(知识点)钢结构部分、钢梁拼接处、刚架规范

佚名 钢结构知识 2024-04-18 99

摘要:钢结构部分答:首先明确一下,不勾选并不是执行A类要求,而是执行框架的相关要求,按抗震烈度对应的钢框架抗震等级考虑。模型参数中设置的抗震等级为四级,在勾选高弹性低延性性能化设计时,考虑所选类别与抗震等级为四级时的钢框架要求取大值作为限值。...

钢结构部分

1、钢梁拼接接头的内力设计一般都能满足设计要求。 为什么要采用等强度设计?

答:从概念上讲,拼接位置是元件的连续位置。 如果按照内力来设计拼接位置节点,则该位置的承载能力必然弱于连续位置,该位置就会成为弱点。 在强风、地震等意外情况下,下部很可能首先受损,造成连续倒塌等安全隐患,因此该位置按照等强度设计是非常有必要的。 这里所说的概念设计是基于抵抗不利情况的。 我们设计时考虑的地震影响一般是频繁地震,即小地震。 我们必须确保通过概念设计和相关结构我们可以保护自己免受地震(中度地震)的影响。 )以及罕见地震甚至极罕见地震下的结构安全。 此时,结构中的许多部件都变成了塑料。 在这种情况下,如果拼接节点先于构件受损,那么整个结构就会变成一个机构,后果不堪设想。 从规范角度看,反规8.2.8等规定还提到了等强度连接的设计以及强节点和弱成员的相关计算,可见节点的重要性。

2、门式刚架规范第4.1.3条规定:“当屋面均布荷载标准值为0.5KN/m2时,可不考虑最不利布置。” 当计算屋面连续檩条的活荷载为0.5kN/m2时,那么是否可以忽略最不利的布置呢?

答:首先,在考虑这篇文章时,应该根据具体情况而定。 规范规定,“本条所称活荷载仅指屋面施工和维护时的人员荷载”。 同时,这一说法与旧版规定类似。 首先,本条继承了旧规定3.2.2的表述,主要针对刚架构件。 刚架构件一般包括刚架梁和柱构件。 新版规范没有单独提出檩条、墙梁等围护构件的计算。 旧版规范规定“计算屋面构件时的活荷载值大于计算刚架构件时的值是合理的”。 活荷载的不利布置是一般活荷载的一个属性,即变荷载的加载位置存在随机性。 例如,楼层或楼层上的每个房间在不同时间的人员分布不同,屋顶上的雪荷载随着阴阳位置的变化而变化。 、遮阳和太阳位置的变化都会对积雪的融化和复冻产生影响,因此门式刚架规范的4.3.5也考虑了类似的不利布置。 根据规范第4.1.3条,当人员和维护荷载具有相应值时,一次性加载很有可能覆盖活荷载的不利布置。 其他活荷载类型如雪荷载必须根据具体情况确定。 。

3、使用STS钢结构施工图设计梁柱铰接节点并验算腹板螺栓剪力时,为什么程序给出的螺栓最大剪力与结果相差较大?

答:如下图所示钢结构设计手册3,当螺栓排数大于2时,梁端剪力V与螺栓组中心之间会产生水平偏心,产生附加弯矩,M= V*Xe。 然后,程序将使用以下公式根据弯矩和剪力计算剪弯螺栓组:

Nv=(M*x_max)/(Σx_i^2)+V/n螺栓。 当Nv>N_v^b时,程序会调整螺栓直径或增加螺栓数量并再次计算,直到迭代计算满足要求并输出最终螺栓所承受的最大剪力Nv为Nv,所以此时,螺栓承受的最大剪切力大于纯剪切状态。

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图1

4、为什么钢结构门式钢框架设计自动生成的柱脚图中没有剪力键?

答:程序考虑在抗剪计算中设置抗剪键。 当满足V≤μN时,其中μ为摩擦系数,表示基板摩擦力可以抵抗剪切力钢结构设计手册3,无需设置剪切键。 同时,在节点计算书上会输出柱脚抗剪验证是否符合要求的结果。

5、图中所示门式刚架时,为什么柱端板区域的斜加劲肋特别厚? 如何调整?

答:门式刚架规范10.2.7第5条规定了柱端旋转刚度与梁线刚度的关系,即R≥25EIb/Lb,R为门式刚架梁柱节点的旋转刚度。刚架,保证梁柱节点具有足够的转动刚度。 模型中梁线刚度远大于柱,导致验证结果不理想,且节点旋转刚度与梁线刚度相差很大。 不同的是斜加劲肋需要提供的刚度,因此程序计算出的柱节点域中斜加劲肋的厚度很厚。 此时需要调整梁、柱截面,尽可能满足这一要求,并可减少加劲肋的厚度。

如果因条件限制无法对梁、柱进行大的调整,则还必须采取措施,增加因梁、柱之间缺乏刚性连接而对梁跨中的影响。 应适当增加强度、稳定性和梁挠度。 丰富,确保结构安全。

6、根据抗震规范表8.1.3注2:当某一部位各构件的承载力满足2次地震作用组合下的内力要求时,构件的抗震等级为7至9度应允许降低1度。 SATWE 应该考虑什么?

答:这个需求需要手动修改SATWE中的参数来实现。 首先将参数中地震影响系数αmax的最大值修改为原值的2倍。 然后计算相应的结果并手动判断强度和稳定性是否满足要求。 对于符合要求的构件,返回特殊构件定义,将其抗震等级修改为降低一级,然后按照原来的地震参数进行计算。

7、带围护结构和不带围护结构的门式刚架除了按照门规确定的不同风载系数外,是否还可以考虑围护结构的挡风面积?

答:首先,是否有围护结构并不是判断封闭还是开放的具体标准。 还必须根据窗户开口率来判断是否为半封闭结构。 封闭、半封闭、开放三种形式决定了风阻。 荷载类型系数(在门法规中称为风荷载系数)的不同值。 2D pk 中,风荷载的标准值是通过用户定义的迎风宽度和构件高度来确定的,不会自动考虑围护结构的存在与否。 Satwe等三维分析程序无法自动判断是否存在围护结构来计算受风面积。 在没有围护结构的情况下,需要手动调整风荷载或定义空心层来实现正确的风荷载统计。

8、支架与梁、柱的连接处以及角板与支架连接焊缝的剪力如何计算?

答:无论支撑节点方案是否默认等强度连接设计,节点验证的最大轴力设计值N即为截面轴向承载力的设计值,即fA。 N计算出来后,如下图所示,相对于轴线方向平行的受力方向有两对焊缝,因此每条焊缝的设计剪力为N/4。

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图1

9、根据《钢结构设计手册》檩条计算实例的相关条件,采用STS简支檩条工具箱进行檩条校核。 结果发现,尽管内力相差不大,但工具箱结果与手动结果有很大不同。 是什么原因?

答:《钢结构设计手册》中的例题采用的是[10]的槽钢截面。 槽钢截面相对于y轴不对称,因此其相对于y轴向左和向右的阻力矩W是不同的。 考虑强度。 施加应力时,相对于 y 轴,一侧受到压缩,另一侧受到拉伸。 两者都需要考虑。 最终强度应力控制值应考虑两者中较大者。 《钢结构设计手册》中没有考虑这一点,具体设计内力和截面数据如下:

按下式计算檩条拉应力和压应力。 结果为最大值,与STS工具箱的计算结果一致。

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10、门式框架中,部分立柱需要拔出。 三维门式刚架建模时,是否需要将托梁直接放置在三维模型中? 程序会自动识别吗? 能否考虑作为支撑的托梁的竖向变形,以及支撑梁的竖向和水平荷载向相邻梁的传递? 被支撑的梁端是直接支撑在托梁上,还是需要短柱?

答:如下图:需要定义门式刚架三维设计中的托梁。 只有定义好后,程序才会计算托梁支撑的垂直荷载、纵向山墙风荷载和起重机的纵向制动力。 需要说明的是,门户3D模块是二维单帧模型的集合。 该程序并没有形成完整的三维模型进行分析计算。 相反,像二维PK一样,它生成几个单帧模型,主要是水平的。 同时分析并生成纵梁数据。 横梁和纵梁的分析计算完全独立。 没有双向力分析和设计过程。 托梁两端与立柱铰接,因此托梁的竖向荷载 竖向力传递到横梁上,而纵向山墙风荷载和起重机的纵向制动力仅影响纵梁(主要是柱间支撑)。 v3系列的后续版本可以在不创建短柱的情况下完成计算。 具体计算情况,可以在显示设置中勾选显示负荷引导节点,选择需要显示的工况即可看到负荷引导结果。

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图2

11、门式刚架二维设计中,按照抗阻规范第9.2.14条“低延性、高弹性承载力”性能设计控制宽厚比时,是否本项未选中(A 类)或选中 1.5 次(B 类)。 计算结果的超限信息中,板材的高厚比限值和宽厚比限值两项不一致。 是什么原因?

答:首先我们要明确一点。 不勾选该框并不意味着执行A级要求,而是执行框架的相关要求。 考虑与地震烈度对应的钢框架的抗震等级。 模型参数中设置的抗震等级为四级。 高弹低延性性能设计校核时,应考虑所选类别及抗震等级为四级时钢架的要求,取较大值作为极限值。 所以就会出现上面问题所描述的情况。

12、为什么钢结构二维设计时不计算格构柱的面外稳定性?

答:根据《钢规》5.2.3和新钢标8.2.2的要求,格构柱绕假想轴线的影响和作用在平面外的弯矩不需要计算稳定性,因为二维的效果常常围绕着晶格柱。 弱轴作用,因此程序不对立柱进行面外稳定性校核。

13、新钢标准第7.3.2条规定了宽厚比放大系数。 其值为α=√(ψAf/N),即稳定应力比的倒数再开平方根。 为什么二维设计构件信息中角钢的宽厚比放大系数与面内、面外稳定应力比计算的放大系数相差很大?

答:无论桁架采用何种弦杆或腹杆,对于单角钢铰接构件,其节点板连接的单向板构件的稳定程序按《建筑结构设计规范》第7.6.1-2条的规定进行考虑。新钢标准,即:N/(ηψfA)≤1.0。 此时稳定应力比还需要考虑折减系数eta。 因此,宽厚比放大系数并不是应力比的倒数再开平方根。 宽厚比放大系数需要按照标准方法重新计算。

14、如下图所示,模型中二层左下角钢柱顶部与梁刚性连接。 为什么计算出来的长度系数很大,达到4以上?

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图3

答:该柱的y方向计算长度系数较大。 计算y向计算长度系数时,梁柱连接关系如下(七杆模型):

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图4

如上图所示,与二层柱相连的X向梁的一长段没有柱支撑。 梁的长度达到39.1米。 根据钢规附录E,计算柱上、下端梁线刚度与柱线刚度的交点。 由于梁的整个跨度很大,其线刚度很小,与柱线刚度之和的比值也很小。 二层柱子的K1和K2均小于0.05,因此计算出的柱子长度系数大于4是正常的。

计算部分

1. 八层住宅模型中,为什么靠近顶部的几层剪力墙也出现偏心拉力?

答:本模型中带有偏心拉力的组合是涉及地震的组合。 墙体轴拉力的来源也来自于地震作用。 进一步分析表明,该模型的设防开裂度为7度,场地土类为4类,特征周期达到0.65s。 结构刚度较大,结构周期在0.8s以下,此时周期折减系数为0.75。 此时周期影响系数落在0.1s-Tg之间,地震作用较大,地震作用对顶部以上各层产生的轴力与恒活产生的轴压相差不大加载。 再加上考虑双向地震,地震产生的轴力进一步增大。 此时,一些短壁肢体会出现偏心张力。 由于靠近顶层,墙体的组合轴向拉力较小,大部分墙肢局部拉力较大。

2、如下图:两种车型的上层建筑相同。 模型2比模型1的地下部分多了两跨地下室。经过计算发现,右侧模型的位移角大于左侧模型的位移角。 一般输入地下室是如果增加地下结构的刚度,位移会变大吗?

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图2 模型1

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图2 模型2

答:简单地说,刚度是单位力作用在结构上产生的位移。 当单位水平力作用在结构上时,产生的位移代表结构的侧向刚度。 横向位移可用u=F/K表示。 说明:当作用在结构上的侧向力相同时,位移当然取决于结构的刚度。 然而,这两种模型的作用条件并不相同,而且有很大不同。 这种现象大致可以概括为两个原因:

1)宏观上,地下室建有相关范围的模型刚度增加,周期减小。 但随着结构周期的减小,结构各周期对应的地震影响系数一般呈增大趋势,地震作用水平相应增大。 ,随着外力的增大,其横向位移等指标并不一定有减小的趋势。

2)同时,两个模型主要关注地震作用下的质量差异,如下图所示: 由于两个模型之一具有扩大的地下车库部分,因此地下室部分的自重和荷载导致其质量 Geq 是另一个的两倍以上。 ,同样经典的地震作用描述是Fek=AlphaGeq,直接导致地震作用水平的显着提升。 侧向刚度的增加幅度小于地震作用的增加幅度,因此侧向位移u呈较大增加趋势。

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图3

3、如下图所示:在SLAB计算中,为什么在弯矩不大的情况下,带材端部存在较大的受压钢筋?

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图4

答:板计算参数中,“板最小配筋率”设置为0.2%。 程序根据这个配筋率来设置受压钢筋,所以就会出现问题中描述的情况。 将该值改为0后,会重新生成。 根据数据计算,带钢端部受压钢筋为0。

4、计算模型位移比时,考虑强制刚性楼板假设。 最大和最小位移也出现在角点处。 为什么位移比指数大于2?

答:根据扭转位移比的计算公式,得到地板的最大位移δ_max和最小位移δ_min。 一般而言,扭转效应较小的结构的最大位移和最小位移具有相同的符号。 此时扭转位移比δ_max/(δ_max+δ_min)/2,所以此时的值不会超过2,但随着扭转效应的进一步加剧,刚性楼板的外边缘,尤其是拐角位置,随着刚性楼板拐角的增大,将从最小位移 δ_min 增加到最大位移。 相同方向变成相反方向,如下图所示。 最小位移发生在左下角点,其位移在y方向向下,而最大位移发生的右角点的位移在y方向向下。 此时位移符号相反,最大位移势必超过平均位移的2倍,导致位移比大于2。

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图5

进一步发现,这种位移比大于2是扭转效应较大时的常见现象。 如下图所示,建立刚心与质心偏心较大的偏置框架核心筒模型。 计算是在刚性楼板的假设下进行的。 大多数情况下获得的位移比结果大于2。

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图6

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图7

5、如下图:高低跨的单层钢筋混凝土框架厂房。 吊车荷载置于第四标准层,导致楼板剪力承载力超限。 添加支撑后,楼板抗剪承载力比仍达不到65%的要求,如何处理?

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图8

答:本模型为单层钢筋混凝土框架厂房,高低跨度。 这似乎与问题中提到的模型中的四层楼相矛盾。 这正是问题所在。 事实上,由于荷载放置等原因需要布置的分层,第四层和第五层仅被纳入建模中,实际上并不是严格意义上的楼层。 在这种情况下,按照这样的楼层划分来判断楼层指标显然是不合理的。 如果模型被认为是单层厂房,那么楼层间剪力承载力比的问题显然不存在。 如果认为高跨和低跨都可以实现分层,则可以单独建立模型,输入相应的荷载,并与原模型进行配筋对比。 通过调整实际钢筋的超配系数,调整二层模型的配筋量,使其与原模型或施工图的配筋量一致或非常接近。 只有这样,检查楼板抗剪承载力才有意义。

6. 在slabcad中板带结果输出中,为什么结构钢筋输出是基于板厚度加柱帽厚度? 可以只根据板厚输出钢筋吗?

答:当选择SlabCAD楼板设计参数中计算得到的板条配筋位置作为柱边时,程序取该边截面对应板的厚度。 有柱承台时,也叠加柱承台的厚度,从柱边缘位置计算钢筋弯矩。 计算板条配筋位置和选择柱承台边缘时,程序取柱承台边缘楼板厚度,不叠加柱承台厚度。 但同时,钢筋弯矩是从柱帽边缘位置计算的。 弯矩变化后(通常较小)也会对配筋计算产生影响。 如果参数满足设计者的期望,则可以通过修改参数来达到设计意图。 如果不是,当前程序无法更改该位置的带材厚度。

7、某结构位置安全评价报告给出地震加速度为0.165g。 来源是什么? 软件中应如何定义地面运动参数?

答:该值的间接判断是安全评价员根据《中国地震参数区划图》GB18306-2015中的要求得到的中间量。 地震参数区划图以地下设防二级地震下的地震峰值加速度为依据。 作为初始参考值,可以通过各地区查表得到。 推测0.165g的值是根据地下二类设防地震下的峰值地震加速度0.15g,并按四类场地考虑附录E中各场地的地震动。 调整峰值加速度后得到的值。

根据地震参数区划图确定地震参数。 v3系列程序的后续版本提供了根据用户建筑位置和场地类别的地理信息确定地震参数的功能。

8、根据抗震规范表8.1.3注2:当某一部位各构件的承载力满足2次地震作用组合下的内力要求时,其抗震等级为7至9度应允许降低1度。 SATWE 应该考虑什么?

答:这个要求在SATWE中不能直接考虑。 需要手动修改参数,手动判断来实现。 首先将参数中地震影响系数αmax的最大值修改为原值的2倍,然后计算相应的结果并人工判断烈度和稳定性是否满足要求,对于满足要求的构件,返回根据特殊构件定义,将其抗震等级修改为降低一级,然后进行计算。

9、如下图所示:校核该型号侧柱和中心柱在恒载作用下的柱底弯矩。 边柱的弯矩大于中心柱的弯矩。 似乎与一般的理解不符。 是什么原因?

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图5

答:柱底弯矩与柱顶约束有关。 柱顶的约束越大,柱顶的弯矩越大,柱底的弯矩越小。 可以理解,对于悬臂柱模型,单元1的水平集中力作用于其自由端。 此时立柱底部弯矩为1*H。 当立柱对立柱自由端施加一定的旋转约束时,立柱顶部会产生一定的弯矩。 ,柱底弯矩减小,小于1*H。 随着柱顶约束的增加,柱底弯矩将进一步减小,从而建立了基本的认识。 模型中,中心柱两侧均有拉杆,边柱仅在一侧通过梁连接。 中心柱顶部的约束远大于侧柱。 柱底弯矩比边柱减少更多,因此模型出现。 中心柱的弯矩大于中心柱的弯矩。

10、如下图所示:在一个正四边形的房间里,两根跨度相同、梁上荷载相同的梁,为什么两端受拉钢筋的间隙相差近一倍?

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图6

答:通过分析,发现每个独立的平行四边形房间都存在同样的问题,如附图所示。 问题就转向为什么房间有这样的内力和强化趋势。 房间的形状接近于菱形。 垂直荷载作用下的内力从水平构件传递到垂直构件。 当竖向构件刚度相差不大时,力传递路径越短,传递效率越高。 根据原理,力的传递路径按附图所示方向传递,最终传递到1、2柱及周边区域。 房间平面内力最大,因此靠近1、2柱的梁端部内力较大,房间平面内力最大。 图中的楼板应力和弯矩分布也证实了上述判断,因此紫色圆圈标记位置对应的支撑钢筋远大于远离这两个位置的位置。

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图7

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图8

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