同济大学3d3s2013期末考试题

2013《工程软件应用》3d3s期末考试题（A卷）

学号 ； 姓名 。

第1题 求解多跨连续梁的弯矩图（10分）

【已知】图示5跨连续梁：跨度L=8.0m；前3跨承受均布恒荷载为q=5.0kN/m，均布活荷载为q=10.0kN/m，第5跨跨中作用有一集中恒荷载P=50kN和集中活荷载P=100kN；结构自重由程序自动考虑；荷载组合为“1.2*恒+1.4*活”；梁截面采用H700x300x12x16，截面如图所示；材质为Q235B。 【提示】采用“空间任意结构”模块建模，结构体系应采用“平面刚架”。

题1图：多跨连续梁

【求解】

（1）在“1.2*恒+1.4*活”荷载组合下，A点的弯矩为 kN*m；（4分） （2）在“1.0*恒+1.0*活”荷载组合下，B点的挠度为 mm；（4分） （3）所有构件绕2轴的计算长度均为8m，则梁AC的最大应力比为 ；（2分）

第2题 求解平面桁架的挠度和内力（30分）

【已知】如图所示的平面桁架，跨度L=30m，桁架高度h=3m，屋面坡度为5% ；每个上弦节点承受恒荷载为P=50kN，活荷载为P=100kN，结构自重由程序自动考虑；荷载组合为“1.2*恒+1.4*活”；桁架构件的截面均采用钢管，弦杆均为Φ245x16；腹杆均为Φ159x6；材质均为Q235B；所有构件绕2轴和绕3轴的计算长度系数均为1.0。

【提示】采用“空间任意结构”模块建模，结构体系应采用“平面刚架”或“平面桁架”。 【求解】

（1）所有构件均为两端刚接时，A点的最大挠度为 mm；（5分） （2）所有构件均为两端刚接时，①号杆的最大应力比为 ；（5分）

（3）所有构件均为两端铰接时，A点的最大挠度为 mm；（5分） （4）所有构件均为两端铰接时，①号杆的最大应力比为 ；（5分） （5）弦杆连续，腹杆均为两端铰接时，A点的最大挠度为 mm；（5分） （6）弦杆连续，腹杆均为两端铰接时，①号杆的最大应力比为 ；（5分）

题2图：平面桁架

第3题 求解门式刚架的内力包络图（30分）

【已知】如图所示3跨门式刚架结构：跨度L=24m，檐口高度H=8m，净高H0=7.2m，柱底标高为0.00m；边柱和建筑轴线的关系为“边柱轴线”。所有钢柱均为柱脚铰接、柱顶刚接。屋面梁分段长度为4等分；屋面坡度为5%，无女儿墙；柱距为8m。荷载条件为：恒载0.30kN/m2；活荷载0.30kN/m2；基本雪压0.70kN/m2；基本风压0.55kN/m2，地面粗糙度为B类，体型系数根据《CECS》规程取值；不考虑地震作用。荷载组合根据规范规定取用。构件截面如下：边柱H350~750x250x6x12，中柱H300~500x250x6x12；边梁WL1的截面为H450~800x200x6x10，中柱柱顶梁WL3的截面为H450~800x200x6x12；等截面梁WL2和WL4的截面为H450x200x6x8；所有构件材质均为Q345B；所有构件绕2轴的计算长度均为3m。 【提示】采用“轻型门式刚架”模块快捷建模。

题3图：门式刚架

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【求解】

（1）各荷载组合下，边柱Z1的最大弯矩为 kN*m；最大轴力为 kN；（5分） （2）各荷载组合下，屋面边梁WL1的最大弯矩为 kN*m；最大轴力为 kN；（5分） （3）各荷载组合下，屋面梁A点的最大竖向挠度为 mm；（5分） （4）风荷载作用下，边柱柱顶B点的最大侧移为 mm；（5分）

（5）结构的重力荷载代表值取“1.0恒+0.5雪”，结构的基本周期为 秒；（5分） （6）边柱Z1的最大应力比为 ；屋面梁WL3的最大应力比为 ；（5分）

第4题 求解椭球面单层网壳的自振特性（10分）

【已知】如图所示的椭球面单层网壳，网壳的平面投影为一椭圆，椭圆长轴长Lx=22m，短轴长Ly=16m；网壳矢高为H=3m；网壳沿环向等分为24份，网壳半径沿径向等分为6份；约束条件为周边铰支座；荷载条件为：均布恒荷载1.0kN/m2；均布活荷载0.50kN/m2；结构自重程序自动考虑，荷载双向导算到单元；荷载组合为“1.2*恒+1.4*活”。所有构件均采用圆钢管，截面规格为Φ140x6.0；材质均为Q235B。

题4图：单层椭球面网壳

【求解】

（1）结构的最大挠度为 mm；（5分）

（2）结构的重力荷载代表值取“1.0恒+0.5活”，结构的基本周期为 秒；（5分）

第5题 平板网架结构设计（20分）

【已知】如图所示的平板网架，结构形式为正放四角锥螺栓球节点网架，纵向网格划分为10份，横向划分为8份。网格尺寸为A×B=3m×3m，结构檐口高度为H1=1.8m，屋脊高度为H2=2.4m。上弦均布恒载q1=2.0 kN/m2；均布活载q2=0.5 kN/m2；荷载组合为：1.2恒+1.4活。节点重量为杆件重量的20%。所有构件截面均为钢管159x8.0，材质均为Q235B。

【提示】可采用“网架与网壳”模块建模。

【求解】

（1）结构的最大挠度为 mm；（10分）

（2）结构的重力荷载代表值取“1.0恒+0.5活”，结构的基本周期为 秒；（10分）

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