钢结构设计挠度超限后果 直缝钢管能否替代无缝管

1.    钢结构设计时，挠度超出限值，会后什么后果？

出现那种，使得平常使用受到干扰，或者致使外观发生变化的形变情形；出现那种，会让平常应用运转受到影响，或者威胁到耐久性能的局部受损状况（裂痕也要被包括在内哦）；出现构成波及往常适用情形的振动现象；此外还出现影响平常使用的其他具有特定性质状。

2.    采用直缝钢管代替无缝管，不知能不能用？

结构用钢管，理论上应是一样的，区别不大，直缝焊管不像无缝管那般规则，焊管的形心可能不在中心，所以用作受压构件时要格外留意，焊管焊缝存在缺陷的几率相对较高，重要部位不能替代无缝管，无缝管受加工工艺限制，管壁厚做不薄（相同管径的无缝管平均壁厚比焊管厚），很多情形下无缝管材料使用效率不如焊管，特别是大直径管。

无缝管与焊管最大的区别是用在压力气体或液体传输上（DN）。

3.    什么是长细比？

长细比是结构的公式为λ＝μl/i，其中i是回转半径，概念能简单地从计算公式看出结果，长细比是构件计算长度和其相应回转半径的比值，从公式可以清楚该比值对于衡量它综合考虑构件的各方面情况，即端部约束状况、构件本身长度以及构件的截面特性有着重要作用，长细比在受压杆件稳定性计算方面产生的影响具有鲜明表现，因为构件长细比越大就越易于出现失稳状况你还 关于查看轴压这个概念和压弯构件的计算公式，里面都存在和长细比相关的参数。规范针对受拉构件给出了长细比限制要求，此要求的目的在于确保构件于运输以及安装状态时具备刚度。构件对于稳定要求越高，规范所给出的稳定限值越微小。

4.    长细比和挠度是什么关系呢？

1. 挠度是加载后构件的的变形量，也就是其位移值。

2. 长细比被用以表示轴心受力构件的刚度，长细比属于材料性质，是任何构件都拥有的性质，轴心受力构件的刚度能够借助长细比予以衡量。

3.长度与截面回转半径的比值所形成的长细比，和构件受力后某一点出现的位移值所构成的挠度，全都是完全不一样的概念。 长细比是杆件计算长度与截面回转半径的比值。 挠度是构件受力后某点的位移值。

5.    挠度在设计时不符合规范，用起拱来保证可不可以这样做？

1、把控结构的挠度，是依照正常使用极限状态来开展设计，针对钢结构而言，挠度过分大会在悄无声息间对屋面排水产生影响，进而给人带来一种莫名的恐惧感，就混凝土结构来说要是挠度过大，便会致使耐久性出现局部性的破坏，其中涵盖混凝土裂缝这种状况。我持有这样的观点，基于建筑结构挠度过大而引发的上述破坏情形，均能够借助起拱的方式逐一加以解决。

2、有些结构，起拱这件事是比较容易做到的，比如说双坡门式刚架梁，要是绝对挠度超出了限度，那么在制作时能够通过加大屋面坡度这个方式来进行调整。有些结构，起拱可不是那么容易的，像对于大跨度梁而言，要是相对挠度超限了，那每一段梁都得进行起拱，因为起拱后的梁拼接起来之后是折线形状，然而挠度变形呈现的恰恰是曲线，这两条线很难达到重合的状态，如此一来就会致使屋面变得不平。对于框架平梁来说，起拱就更是困难重重了，总不能把平梁制作成弧形的吧。

3、要是你打算采用起拱的办法，去削减那由挠度控制的结构的用钢量，挠度控制的规定得降低，这时候就得把控活载作用下的挠度，恒载产生的挠度要用起拱来予以保证。

6.    梁承受弯曲之力之时对于其工字形状类型的梁而言受压的翼缘部分出现屈曲的情况究竟是顺着工字梁的弱轴所指的方向发生屈曲呢还是沿着工字梁的强轴方面产生屈曲呢？

在荷载处于不大的状况下，梁大体上是于其具备最大刚度的平面之内进行弯曲，然而一旦荷载增大到某一特定数值之后，梁就会同时引发较为显著的侧向弯曲以及扭转变形，最终会非常迅速地丧失持续承载的能力。在这个时候，梁的整体失稳必定是侧向弯扭弯曲。

解决方法大致有三种：

1、增加梁的侧向支撑点或缩小侧向支撑点的间距；

2、进行梁的截面调整，通过增加梁侧向的惯性矩Iy，或者只是单纯地加大受压翼缘的宽度，举例来说就像是吊车梁的上翼缘那样。

3、梁端那一处的支座，对于截面所产生的约束情况，要是该支座能够给予转动施加约束，那么梁的全局稳定性能就会大幅度有所提升了。

7.    屈曲后承载力的物理概念是什么？

在薄壁构件里，像冷弯薄壁型钢这类，会出现构件局部屈曲后仍具备继续承载的状况，这便是屈曲后的承载力，计算时采用有效宽度法去考量屈曲后的承载力 ，屈曲时的承载力主要是构件局部屈曲后还能持续承载的能力。而屈曲后承载力的大小主要由板件的宽厚比以及板件边缘的约束条件来决定，宽厚比越大，约束条件越好，那么屈曲后的承载力也就越高。在分析方法方面，当前国内外规范主要运用的是有效宽度法 ，不过各国规范在计算有效宽度之际所考虑的影响因素存在差异。

8.    钢结构设计规范中为什么没有钢梁的受扭计算？

常在一般情形下，钢梁皆为开口截面（箱形截面不在此列），其抗扭截面模量大概比抗弯截面模量小一个数量等级 ，这意味着其受扭的能力约莫是受弯能力的十分之一 借此要是运用钢梁来承受扭矩是颇为不经济的 所以 常在一般状况下用构造去确保其不承受扭矩 故而钢结构设计规范里不存在钢梁的受扭计算。

9.    没有吊车，在采用砌体墙的情况下，柱顶位移的限值，是h除以100呢，还是h除以240呢？

经过勘误的轻钢规程，针对此限值已有明确规定，重点在于，仅1/100这样比例的柱顶位移，是无法确保墙体不会出现被拉裂情况的。与此同时，若是墙体砌筑于刚架的内部位置（举例来说像内隔墙这种情况），在针对柱顶位移进行计算操作时，我们并未将墙体对于刚架所产生的嵌固作用纳入考虑范围之内（采用较为夸张的方式来比喻的话类似框剪结构）。

10. 什么叫做最大刚度平面？

较大的刚度平面便是围绕强轴转动的平面，通常截面存在两条轴，当中围绕其中一条轴的转动惯性矩较大，将其称作强轴，另外一条轴则为弱轴。

11. 剪切滞后和剪力滞后有什么区别吗？它们各自的侧重点是什么？

剪力滞后效用于结构工程里属普遍存在的力学现象，小到一个部件会这样，大到一幢超高层建筑物也会有此现象。剪力滞后，有时也称剪切滞后，在力学本质层面，是圣维南原理，具体呈现的是，于某一局部范畴内，剪力发挥的作用有限，故而正应力分布不均，将这种正应力分布不均的现象称作剪切滞后。

框又称空腹筒体，是空在墙体上开洞而形成的，开洞之后，因横梁变形致使剪力传递出现滞后现象，进而让柱中正应力分布呈抛物线状，此现象被称作剪力滞后现象。

12. 地脚螺栓锚固长度加长会对柱子的受力产生什么影响？

锚栓里的轴向拉应力分布并非均匀，呈现倒三角型分布状态，上部轴向拉应力占据最大值，下部轴向拉应力是０。跟着锚固深度增加，应力渐渐变小，终于抵达25至30倍直径那时减小成0。所以锚固长度再增加没什么用途。只要锚固长度符合上述要求，并且端部设有弯钩或者锚板，基础混凝土通常不会被拉坏。

13. 高强螺栓长度如何计算的？

高强螺栓的螺杆长度，需等于，两个连接端板的厚度，加上，一个螺帽的那些厚度，再加上，两个垫圈的厚度，还得加上，三个丝口的长度。

14. 应力幅准则和应力比准则的异同及其各自特点？

长期以来，钢结构的疲劳设计始终是依照应力比准则去开展的。对于特定的荷载循环次数而言，构件的疲劳强度σmax跟以应力比R作为代表的应力循环特征关联性极为紧密。针对σmax引入安全系数，可以得出设计所使用的疲劳应力容许值〔σmax〕=f(R)。将相契合，把应力限定在〔σmax〕以内，这便是应力比准则。

被用于承受疲劳荷载的焊接结构出现后，在工程领域里，基于实践，人们渐渐认识到，对于这类结构的疲劳强度来讲，关联紧密的并非应力比R，而是应力幅Δσ。那个应力幅准则的计算公式是Δσ≤〔Δσ〕。

首先，〔Δσ〕是那个被称作容许应力幅的量，它会跟着构造细节而不一样，同样也会跟那个破坏前经过的循环次数而产生变化。焊接结构在进行疲劳计算的时候，适宜会以应力幅当作准则，这其中的原因是在于结构内部存在的残余应力。还有非焊接构件。对于R >=0这种情况下的应力循环，应力幅准则是完全适用的，这因为有着残余应力以及没有残余应力的构件，它们二者的疲劳强度相差不算特别大。对于R。

15. 为何梁应压弯构件要做平面外以及平面内稳定性方面的计算呢，当坡度不大的时候为何仅仅计算平面内稳定性就行呢？

与梁只有平面外存在失稳形式完全不同，从来不存在梁平面内失稳这样的表述。对于柱的情况而言，在存在轴力的状况下，平面外与平面内的计算长度并不相同，进而才会有平面内和平面外的失稳验算之举。对于刚架梁来讲，尽管将其称作梁，然而它的内力之中或多或少都必然存在一部分轴力，所以严格意义上它的验算应当采用柱的模型，也就是按压弯构件的平面内平面外都务必要计算稳定性。但是当屋面坡度比较小的时候，轴力相对较小，可以忽略不计，故而能够采用梁的模型，也就是不需要计算平面内的稳定性。门规里所讲的意思，具体是在P33的第6.1.6 - 1条那里，其表明当屋面坡度稍稍小时，对于斜梁构件来讲，在平面之内仅仅需要计算强度，然而在平面之外却依旧需要计算稳定性。

16. 为何次梁一般设计成与主梁铰接？

若次梁跟主梁是刚接的情况，当主梁同一位置两侧都存在有着相同荷载的次梁时，这还好办，可要是没有这种情况，那么次梁端弯矩对于主梁而言，在平面外会受到扭转作用，还得去计算抗扭，这就牵扯到抗扭刚度，以及扇性惯性矩等等方面。另外，刚接会致使施工工作量增加，现场的焊接工作量会大幅增多，这样做是得不偿失的，一般来说没必要将次梁做成刚接形式，是这样的。

17. 什么是塑性算法？什么是考虑屈曲后强度？

塑性算法是这样的情况，在超静定结构里，按预想部位达到屈服强度从而出现塑性铰，为的是达到塑性内力重分布的目的之情况，并且必须保证这种结构不会形成可变或者瞬变体系之情况。考虑屈曲后强度是这样的情况，针对受弯构件的腹板丧失局部稳定之后依然具备一定承载力的情况，以及充分利用其屈曲后强度的一种构件计算方法之情况。

18. 什么叫刚性系杆，什么叫柔性系杆？

刚性系杆具有这样种特性，它在受力方面既能够承受压力，又能够承受拉力，在材料选用上，通常使用双角钢以及圆管，然而柔性系杆就不同了，在受力方面它仅仅只能承受拉力，在材料选用上，一般采用单角钢或者圆管。

19. 隅撑能否作为支撑吗？和其他支撑的区别？

1、隅撑、支撑，是两个不同的结构概念，隅撑的作用是确保钢梁截面能够保持稳定，用于与钢架共同构成结构体系稳定的则是支撑，且要保证其结构构件的变形以及承载力符合要求才行。

2、隅撑能够充当钢梁受压翼缘在平面之外的支点，它是被用于确保钢梁整体稳定性的。

20. 钢结构轴心受拉构件设计时须考虑什么？

1、于不会引发疲劳的静力荷载状况下，残余应力对拉杆的承载能力不存在影响。

2、拉杆截面如果有突然变化，则应力在变化处的分布不再是均匀的。

3、设计拉杆应该以屈服作为承载力的极限状态。

4、承载力极限状态要从毛截面和净截面两方面来考虑。

5、要考虑净截面的效率。

21. 用于计算钢柱的弹簧刚度的方式是怎样的，其对应的计算公式是什么，针对混凝土柱的弹簧刚度该如何计算，在混凝土柱上存在圈梁的情况下其弹簧刚度又要怎样计算，它们各自的计算公式又分别是什么？

对于弹簧刚度，是要考虑把柱子当作悬臂构件，在柱顶施加一单位力，进而计算出由此引发的侧移，而这个位移便是弹簧刚度，其单位通常是KN/mm。要是存在圈梁的情形，在没有圈梁约束的方向，弹簧刚度的计算如同悬臂构件那样，在另一个方向，鉴于柱顶有圈梁，所以计算公式里的EI是该方向所有柱的总和。

22. 什么是蒙皮效应？

垂直荷载作用时，坡顶门式刚架运动趋势为屋脊向下变形，且屋檐向外变形。屋面板会与支撑檩条一同以深梁形式抵抗此变形趋势。此时，屋面板承受剪力，起到如同深梁腹板的作用。而边缘檩条承受轴力，起到类似深梁翼缘的作用。很明显，屋面板抗剪切能力远远大于其抗弯曲能力。所以，蒙皮效应指的是蒙皮板凭借其抗剪切刚度对使板平面内产生变形的荷载的抵抗效应。对于坡顶门式的刚架而言，其抵抗竖向荷载作用时的蒙皮效应，是取决于屋面坡度的，那就是坡度越大，蒙皮效应就越显著；然而，其抵抗水平荷载作用时的蒙皮效应，却是随着坡度的减小而增加的。

使整个结构产生蒙皮效应的是蒙皮单元，蒙皮单元由两榀刚架之间的蒙皮板、边缘构件、连接件以及中间构件构成，边缘构件是两相邻的刚架梁和边檩条（屋脊和屋檐檩条），中间构件是中间部位檩条，蒙皮效应的主要性能指标是强度与刚度。

23. 拥有轴心受压状况的构件，其弯曲屈曲会运用小挠度以及大挠度理论，我内心盘算着要弄清楚，小挠度跟小变形理论之间究竟存在着何种区别呢？

小变形理论所阐述的是针对结构变形后，其几何尺寸的变更是能够不予考量的情形，在内力进行计算之时，依旧是按照变形之前的尺寸来开展相关举措！此处所提及的变形涵盖了所有类型的变形，有拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转及其相互复合而成的变形情况。小挠度理论秉持的观点是位移呈现出极小的状态，这归属于几何线性范畴内的问题，能够借助一个挠度曲线方程予以近似处理，进而构建起能量体系，最终推导得出稳定系数，变形曲率能够近似地运用y”=1/ρ予以替代！运用y”去替代曲率，乃是用于剖析弹性杆的小挠度理论分析方式。在带有弹簧的刚性杆这种情形下，情况便并非如此了。此外，运用大挠度理论展开分析，这并不意味着在屈曲之后，荷载依旧能够实现增加的情况，举例来说，当圆柱壳处于受压状态时，在屈曲之后仅仅能够在更低的荷载条件之下维持稳定。简而言之，小挠度理论仅仅能够获取临界荷载，而无法对临界荷载的时候或者屈曲之后的稳定性作出判断。大挠度理论则能够求解出屈曲之后的性能。

24. 什么是二阶弯矩，二阶弹塑性分析？

对诸多结构而言，通常会把未变形的结构当作计算图形来展开分析，所获取的结果具备足够的精确程度。此时此刻，所得到的变形跟荷载之间呈现出线性关系，这样的一种分析方法被称作几何线性分析，同时也被叫做一阶（First Order）分析。然而对于某些结构，就一定要把变形后的结构作为计算的依据来开展内力分析，不然所获得的结果误差就会比较大。这个时候，所获取到的变形跟荷载间的关联呈现出非线性分析。这样的一种分析方法被称为几何非线性分析，同样也被称做二阶（Second Order）分析。把变形之后得来的结构当做计算的凭借，同时将材料的弹塑性也就是材料非线性纳入考量范围去实施结构分析，这便是二阶弹塑性分析。

25. 什么是”鲍辛格效应“，它对钢结构设计的影响大吗?

在材料抵达塑性变形之后，出现的歇载后留存的那种不可恢复的变形，此变形属于塑性变形，而这种塑性变形对于结构会产生影响，这是不言而喻的，这就是鲍辛格效应！

26.  “刨平顶紧”，刨平顶紧后就不用再焊接了吗？

磨光顶紧作为一种为多应用于承受动载荷之处的传力方式，是为避免焊缝出现疲劳裂纹而采用的传力途径。存在要求磨光顶紧不进行焊接的情况，也有要求进行焊接的情况，这需依据具体图纸的要求来确定。其接触面要求光洁度不低于12.5 ，并通过塞尺来检查接触面积。刨平顶紧的目的在于增大接触面的接触面积，通常用于存在一定水平位移、简支的节点，且这类节点均应有其他的连接方式的地方（比如翼缘顶紧，腹板则可能采用栓接）。

通常情况下，这般的节点之中，那些被要求进行刨平顶紧的部位，皆是不需要实施焊接操作的，要是进行焊接的话，刨平顶紧的状况在焊接期间并不会有利于融液的深入进去，焊缝的质量会变得十分差劲，焊接的部位就算是不进行开坡口，也不会被要求顶紧的。顶紧之时与焊接一事是彼此相互冲突矛盾的，于是上述说明顶紧之处再去进行焊接都是不正确精准的，然而实际上却也存有那么一种情形是极有可能出现顶紧后实施焊接的状况，那便是顶紧的节点对于别的自由度所具备的约束程度不足够，并且又不存在其他部位能够给予相应的约束条件。如此一来就有可能在顶紧的部位开展施焊操作以此来约束其他方向上的自由度，这种类型的焊缝属于一种安装焊缝，而且也绝对不可能进行满焊处理，更加绝对不可能被用作主要承受力的焊缝。

27. 什么是热轧，什么是冷轧，有什么区别？

将钢在1千度以上借助轧辊压出的这种方式是热轧，通常情况下板的厚度小于2毫米，当钢进行高速加工时，其因变形产生热量所散发出去的程度抵不过因面积增大而散热的程度，这就导致若要保证能在1千度以上的温度来加工是很难做到的，所以只能舍弃热轧这种高效且成本低的加工方法，在常温的状态下对钢进行轧制，也就是把热轧后的钢材再次进行冷轧，以此来满足市场对于更薄厚度的需求。就是说，冷轧会带来新的益处了，要说像什么叫做加工硬化，它能让钢材强度得以提高，然而，这不太适宜进行焊接，至少，焊处的加工硬化会被消除掉，高强度同样也就没有了，又回到其热轧材原来的强度了，冷弯型钢，既可以采用如同钢管那样的热轧材，也能够使用冷轧材，至于冷轧材还是热轧材，将会依据 2mm 作为一个判断标准哎，热轧材最薄是 2mm，冷轧材最厚是 3mm。

28. 软钩吊车与硬钩有什么区别？

软钩吊车，意味借助钢绳以及吊钩来起吊重物的吊车。软钩吊车。所谓，意即凭借刚性体去起吊重物的吊车其中包括夹钳、料耙等。硬钩吊车，此吊工作较为频繁，运行速度颇高，小车所附设的刚性悬臂结构致使吊重无法轻易自由摆动。硬钩吊车。

29. 什么是钢材的层层状撕裂？

钢板的层状撕裂通常在板厚方向存在较大拉应力之际发生，在焊接节点当中，焊缝冷却之时，会出现收缩变形，要是十分薄或者不存在对变形的约束，钢板会出现变形进而释放了应力，然而要是钢板很厚或者有设置加劲肋，以及相邻板件的约束，钢板受到约束无法自由变形，会在垂直于板面的方向上产生极大的应力，在约束极强的区域，由于焊缝收缩引发的局部应力可能是材料屈服极限的数倍，导致钢板产生层状撕裂。

30. 钢材或钢结构的脆性断裂是什么？

这种破坏是指在应力低于钢材抗拉强度或者屈服强度的情形下，突然出现断裂的状况。钢结构特别是焊接结构，鉴于钢材、加工制造、焊接等方面质量以及构造方面的缘故，常常存在类似于裂纹性的缺陷。脆性断裂大多是因为这些缺陷不断发展，从而致使裂纹失稳进行扩展进而发生的，当裂纹缓慢拓展到一定程度之后，断裂便以极高速度展开扩展，脆断之前丝毫没有任何预兆就突然发生破坏。

31. 箱型柱内隔板最后一道焊缝的焊接是如何进行操作的？

采用电渣焊焊接，质量很容易保证。

32. 什么是钢结构柱的中心座浆垫板法？

钢梁结构柱进行安装之时所采用的中心位置底座浆层垫板方法，节省人工耗费且缩短时间，施工精准程度能够被控制在2毫米范围以内，整体综合效益可以提升20%以上，施工的操作步骤如下：

(1)依据施工图来开展钢柱基础的施工，这施工方式和通常的施工办法是一样的，基础的上面相较于钢柱底面的安装标高要低30至50毫米，目的是用来准备放置中心座浆垫板。

(2)依据钢柱自身重量Q，凭借螺栓预紧力F，就基础混凝土承压强度P而言，计算得出最小承压面积Amin ，此操作发生了。

(3)用厚度是10毫米以及12毫米的钢板，制作成方形或者圆形的中心座浆垫板，它的面积不适合小于最小承压面积Amin的2倍。

(4)在已完成施工的基础之上进行座浆操作，而后放置中心座浆垫板。在开展施工期间，需要运用水平尺、水平仪等相关工具来实施精确测量工作，以此确保中心垫板具备水平度，确保垫板中心能够与安装轴线保持一致，确保垫板上面的标高和钢柱底面的安装标高是一致的。

(5)在等待座浆层混凝土强度达到设计强度百分之七十五以上这个状况出现的时候，开展钢柱的吊装工作。钢柱的吊装能够直接着手去做，仅仅凭借调整地脚螺栓这样的方式就能够达成找平找正的操作。

(6)施以二次灌浆，选用无收缩混凝土或者微膨胀混凝土来开展二次灌浆。

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