于容许长细比。规范对于承受静力荷载的桁架拉杆只限制在竖向平面内的长细比．但从运输和安装的角度考虑，受拉下弦出平面的刚度还是大些为好。

压杆应进行稳定性和刚度的计算，压弯杆（上弦杆有节间荷载时）应进行平面外的稳定性和刚度的验算。

51.简述重钢单层厂房纵向水平支撑的布置原则？

纵向水平支撑：
当房屋内设有托架，或有较大吨位的重级、中级工作制的桥式吊车，或有壁行吊车，或有锻锤等大型振动设备，以及房屋较高，跨度较大，空间刚度要求高时，均应在屋架下弦(三角形屋架可在下弦或上弦)端节间设

置纵向水平支撑。

纵向水平支撑与横向水平支撑形成闭合框，加强了屋盖结构的整体性并能提高房屋纵、横向的刚度。52.简述单层厂房标准或通用定型构件的选择方法？

工业厂房结构构件标准图集有三类：经国家建委审定的全国通用标准图集，适用于全国各地；经某地区或某工业部门审定的通用图集，适用于该地区或该部门所属单位；经某设计单位审定的定型图集适用于该单位。

这些图集一般包括设计和设计施工说明、构件选用表、结构布置图、连接大样图、模板图、配筋图、预埋件详图、钢筋及钢材用量表等几个部分，均属结构施工图范畴。“设计和施工说明”包括构件适用范围，主要设计依据，主要计算方法，使用材料，施工、制作及安装要求等部分。选用构件时要特别注意与施工说明内容相吻合。

“构件选用表”是选用构件时的主要依据。一般可根据两种方法选用：（1）根据荷载或对负荷的限制条件
（2）根据允许的最大内力（弯矩和剪力）
53.排架计算时作用在不同位置处风荷载的计算原则？

（1）作用在排架柱顶以下墙面上的风荷载按均布考虑，迎风面为q1，背风面为q2，其风压高度变化系数可按柱顶标高取值。

（2）作用于柱顶以上屋盖部分的风荷载仍取为均布荷载，但对排架 其风压高度变化系数取值如的作用则按作用在柱顶的集中风荷载W考虑，
下：有矩形天窗时，按天窗檐口取值；无矩形天窗时，按厂房檐口标高取值。

54.对混凝土排架柱进行吊装验算时应该注意哪些问题？吊装运输阶段的验算应注意：

（1）柱身自重应乘以动力系数，如1.5；运输吊装阶段的最大裂缝宽度允许值［wmax］可取为0.2mm；
（2）因吊装属于临时性，构件的安全等级可较其使用阶 段降低

一级；

（3）吊装时混凝土的强度一般按设计强度的70％，当设计要求高于此值时，应予注明；吊装方式有翻身吊和平吊两种情况。

（4）一般采用单点帮扎起吊，吊点在变阶处，当用多点起吊时，各方应予以协商；

（5）当柱变阶处吊装验算不能满足时，可在该处加配短钢筋。55.简述牛腿发生弯曲破坏的条件，破坏特征以及预防措施？

1.弯曲破坏
破坏条件：当a/h0>0.75和纵向受力钢筋配筋率较低时。

破坏特征：当出现裂缝①后，随荷载增加，该裂缝不断向受压区延伸，

水平纵筋应力不断增大并屈服，裂缝①外侧部分绕牛腿下部与柱的交点发

生转动，致使受压区混凝土压碎而破坏。

预防：配置足够数量的纵向受拉钢筋。56.单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有哪些特点？

单层门式刚架结构和钢筋混凝土结构相比具有哪些特点？

(1)质量轻
围护结构由于采用压型金属板、玻璃棉及冷弯薄壁型钢等材料组成，

屋面、墙面的质量都很轻，因而支承它们的门式刚架也很轻。根据国内的工程实例统计，单层门式刚架房屋承重结构的用钢量一般为10～
由于单层门式刚架结构的质量轻，地基的处理费用相对较低，基础也可以做得比较小。同时在相同地震烈度下门式刚架结构的地震反应小，一般情况下，地震作用参与的内力组合对刚架梁、柱杆件的设计不起控制作用。但是风荷载对门式刚架结构构件的受力影响较大，风荷载产生的吸力 当风荷载较大或房屋较高时，可能会使屋面金属压型板、
檩条的受力反向，风荷载可能是刚架设计的控制荷载。

(2)工业化程度高，施工周期短
门式刚架结构的主要构件和配件均为工厂制作，质量易于保证，工地安装方便。除基础施工外，基本没有湿作业，现场施工人员的需要量也很少。构件之间的连接多采用高强度螺栓连接，是安装迅速的一个重要方面，但必须注意设计为刚性连接的节点，应具有足够的转动刚度。

(3)综合经济效益高
门式刚架结构由于材料价格的原因其造价虽然比钢筋混凝土结构等其他结构形式略高，但由于采用了计算机辅助设计，设计周期短；构件采用先进自动化设备制造；原材料的种类较少，易于筹措，便于运输；所以门式刚架结构的工程周期短，资金回报快，投资效益高。

(4)柱网布置比较灵活
传统的结构形式由于受屋面板、墙板尺寸的限制，柱距多为6m，当采用12m柱距时，需设置托架及墙架柱。而门式刚架结构的围护体系采用金属压型板，所以柱网布置不受模数限制，柱距大小主要根据使用要求

和用钢量最省的原则来确定。

57.简述单层厂房的特点？

（1）单层厂房结构的跨度大、高度大、承受的荷载大，可以构成较大的空间。

（2）厂房内可采用水平运输设备，因此，结构设计时必须考虑动力荷载的影响。

（3）可充分利用地基的承载力布置大型设备基础，生产重型产品。（4）可利用屋盖进行天然采光和自然通风，在不采用人工照明和机械通风的情况下，也可以布置较大跨度和多跨度的大面积厂房。

（5）扩建和改建方便，可适应生产发展的需要。

（6）结构便于定型设计，使构配件标准化、系列化、通用化，可提高构配件生产工业化和现场施工机械化的程度，缩短设计和施工时间。

（7）单厂占地多
58.支撑的主要作用是?

(1)保证厂房结构的纵向及横向水平刚度；
(2)在施工和使用阶段，保证结构构件的稳定性；
(3)将某些水平荷载传给主要承重结构或基础59.简述钢筋混凝土排架柱牛腿的设计过程？

柱牛腿设计

(1)确定牛腿几何尺寸
(2)按计算和构造配置纵向受力钢筋
(3)按构造要求配置水平箍筋和弯筋

(4)局部受压承载力验算
60.单层厂房设计时通常考虑的可变荷载有哪些？可变荷载是作用在厂房结构上的活荷载，主要有：

（1）雪荷载，以基本雪压所算得的在厂房各屋面上的积雪重量。（2）风荷载，以基本风压所算得的在厂房各部分表面上的风压（吸）

力。

（3）吊车荷载，吊车起吊重物在厂房内运行时的移动集中荷载包括吊车竖向荷载和吊车水平荷载

（4）积灰荷载，大量排灰的厂房及其邻近建筑，应考虑积灰荷载。（5）施工荷载，厂房在施工或检修时的荷载。