鋼結(jié)構(gòu)部分

1、支撐與梁柱連接節(jié)點節(jié)點板與支撐連接焊縫計算剪力是如何計算的?

答:無論是在支撐節(jié)點程序默認按照等強連接設(shè)計, 節(jié)點驗算最大軸力設(shè)計值N為截面軸向承載力設(shè)計值,即fA,計算得到N后,如下圖中的情況,在與該軸力平行的方向的焊縫為兩對共四條,所以每條焊縫的設(shè)計剪力為N/4。

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圖1

2、按照《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》檁條計算例題相關(guān)條件采用STS簡支檁條工具箱進行檁條驗算,發(fā)現(xiàn)工具箱結(jié)果在內(nèi)力相差不大的情況下與手冊結(jié)果有很大差別,是什么原因?

答:《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》例題中采用的是[10的槽鋼截面,槽鋼截面對于y軸是不對稱的,因此其相對于y軸抵抗矩W左,W右是不同的,考慮強度應(yīng)力時,相對于y軸,一側(cè)受壓,一側(cè)受拉,兩者都需要考慮,最終強度應(yīng)力控制值,應(yīng)取二者較大值考慮,《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計手冊》中并沒有考慮到這一點,具體設(shè)計內(nèi)力和截面數(shù)據(jù)如下:

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按照如下方式計算檁條拉壓應(yīng)力,結(jié)果取大值,與STS工具箱計算結(jié)果一致。

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3、門式剛架中需要部分柱間進行抽柱,三維門式剛架建模時是直接將托梁在三維建模中程序會自動識別嗎?可以考慮該托梁作為支座進的豎向變形,以及將被支承的這一榀的豎向、水平荷載都傳給相鄰榀嗎?被托的這一榀是梁端直接支承在托梁上還是需要必帶短柱呢?

答:如下圖:門式剛架三維設(shè)計中的托梁是需要定義的,只有定義了之后程序才會對托梁上承托的豎向荷載、縱向山墻風荷載和吊車縱向剎車力,進行導(dǎo)算。需要注意的是門式三維模塊是二維單榀模型的集合,程序并不會形成用于分析和計算完整的三維模型,而是和二維pk一樣,生成若干單榀模型,以橫向為主分析,同時生成縱向榀數(shù)據(jù),橫向榀和縱向榀的分析和計算是完全獨立的,并不存在雙向受力分析和設(shè)計過程,托梁兩端與柱鉸接,所以托梁的豎向荷載產(chǎn)生的豎向力傳到橫向榀,縱向山墻風荷載和吊車縱向剎車力只對縱向榀(主要是柱間支撐)有影響。v3系列后期版本可不建立短柱即可完成導(dǎo)算。具體導(dǎo)算情況可在顯示設(shè)置中勾選顯示導(dǎo)荷節(jié)點,選擇需要顯示的工況可以看到導(dǎo)荷結(jié)果。

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圖2

4、門式剛架二維設(shè)計中,按照抗規(guī)9.2.14條“低延性、高彈性承載力”性能化設(shè)計控制寬厚比時此項無論不勾選(A類),還是勾選1.5倍(B類)。在計算結(jié)果的超限信息中,板件高厚比限值和寬厚比限值均與兩項不符,是什么原因?

答:首先明確一下,不勾選并不是執(zhí)行A類要求,而是執(zhí)行框架的相關(guān)要求,按抗震烈度對應(yīng)的鋼框架抗震等級考慮。模型參數(shù)中設(shè)置的抗震等級為四級,在勾選高彈性低延性性能化設(shè)計時,考慮所選類別與抗震等級為四級時的鋼框架要求取大值作為限值。所以會出現(xiàn)上面問題中描述的情況。

5  鋼結(jié)構(gòu)二維設(shè)計時,為什么格構(gòu)柱的平面外穩(wěn)定不計算?

答:根據(jù)鋼規(guī)5.2.3和新鋼標8.2.2條要求,格構(gòu)式柱繞虛軸的作用,彎矩作用平面外可不計算其穩(wěn)定,由于二維中的作用往往繞著格構(gòu)柱弱軸作用,因此程序沒有對該柱進行平面外穩(wěn)定驗算。

6、新鋼標中7.3.2條規(guī)定了寬厚比放大系數(shù),其值為α=√(ψAf/N),那也就是穩(wěn)定應(yīng)力比的倒數(shù)再開方,為什么二維設(shè)計構(gòu)件信息中等邊角鋼的寬厚比放大系數(shù)與平面內(nèi)和平面外穩(wěn)定應(yīng)力比計算的放大系數(shù)都存在很大差異呢?

答:不論桁架的弦桿還是腹桿,對于單角鋼鉸接桿件,均認為節(jié)點板連接的單向板其構(gòu)件的穩(wěn)定程序按照新鋼標7.6.1-2條考慮,即:N/(ηψfA)≤1.0,此時穩(wěn)定應(yīng)力比還需要考慮折減系數(shù)η,因此寬厚比放大系數(shù)并不是應(yīng)力比的倒數(shù)再開方,需要按照規(guī)范方式重新計算寬厚比放大系數(shù)

7、如下圖所示,模型中二層的左下角鋼柱,其柱頂與梁剛接,為何計算長度系數(shù)非常大,達到了4以上?

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圖3

答:有疑問的柱y向計算長度系數(shù)較大,在計算y向計算長度系數(shù)時,其梁柱連接關(guān)系如下圖(七桿模型):

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圖4

如上圖所示,與二層柱相連的X向梁很長一段沒有柱做支撐,該梁長度達到了39.1米,根據(jù)鋼規(guī)規(guī)附錄E計算相交于柱上下端橫梁線剛度與柱線剛度之和的比值,由于橫梁整跨跨度非常大,其線剛度較很小,與柱線剛度之和的比值就很小,二層該柱的K1和K2均小于0.05,所以該柱的計算長度系數(shù)大于4是正常的。

計算部分

1、 一個結(jié)構(gòu)所在地的安評報告給出了地震加速度為0.165g,有何出處?在軟件中應(yīng)該如何定義地震動參數(shù)?

答:該值間接判斷是安評人員根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》GB18306-2015中的要求得到的一個中間量,地震動參數(shù)區(qū)劃圖是以二類場地下設(shè)防地震下的地震動峰值加速度作為初始參考值的,各地區(qū)可查表得到,推測該值0.165g是在二類場地下設(shè)防地震下的地震動峰值加速度0.15g的基礎(chǔ)上,按照四類場地考慮附錄E各類場地地震動峰值加速度調(diào)整后得到的值。

按照地震動參數(shù)區(qū)劃圖確定地震動參數(shù)在v3系列后續(xù)版本程序中均提供的根據(jù)用戶的建筑所在地理信息和場地類別確定地震動參數(shù)的功能。

2、根據(jù)抗震規(guī)范表8.1.3下的注2:當某個部位各構(gòu)件的承載力滿足2倍地震作用組合下的內(nèi)力要求是,7~9度的構(gòu)件抗震等級應(yīng)允許按降低一度確定在SATWE中應(yīng)該如何考慮?

答:該條要求不能在SATWE直接考慮,需要人工修改參數(shù),人工判斷來執(zhí)行,首先在參數(shù)中將地震影響系數(shù)最大值αmax修改為原來的2倍,然后計算得到相應(yīng)的結(jié)果,人工判斷強度和穩(wěn)定是否滿足要求,對于滿足要求的構(gòu)件,返回特殊構(gòu)件定義中將其抗震等級修改為降低一度之后的抗震等級,再進行計算即可。

3、如下圖所示:查看該模型恒載作用下邊柱與中柱的柱底彎矩,邊柱彎矩比中柱彎矩大,似乎與一般認識不相符,是什么原因?

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圖5

答:柱底彎矩與其柱頂約束有關(guān),柱頂約束越大柱頂彎矩越大,柱底彎矩越小?梢赃@樣理解,對于懸臂柱模型在其自由端施加單位1的水平集中力,此時柱底彎矩為1*H,當柱對柱自由端施加一定的轉(zhuǎn)動約束后,柱頂產(chǎn)生一定彎矩,柱底彎矩隨之減小,小于1*H,隨著柱頂約束的增大,柱底彎矩會進一步減小,這樣就建立了基本的認知。模型中柱雙側(cè)都有梁拉結(jié),邊柱只有單側(cè)梁與其連接,中柱柱頂?shù)募s束比邊柱大很多,其柱底彎矩減小的幅度就要邊柱大,因此出現(xiàn)模型中邊柱彎矩比中柱彎矩大的現(xiàn)象。

4、如下圖所示:在規(guī)則的四邊形房間中跨度相同,導(dǎo)到梁上的荷載相同的兩根梁,其端部受拉鋼筋差距為什么相差近兩倍?

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圖6

答:通過分析,發(fā)現(xiàn)每個獨立的平行四邊形房間都存在相同的問題,如附圖所示。問題轉(zhuǎn)變?yōu)樵摲块g為什么會出現(xiàn)這樣內(nèi)力和配筋趨勢。該房間的形狀接近于菱形,其豎向荷載作用下的內(nèi)力,由水平構(gòu)件傳遞給豎向構(gòu)件,在豎向構(gòu)件剛度相差不大的情況下,本著傳力路徑越短,傳遞效率越高的原則,傳力路徑按照附圖中所標示的方向傳遞,最終傳遞給1、2號柱及周圍區(qū)域,內(nèi)力在房間平面中最大,因此靠近1、2號柱的梁端內(nèi)力就大,下圖中樓板應(yīng)力和彎矩的分布也證實了上述判斷,所以紫色線圈出的這些位置對應(yīng)的支座配筋比遠離這兩個位置就大得多。

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圖7

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圖8