1、鋼梁拼接處用內(nèi)力設計一般就能滿足設計要求,為什么還要采用等強設計?
答:從概念上講,拼接位置是構件的連續(xù)位置,如果按照內(nèi)力進行拼接位置節(jié)點設計勢必造成該位置承載力比連續(xù)部位要弱,該位置成為薄弱部位,在強風強震,及其他偶然情況下都很可能率先破壞,造成連續(xù)倒塌等安全隱患,所以該位置按等強設計是十分必要的。這里說的概念設計是從抵抗不利情況出發(fā)的,我們在設計時考慮的地震作用一般為多遇地震作用,也就是小震情況,而我們要通過概念設計以及相關構造保證在設防地震(中震)以及罕遇地震作用甚至是極罕遇地震下的結(jié)構安全,此時結(jié)構中很多構件出現(xiàn)塑性,在此情況,如果拼接節(jié)點是先于構件破壞的,那么整個結(jié)構成為機構,后果不堪設想。從規(guī)范角度來說,抗規(guī)8.2.8等條文也提到了等強連接設計以及強節(jié)點弱構件的相關驗算,足見節(jié)點的重要性。

2、根據(jù)門式剛架規(guī)范4.1.3條條文說明“當屋面均布荷載標值取0.5KN/m2時,可不考慮最不利布置”計算屋面連續(xù)檁條時活荷載取0.5kN/m2時,就可以不考慮其最不利布置?
答:首先在考慮此條時應根據(jù)具體情況而定,規(guī)范中規(guī)定“本條所指的活荷載僅指屋面施工及檢修時的人員荷載” 同時此條表述與舊版規(guī)程類似。首先該條繼承了舊規(guī)程3.2.2的說法是主要針對剛架構件而言的,剛架構件一般包括剛架梁、柱構件,對于檁條、墻梁等圍護構件的計算新版規(guī)范沒有單獨提出,舊版規(guī)程則提出“屋面構件計算時的活荷載取值大于剛架構件計算時的取值是合理的”。活載不利布置是一般活荷載的一種屬性,即可變荷載存在加載位置的隨機性,例如樓面或樓面各個房間在不同時間呈現(xiàn)不同的人員分布,屋面雪荷載隨著背陰、向陽位置、遮擋及隨著太陽位置的變化,對于雪的融化及再次凍結(jié)都會產(chǎn)生影響,所以門式剛架規(guī)范中4.3.5也考慮了類似不利布置的情況。規(guī)范4.1.3條的規(guī)定認為人員及檢修荷載取到相應數(shù)值時按照一次性加載也有較大概率能夠包絡活載不利布置的情況,對于雪荷載等其他活荷載類型還要根據(jù)具體情況而定。

3、采用STS鋼結(jié)構施工圖進行梁柱鉸接節(jié)點設計時,驗算腹板螺栓受剪時,為何程序給出的螺栓所受最大剪力與結(jié)果相差較大?
答:如下圖所示,當螺栓列數(shù)大于2列時,梁端剪力V和螺栓群中心會存在水平向的偏心距,從而產(chǎn)生附加彎矩,附加彎矩M=V*Xe。然后程序會根據(jù)此彎矩和剪力按照剪彎螺栓群進行計算,采用下列公式進行計算:
Nv=(M*x_max)/(Σx_i^2)+V/nbolt,當Nv>N_v^b時,程序則會調(diào)整螺栓直徑或增加螺栓個數(shù),再次計算,直到迭代計算滿足要求后,輸出最后的螺栓所受最大剪力Nv,所以此時,螺栓所受的最大剪力比純剪狀態(tài)要大。

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4、鋼結(jié)構門式鋼架設計自動生成的柱腳圖中為什么沒有抗剪鍵?
答:程序在抗剪驗算考慮設置抗剪鍵的,當滿足V≤μN,其中μ為摩擦系數(shù),此時說明底板摩擦力就能抵抗剪力,不需要設置抗剪鍵,同時在節(jié)點計算書中會輸出柱腳抗剪驗算是否滿足要求的結(jié)果。

5、門式剛架出圖時,柱端板域內(nèi)的斜加勁肋特別厚是什么原因?如何調(diào)整?
答:門式剛架規(guī)范10.2.7第5條規(guī)定了柱端轉(zhuǎn)動剛度與梁線剛度的關系,即R≥25EIb/Lb,R為剛架梁柱節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度,以保證梁柱節(jié)點能夠有足夠的轉(zhuǎn)動剛度。模型中梁線剛度比柱要大得多,造成驗算結(jié)果不滿足,并且節(jié)點轉(zhuǎn)動剛度與梁線剛度的差值非常大,差值就是需要斜加勁肋所要提供的剛度,所以程序計算的柱節(jié)點域內(nèi)斜加勁肋厚度就非常厚了,此時需要調(diào)整梁、柱截面盡量滿足此條要求,可以減小該加勁肋厚度。
如果由于條件限制,不能對梁柱做較大的調(diào)整時,也要采取措施,增加由于梁柱之間未實現(xiàn)剛接時,對于梁跨中部位的影響,應適當增大強度、穩(wěn)定以及梁撓度的富裕度,保證結(jié)構安全。

6、根據(jù)抗震規(guī)范表8.1.3下的注2:當某個部位各構件的承載力滿足2倍地震作用組合下的內(nèi)力要求是,7~9度的構件抗震等級應允許按降低一度確定在SATWE中應該如何考慮?
答:該條要求在SATWE中需要人工修改參數(shù)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,對于滿足要求的構件,返回特殊構件定義中將其抗震等級修改為降低一度之后的抗震等級,再按照原來的地震動參數(shù)進行計算即可。

7、有圍護結(jié)構和無圍護的門式剛架除了按照門規(guī)確定的風荷載體型系數(shù)不同外,能考慮圍護結(jié)構擋風面積嗎?
答:首先有無圍護結(jié)構并不是封閉式和敞開式的具體的判斷條件,還要根據(jù)開窗比例判斷是否為部分封閉式結(jié)構,封閉式、部分封閉式和敞開式三種形式?jīng)Q定了風荷載體型系數(shù)(門規(guī)稱為風荷載系數(shù))的不同取值。二維pk中通過用戶定義的迎風寬度和構件高度確定風荷載標準值大小,不會自動考慮有無圍護的情況。通過Satwe等三維分析程序并不會的自動判斷有無圍護結(jié)構計算風荷載受荷面積,需要人工調(diào)整風荷載或通過定義鏤空層實現(xiàn)無圍護結(jié)構的風荷載正確統(tǒng)計。

2、計算部分

1、一個八層住宅模型,為何靠近頂部若干樓層的剪力墻也會出現(xiàn)偏拉?
答:該模型中出現(xiàn)偏拉的組合為地震參與組合,墻體的軸拉力來源也是來自地震作用,進一步分析,該模型設防裂度7度,場地土類別四類,特征周期達到了0.65s,結(jié)構剛度較大,結(jié)構周期在0.8s以下,周期折減系數(shù)此時為0.75,此時周期影響系數(shù)落在0.1s-Tg之間,地震作用較大,頂部以上各層地震作用產(chǎn)生的軸力與恒活荷載作用產(chǎn)生的軸壓力相差不大,再加上考慮的雙向地震,地震作用產(chǎn)生的軸力進一步加大,此時在一些短墻肢就出現(xiàn)了偏心受拉的情況,由于靠近頂層的墻體組合軸拉力較小,多數(shù)偏拉墻肢為大偏拉。

2、如下圖:兩個模型上部結(jié)構相同,模型2比模型1地下部分多出兩跨地庫,計算后發(fā)現(xiàn)右側(cè)模型的位移角大于左側(cè)模型的位移角,一般情況下輸入地庫是增大了地下結(jié)構的剛度,位移反而變大了?

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圖2 模型1

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圖2 模型2
答:樸素的說剛度是單位力作用在結(jié)構上產(chǎn)生的位移大小,當單位水平力作用在結(jié)構上產(chǎn)生的位移就表征得是結(jié)構的側(cè)向剛度,側(cè)向位移可以用u=F/K來描述,當作用在結(jié)構上的側(cè)向力相同時,其位移大小當然取決其剛度大小,但對于這兩個模型其作用條件并不是相同的,而且差異很大,出現(xiàn)這種現(xiàn)象大致可以歸納為兩個原因:
1)建入了地下室相關范圍的模型宏觀上其剛度增大,周期減小,但隨著結(jié)構周期的減小,結(jié)構各個周期對應的地震影響系數(shù)總體呈現(xiàn)增大趨勢,地震作用水平隨之上升,外力增大,其側(cè)向位移等指標就不一定是減小的趨勢。
2)同時兩個模型主要在于地震作用下的質(zhì)量差異上,如下圖:兩個模型由于一個存在外擴的地下車庫部分,其地下室部分的自重和荷載導致其質(zhì)量Geq是另一個的2倍以上,同樣地震作用經(jīng)典的描述為Fek=AlphaGeq,這就直接導致其地震作用水平有了明顯的上升,其側(cè)向剛度增大的幅度并沒有地震作用增大的多,所以側(cè)向位移u呈增大的趨勢。

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圖3

3、如下圖所示:SLAB計算中為什么在彎矩不大的情況板帶端部會有較大的受壓鋼筋?

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圖4
答:在slab計算參數(shù)中“板帶最小配筋率”設置為0.2%,程序按照該配筋率設置受壓鋼筋,所以會出現(xiàn)問題中描述的情況,將該值改為0后,重新生成數(shù)據(jù)計算,板帶端部受壓鋼筋為0。

4、模型在計算位移比時,考慮強制剛性樓板假定,最大位移和最小位移也出現(xiàn)在角點位置,為什么位移比指標會出現(xiàn)大于2的情況?
答:根據(jù)扭轉(zhuǎn)位移比計算公式,得到樓層最大位移δ_max,最小位移δ_min,一般情況下,扭轉(zhuǎn)效應不大的結(jié)構最大位移和最小位移為同號,此時扭轉(zhuǎn)位移比δ_max/(δ_max+δ_min)/2,因此該值此時不會超過2,但隨著扭轉(zhuǎn)效應的進一步加劇,剛性樓板上外邊緣,尤其是角點位置隨著剛性樓板轉(zhuǎn)角的增大,最小位移δ_min會從與最大位移同向變?yōu)榉聪,如下圖所示,最小位移出現(xiàn)在左下角點位置,其位移在y向是向下的,而出現(xiàn)最大位移的右側(cè)角點其位移在y向是向下的,此時位移出現(xiàn)反號,最大位移勢必超出平均位移的2倍,從而造成位移比大于2的現(xiàn)象。

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圖5
進一步發(fā)現(xiàn),此位移比大于2情況在扭轉(zhuǎn)效應很大的情況下是一個普遍的現(xiàn)象,如下圖,建立一個剛心與質(zhì)心存在較大偏心的偏置框架核心筒模型。剛性樓板假定下進行計算。得到的位移比結(jié)果絕大部分情況均出現(xiàn)了大于2情況。

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圖6

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圖7

5、如下圖:一個單層鋼筋混凝土框架廠房,高低跨,在第四標準層布置吊車荷載,引起樓層受剪承載力超限,增加支撐后,其樓層受剪承載力之比依然不能滿足65%的要求,如何處理?

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圖8
答:該模型是單層帶高低跨的鋼筋混凝土框架廠房,與問題中提到的模型中的四層似乎是矛盾的,這恰恰是問題所在,實際上四、五層只是在建模當中由于需要布置荷載等原因進行的分層,實際上其并不是嚴格意義上的樓層,這樣的話,基于這樣的樓層劃分去判斷層指標顯然是不合理的,如果認為該模型為單層廠房,則樓層間受剪承載力之比問題顯然就不存在了,如果認為可在高低跨處分層,可單獨建立模型,輸入相應荷載,比較與原模型的配筋,通過調(diào)整實配鋼筋超配系數(shù),將兩層模型的配筋量調(diào)整到與原模型或施工圖配筋一致或非常接近,這時查看其樓層受剪承載力才有一定的意義。

6、在slabcad中的板帶結(jié)果輸出中,為什么按板厚加柱帽厚度輸出構造配筋,能不能只按板厚輸出配筋?
答:SlabCAD樓板設計參數(shù)中板帶計算配筋位置選為柱邊緣時,程序取邊緣截面相應板的厚度,有柱帽時,還要疊加柱帽厚度,同時計算配筋彎矩從柱邊緣位置算起,板帶計算配筋位置選為柱帽邊緣時,程序取柱帽邊緣樓板厚度,不會疊加柱帽厚度,但同時計算配筋彎矩從柱帽邊緣位置算起,彎矩變化后(通常是變小)對于計算配筋也會產(chǎn)生影響。如果該參數(shù)符合設計人員的預期可以通過修改該參數(shù)實現(xiàn)設計的意圖,如果不符合的話,目前程序則不能改變該位置的板帶厚度。