分享一些钢结构的设计经验摘抄

尽信书不如无书,希望能引发一些讨论

102.设计一有填充墙的钢框架，用SATWE计算，发现计算风载和不计算风载两者的计算结果相差非常大，很是迷惑，但本人觉得无填充墙的框架结构受风面积只有梁柱，风载很小，计算与不计算两者的差值很小才是，所以烦请解释一下原因？ 答：无填充墙的钢结构该项只用于计算风振系数时用到，挡风面还是考虑整个墙面完全挡风来考虑的；如果您的结构是一个开敞式结构，可以根据您的梁柱构件挡风系数修改体型系数，折算成全墙面挡风，或着手工交互修改作用风载。

15、什么是热轧，什么是冷轧，有什么区别？
答：热扎是钢在1000度以上用轧辊压出, 通常板小到2MM厚,钢的高速加工时的变形热也抵不到钢的面积增大的散热, 即难保温度1000度以上来加工,只得牺牲热轧这一高效便宜的加工法, 在常温下轧钢, 即把热轧材再冷轧, 以满足市场对更薄厚度的要求。当然冷轧又带来新的好处, 如加工硬化,使钢材强度提高, 但不宜焊, 至少焊处加工硬化被消除, 高强度也无了, 回到其热轧材的强度了，冷弯型钢可用热扎材, 如钢管，也可用冷扎材，冷扎材还是热轧材,2MM厚是一个判据， 热轧材最薄2MM厚,冷扎材最厚3MM。

18、高强螺栓长度如何计算的？
答：高强螺栓螺杆长度=2个连接端板厚度+一个螺帽厚度+2个垫圈厚度+3个丝口长度。

43、梁的平面内计算长度取值的问题？
答：1、没有轴力或轴力很小的受弯构件叫做梁；梁失稳仅是平面外失稳，梁的整体稳定即为梁的平面外稳定。2、由于梁没有平面内稳定之说，梁的平面内计算长度一般情况下也就无意义，STS取梁的跨度为梁的平面内计算长度。3、梁平面外的计算长度，一般取侧向支撑点的距离，梁的平面外稳定取决于梁的整体稳定系数，整体稳定系数包含计算长度、梁两端约束情况、荷载作用点等因素。
4、平面结构，无论是轴心受压、受弯、还是压弯构件，其平面外计算长度一般都取侧向支撑点的距离，我觉得是构件强弱轴造成的，平面外与平面内相比一般截面特性较差（象门式刚架平面外一般无荷载作用），两端节点平面外只能作为一个铰接支撑点计算

45、当抗风柱与钢梁有弹簧板相连接，由于轴力很小当强度和稳定性都没有问题的情况下是否不用再考虑长细比的问题？
答：抗风柱与钢梁有弹簧板相连接，理想的状态是抗风柱为受弯构件，只承受自重和风载。这时候个人认为长细比可以适当放宽一些（220~250）。钢规对抗风柱没有明确规定，仅在5.3.8对受压柱规定为150。
其实现实中很多弹簧板连接是失效的，有的干脆用Z形钢板代替，这种情况下，抗风柱应算做压弯构件了，它要承受部分屋面荷载，长细比容许数还是保守些为好（180~200）。

46、钢框架维护墙都是在柱子外皮的。为什么不放在柱子中间的梁上呢？
答：如果仅仅是围护墙， 那么它就应该在布置的时候， 把它排除在结构系统之外， 使之即不属于承重构件， 也不属于抗侧力构件，而且，不应约束结构系统的变形(竖向和横向)如果把砖墙砌在钢框架的柱子之间，那么，由于砖墙的侧移刚度比钢框架的侧移刚度大很多，会导致砖墙约束钢框架的侧向位移并先于钢框架受力而开裂。所以，把围护墙置于由牛腿支撑的钢梁上是有道理的，这样的话， 砖墙随钢框架一起侧移， 不会约束钢框架，也就不会开裂。蒙皮(diaphragm)属于抗侧力构件， 我们已经说过，围护墙不属于抗侧力构件， 所以， 无论把围护墙放在那， 都不是蒙皮。再说， 蒙皮多是水平的， 放成竖向的， 是不是就应该叫剪力墙了 ?

47、摇摆柱长细比不满足对结构有什么影响？
答：摇摆柱本身就是对结构的刚度带来负影响的。也就是说它是具有负刚度的。它需要体系提供给它刚度，以保证它的稳定。尽量让摇摆柱满足自身的稳定，必要时可利用墙面隅撑等其它手段提高摇摆柱稳定，如果摇摆柱自身的稳定不满足，对体系来说负担更重。

48、檩条间距一般为多少？
答：门刚规范技术规程条文说明6.3.7中说明檩条距离一般最大不的大于1.5m。

49、耦合是什么意思？
答：俗点说：就是你中有我，我中有你，互相影响。最容易理解这个概念的实例就是求解多自由度的动力平衡方程，特别是振型分解法中的解耦这一步。

69、结构振型的意思是什么?答：振型是指体系的一种固有的特性。它与固有频率相对应，即为对应固有频率体系自身振动的形态。每一阶固有频率都对应一种振型。实际结构的振动形态并不是一个规则的形状，而是各阶振型相叠加的结果。工程中常见的前三种振型：第一振型来的时候,在相同的时间里,房子晃的次数少，但幅度大；第二振型来的时候,在相同的时间里,房子晃的较快，幅度略小。 第三振型来的时候,比第二振型又表现的晃动快一些。自第一振型到第三振型,其地震周期由大到小。(1、结构自振频率数＝结构自由度数量；2. 每一个结构自振频率对应一个结构振型；3. 第一自振频率叫基频，对应第一振型；4. 结构每一振型表示结构各质点的一种运动特性：各质点之间的位移和速度保持固定比值；5. 要使结构按某一振型振动，条件是：各质点之间的初位移和初速度的比值应具有该振型的比值关系；6. 根据多质点体系自由振动运动微分方程的通解，在一般初始条件下，结构的振动是由各主振型的简谐振动叠加而成的复合振动；7. 因为振型越高，阻尼作用造成的衰减越快，所以高振型只在振动初始才比较明显，以后则逐渐衰减，因此，建筑抗振设计中仅考虑较低的几个振型；)手里拿一根细长竹竿，慢悠悠来回摆动，竹竿形状呈现为第一振型；如果你稍加大摆动频率，竹竿形状将呈现第二振型；如果你再加大摆动频率，竹竿形状将呈现第三、第四…振型；从而形象地可知：第一振型很容易出现，高频率振型你要很费力（即输入更多能量）才能使其出现；能量输入供应次序优先给底频率振型；从而你也就可以理解为什么结构抗震分析只取前几个振型就能满足要求。

75、水平荷载对结构产生的作用？答：一个结构在水平荷载的作用下，结构一定要发生剪切变形和弯曲变形。剪切变形是由剪力引起的，剪力就是水平荷载的直接累积，就是说剪力是上部小下部大，所以剪力墙结构的加强部位是在底部，加强水平筋提高其抗剪能力，防止剪力破坏。这就是说水平荷载的一条传递途径是直接通过剪力传递。而弯曲变形则是由于水平荷载引起的倾覆弯矩所引起，倾覆弯矩会造成结构一侧受拉，一侧受压，这就是说水平荷载通过结构整体弯曲变形使得水平荷载变成了竖向力。所以无论是竖向荷载还是水平荷载，最后都要以剪力和轴力的形式传递到结构底部，这就是为什么结构加强部位在底部的原因了。

77、什么是负刚度？答：一根压杆，由于作用有轴力，它实际上的抗侧刚度有所减小，它刚度的减小，是由于轴力产生的，所以可以认为轴力产生了负刚度。一个简单的门式刚架，比如说中间加有摇摆柱，摇摆柱就是负刚度。本来刚架本身有一定的刚度，不加摇摆柱时，结构刚度很好，钢柱稳定计算也可以算过去。但是加上摇摆柱，原来能算过去的钢柱稳定现在反而不够了。摇摆柱不仅不能给结构提供刚度，还需要结构给它提供刚度。这时我们说摇摆柱就是负刚度。

84、什么是风振系数？什么是阵风系数？答：风振系数主要反映的是风引起的结构振动影响的大小，是风荷载引起的动力反应。 阵风系数考虑的是直接承受风荷载作用的围护结构的风反应增大系数，只用于计算围护结构。

99、我们在STS中做一个排架结构，混凝土柱钢梁，当柱子的混凝土标号由C20变为030后，为何计算结果柱子的弯矩及配筋均有上升? 答：柱子混凝上标号C20变为C30，弹性模量由2．55 X 104N／mm2变为3．0 X 104N／mm2，柱刚度有所增加，地震剪力会有所不同，柱子与梁的线刚比也发生变化，分配到的内力也不同了，因此会改变，但数值变化不大。

114、锚栓抗拉强度为什么要低于相同强度钢构件的抗拉强度设计值？例如Q235的锚栓抗拉强度设计值只有140，而不是215，为什么呢？？答：柱脚底板虽然一般较厚，但其平面外刚度毕竟有限，在锚栓的拉力作用下会发生翘曲变形，同时锚栓受拉变形，减弱了锚栓的锚固作用。为了考虑这种情况而又不致使底板过厚，规范里把锚栓的抗拉承载力降低了，通过减小锚栓变形的方法来保证底板不至于发生过大的翘曲。