结构设计常见问题问答
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分析建筑结构设计中常见问题与解决方案建筑结构设计是建筑工程中非常重要的一部分,它直接关系到建筑物的安全性、稳定性和使用寿命。
在实际的设计过程中,常常会出现一些常见问题,如结构设计不合理、承载能力不足、材料选择不当等,这些问题如果不能及时发现并解决,就会对建筑物的安全性和使用性造成严重影响。
对于建筑结构设计中常见的问题,我们需要及时分析并找到合理的解决方案。
一、常见问题1. 结构设计不合理在建筑结构设计中,一些设计师可能会忽略一些重要的结构特征,导致结构设计不合理。
比如在布局上没有考虑到结构的承载力,或者结构的变形和挠度没有考虑到,这样的结构设计都会导致结构的不稳定性,增加结构的风险。
2. 承载能力不足在建筑结构设计中,如果对于结构承载能力的估计不准确或者计算方式不正确,就会导致结构的承载能力不足。
这样的设计问题很容易造成结构倒塌或者发生严重事故。
3. 材料选择不当在建筑结构设计中,材料的选择非常重要,如果材料的强度、韧性、耐久性等性能参数选择不当,就会直接影响到结构的安全性和稳定性,甚至导致结构的失效。
4. 外力作用估计不准确在建筑结构设计中,外力作用是非常重要的设计参数,如果对外力的估计不准确,就会导致结构的设计不合理,增加结构的风险。
二、解决方案1. 结构设计不合理的解决方案针对结构设计不合理的问题,我们需要对结构的整体布局和设计进行重新评估和分析,找出设计不合理的地方,并采取相应的措施进行改进。
比如对结构的受力特点进行重新分析,对结构的变形和挠度进行合理估计,对结构的承载能力进行重新计算等。
2. 承载能力不足的解决方案针对结构的承载能力不足的问题,我们需要对结构的材料和截面进行重新设计和优化,增加结构的承载能力。
同时我们也可以采取辅助措施,如增加构件截面、增加钢筋混凝土的配筋率等方式来提高结构的承载能力。
3. 材料选择不当的解决方案针对材料选择不当的问题,我们需要对结构的材料进行重新选择和评估,确保选用的材料符合设计要求,并且具有良好的性能参数。
研究房屋建筑结构设计中常见的问题房屋建筑结构设计是房屋建筑工程中至关重要的一环,它关乎到房屋的安全性、稳定性和建筑质量。
在房屋建筑结构设计过程中,常会遇到一些常见的问题,这些问题可能会对房屋的建造和使用产生负面影响。
本文将就房屋建筑结构设计中常见的问题进行探讨和分析。
1. 地基基础问题房屋建筑结构设计的第一步是地基基础的设计,地基基础对房屋的稳定性和安全性起着决定性的作用。
在地基基础设计中,常见的问题包括地基承载力不足、地基沉降过大、地基土质不良等。
地基承载力不足会导致房屋的基础支撑不足,影响房屋的稳定性;地基沉降过大会导致房屋的变形和损坏;地基土质不良会导致地基的不稳定和变形,进而影响房屋的使用寿命。
在地基基础设计中,需要对地基的承载力和土质进行详细的勘察和分析,以确保地基基础的牢固和稳定。
2. 结构材料选择问题在房屋建筑结构设计中,结构材料的选择是一个重要的问题。
常见的结构材料包括钢筋混凝土、钢结构、木结构等。
在选择结构材料时,需要考虑其强度、耐久性、抗震性等因素。
如果选择的结构材料强度不足或者耐久性不佳,容易导致房屋结构的损坏和影响房屋的使用寿命。
在结构材料选择中,需要根据实际情况和要求进行综合考虑,确保选择的结构材料符合房屋的设计要求。
3. 结构设计不合理问题房屋建筑结构设计不合理是房屋建筑结构设计中常见的问题之一。
不合理的结构设计可能导致房屋结构不稳定、荷载分配不均、抗震性能较差等问题。
在房屋建筑结构设计中,需要充分考虑房屋的使用功能、建筑形式、结构体系等因素,确保结构设计符合实际情况,并且能够满足建筑的使用要求。
还需要注意结构设计的合理性和节约性,避免过度设计和浪费,确保房屋的建造成本和材料消耗合理。
4. 环境影响问题在房屋建筑结构设计中,需要考虑到环境因素对房屋结构的影响。
环境因素包括气候条件、地质条件、地震影响等。
不同的环境因素对房屋结构的影响不同,如果没有充分考虑到环境因素的影响,容易导致房屋结构的不稳定和安全隐患。
建筑结构设计中的常见问题及解决方案作为建筑领域中至关重要的一环,结构设计在建筑物的安全性和稳定性方面起着决定性的作用。
然而,在实际的工程实施中,我们经常会遇到各种结构设计中的常见问题。
本文旨在探讨这些问题,并提供解决方案,以帮助读者更好地应对和解决建筑结构设计的挑战。
一、基础设计问题在建筑结构设计中,基础设计是尤为重要的一环。
常见的基础设计问题包括地基不坚实、沉降过大等。
为解决这些问题,我们应遵循以下几点:1.合理选择基础类型:根据地质勘察报告的结果,合理选择适应地质条件的基础类型,比如扩展基础、桩基础等。
2.增加基础的承载能力:可以通过增加基础的面积、减小基础的应力等方式,来增加基础的承载力。
3.进行地基处理:通过改良地基的方式,如振动加固、土体填充等,来提高地基的稳定性和承载能力。
二、梁柱设计问题梁柱作为承载整个结构的重要构件,其设计问题可能导致结构的不稳定和失效。
以下是常见的梁柱设计问题及相应解决方案:1.梁柱配筋不合理:在梁柱的配筋设计中,要注意合理控制受力区域的应变和应力分布,以确保结构的整体稳定性。
2.梁柱尺寸设计不当:在设计梁柱的尺寸时,应综合考虑结构的受力特点、结构的审美要求等因素,以保证结构的正常工作和安全性。
3.纵横向承载力的设计:要根据具体结构的要求和使用环境的要求,合理考虑梁柱的纵向与横向承载力,以确保结构的整体稳定性和安全性。
三、楼层结构设计问题楼层结构是建筑物中最具挑战性的部分之一,其设计问题直接关系到建筑物的使用寿命和安全性。
以下是常见的楼层结构设计问题及相应解决方案:1.楼板设计不合理:楼板设计应满足预期的承载能力、刚度和挠度要求。
通过合理选择楼板材料、增加楼板厚度等方式,可以解决楼板设计中的问题。
2.楼层高度设计问题:根据楼层用途和设计要求,合理控制楼层高度,确保结构的稳定性和安全性。
3.楼梯与走廊设计:楼梯和走廊在楼层结构中扮演着重要的角色,设计时应充分考虑安全性、通行便利性等因素。
钢结构38个常见问题答疑(值得收藏)01门式刚架问答一看弯矩图时,可看到弯矩,却不知弯矩和构件截面有什么关系?答:受弯构件受弯承载力Mx/(γx*Wx)+My/(γy*Wy)≤f其中W为截面抵抗矩根据截面抵抗矩可手工算大致截面02H型钢平接是怎样规定的?答:想怎么接就怎么接,呵呵...主要考虑的是弯矩和/或剪力的传递.另外,在动力荷载多得地方,设计焊接节点要尤其小心平接.03“刨平顶紧”,刨平顶紧后就不用再焊接了吗?答:磨光顶紧是一种传力的方式,多用于承受动载荷的位置.为避免焊缝的疲劳裂纹而采取的一种传力方式.有要求磨光顶紧不焊的,也有要求焊的.看具体图纸要求.接触面要求光洁度不小于12.5,用塞尺检查接触面积.刨平顶紧目的是增加接触面的接触面积,一般用在有一定水平位移、简支的节点,而且这种节点都应该有其它的连接方式(比如翼缘顶紧,腹板就有可能用栓接).一般的这种节点要求刨平顶紧的部位都不需要焊接,要焊接的话,刨平顶紧在焊接时不利于融液的深入,焊缝质量会很差,焊接的部位即使不开坡口也不会要求顶紧的.顶紧与焊接是相互矛盾的,所以上面说顶紧部位再焊接都不准确.不过也有一种情况有可能出现顶紧焊接,就是顶紧的节点对其它自由度的约束不够,又没有其它部位提供约束,有可能在顶紧部位施焊来约束其它方向的自由度,这种焊缝是一种安装焊缝,也不可能满焊,更不可能用做主要受力焊缝.04钢结构设计时,挠度超出限值,会后什么后果?答:影响正常使用或外观的变形;影响正常使用或耐久性能的局部损坏(包括裂缝);影响正常使用的振动;影响正常使用的其它特定状态.05挤塑板的作用是什么?答:挤塑聚苯乙烯(XPS)保温板,以聚苯乙烯树脂为主要原料,经特殊工艺连续挤出发泡成型的硬质板材.具有独特完美的闭孔蜂窝结构,有抗高压、防潮、不透气、不吸水、耐腐蚀、导热系数低、轻质、使用寿命长等优质性能的环保型材料.挤塑聚苯乙烯保温板广泛使用于墙体保温、低温储藏设施、泊车平台、建筑混凝土屋顶极结构屋顶等领域装饰行业物美价廉的防潮材料.挤塑板具有卓越持久的特性:挤塑板的性能稳定、不易老化.可用30--50年,极其优异的抗湿性能,在高水蒸气压力的环境下,仍然能够保持低导热性能.挤塑板具有无与伦比的隔热保温性能:挤塑板因具有闭孔性能结构,且其闭孔率达99%,所以它的保温性能好.虽然发泡聚氨酯为闭孔性结构,但其闭孔率小于挤塑板,仅为80%左右.挤塑板无论是隔热性能、吸水性能还是抗压强度等方面特点都优于其他保温材料,故在保温性能上也是其他保温材料所不能及的.挤塑板具有意想不到的抗压强度:挤塑板的抗压强度可根据其不同的型号厚度达到150--500千帕以上,而其他材料的抗压强度仅为150--300千帕以上,可以明显看出其他材料的抗压强度,远远低于挤塑板的抗压强度.挤塑板具有万无一失的吸水性能:用于路面及路基之下,有效防水渗透.尤其在北方能减少冰霜及受冰霜影响的泥土结冻等情况的出现,控制地面冻胀的情况,有效阻隔地气免于湿气破坏等.06什么是长细比?回转半径=√(惯性矩/面积)长细比=计算长度/回转半径答:结构的长细比λ=μl/i,i为回转半径长细比.概念可以简单的从计算公式可以看出来:长细比即构件计算长度与其相应回转半径的比值.从这个公式中可以看出长细比的概念综合考虑了构件的端部约束情况,构件本身的长度和构件的截面特性.长细比这个概念对于受压杆件稳定计算的影响是很明显的,因为长细比越大的构件越容易失稳.可以看看关于轴压和压弯构件的计算公式,里面都有与长细比有关的参数.对于受拉构件规范也给出了长细比限制要求,这是为了保证构件在运输和安装状态下的刚度.对稳定要求越高的构件,规范给的稳定限值越小.07受弯工字梁的受压翼缘的屈曲,是沿着工字梁的弱轴方向屈曲,还是强轴方向屈曲?答:当荷载不大时,梁基本上在其最大刚度平面内弯曲,但当荷载大到一定数值后,梁将同时产生较大的侧向弯曲和扭转变形,最后很快的丧失继续承载的能力.此时梁的整体失稳必然是侧向弯扭弯曲.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)调整梁的截面,增加梁侧向惯性矩Iy或单纯增加受压翼缘宽度(如吊车梁上翼缘).3)梁端支座对截面的约束,支座如能提供转动约束,梁的整体稳定性能将大大提高.08钢结构设计规范中为什么没有钢梁的受扭计算?答:通常情况下,钢梁均为开口截面(箱形截面除外),其抗扭截面模量约比抗弯截面模量小一个数量级,也就是说其受扭能力约是受弯的1/10,这样如果利用钢梁来承受扭矩很不经济.于是,通常用构造保证其不受扭,故钢结构设计规范中没有钢梁的受扭计算.09无吊车采用砌体墙时的柱顶位移限值是h/100还是h/240?答:轻钢规程确实已经勘误过此限值,主要是1/100的柱顶位移不能保证墙体不被拉裂.同时若墙体砌在刚架内部(如内隔墙),我们计算柱顶位移时是没有考虑墙体对刚架的嵌固作用的(夸张一点比喻为框剪结构).10什么叫做最大刚度平面?答:最大的刚度平面就是绕强轴转动平面,一般截面有两条轴,其中绕其中一条的转动惯性矩大,称为强轴,另一条就为弱轴.11采用直缝钢管代替无缝管,不知能不能用?答:结构用钢管中理论上应该是一样,区别不是很大,直缝焊管不如无缝管规则,焊管的形心有可能不在中心,所以用作受压构件时尤其要注意,焊管焊缝存在缺陷的机率相对较高,重要部位不可代替无缝管,无缝管受加工工艺的限制管壁厚不可能做的很薄(相同管径的无缝管平均壁厚要比焊管厚).很多情况下无缝管材料使用效率不如焊管,尤其是大直径管.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).12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?答:剪力滞后效应在结构工程中是一个普遍存在的力学现象,小至一个构件,大至一栋超高层建筑,都会有剪力滞后现象.剪力滞后,有时也叫剪切滞后,从力学本质上说,是圣维南原理,具体表现是在某一局部范围内,剪力所能起的作用有限,所以正应力分布不均匀,把这种正应力分布不均匀的现象叫剪切滞后.墙体上开洞形成的空腹筒体又称框筒,开洞以后,由于横梁变形使剪力传递存在滞后现象,使柱中正应力分布呈抛物线状,称为剪力滞后现象.13地脚螺栓锚固长度加长会对柱子的受力产生什么影响?答:锚栓中的轴向拉应力分布是不均匀的,成倒三角型分布,上部轴向拉应力最大,下部轴向拉应力为0.随着锚固深度的增加,应力逐渐减小,最后达到25~30倍直径的时候减小为0.因此锚固长度再增加是没有什么用的.只要锚固长度满足上述要求,且端部设有弯钩或锚板,基础混凝土一般是不会被拉坏的.14应力幅准则和应力比准则的异同及其各自特点?答:长期以来钢结构的疲劳设计一直按应力比准则来进行的.对于一定的荷载循环次数,构件的疲劳强度σmax和以应力比R为代表的应力循环特征密切相关.对σmax引进安全系数,即可得到设计用的疲劳应力容许值〔σmax〕=f(R).把应力限制在〔σmax〕以内,这就是应力比准则.自从焊接结构用于承受疲劳荷载以来,工程界从实践中逐渐认识到和这类结构疲劳强度密切相关的不是应力比R,而是应力幅Δσ.应力幅准则的计算公式是Δσ≤〔Δσ〕.〔Δσ〕是容许应力幅,它随构造细节而不同,也随破坏前循环次数变化.焊接结构疲劳计算宜以应力幅为准则,原因在于结构内部的残余应力.非焊接构件,对于R>=0的应力循环,应力幅准则完全适用,因为有残余应力和无残余应力的构件疲劳强度相差不大.对于R<0的应力循环,采用应力幅准则则偏于安全较多.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.16为什么梁应压弯构件进行平面外平面内稳定性计算,但当坡度较小时可仅计算平面内稳定性即可?答:梁只有平面外失稳的形式.从来就没有梁平面内失稳这一说.对柱来说,在有轴力时,平面外和平面内的计算长度不同,才有平面内和平面外的失稳验算.对刚架梁来说,尽管称其为梁,其内力中多少总有一部分是轴力,所以它的验算严格来讲应该用柱的模型,即按压弯构件的平面内平面外都得算稳定.但当屋面坡度较小时,轴力较小,可忽略,故可用梁的模型,即不用计算平面内稳定.门规中的意思(P33,第6.1.6-1条)是指在屋面坡度较小时,斜梁构件在平面内只需计算强度,但在平面外仍需算稳定.17为何次梁一般设计成与主梁铰接?答:如果次梁与主梁刚接,主梁同一位置两侧都有同荷载的次梁还好,没有的话次梁端弯矩对于主梁来说平面外受扭,还要计算抗扭,牵扯到抗扭刚度,扇性惯性矩等.另外刚接要增加施工工作量,现场焊接工作量大大增加.得不偿失,一般没必要次梁不作成刚接.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.19屈曲后承载力的物理概念是什么?答:屈曲后的承载力主要是指构件局部屈曲后仍能继续承载的能力,主要发生在薄壁构件中,如冷弯薄壁型钢,在计算时使用有效宽度法考虑屈曲后的承载力.屈曲后承载力的大小主要取决于板件的宽厚比和板件边缘的约束条件,宽厚比越大,约束越好,屈曲后的承载力也就越高.在分析方法上,目前国内外规范主要是使用有效宽度法.但是各国规范在计算有效宽度时所考虑的影响因素有所不同.20什么是塑性算法?什么是考虑屈曲后强度?答:塑性算法是指在超静定结构中按预想的部位达到屈服强度而出现塑性铰,进而达到塑性内力重分布的目的,且必须保证结构不形成可变或瞬变体系.考虑屈曲后强度是指受弯构件的腹板丧失局部稳定后仍具有一定的承载力,并充分利用其屈曲后强度的一种构件计算方法.21软钩吊车与硬钩有什么区别?答:软钩吊车:是指通过钢绳、吊钩起吊重物.硬钩吊车:是指通过刚性体起吊重物,如夹钳、料耙.硬钩吊车工作频繁.运行速度高,小车附设的刚性悬臂结构使吊重不能自由摆动.22什么叫刚性系杆,什么叫柔性系杆?答:刚性系杆即可以受压又可以受拉,一般采用双角钢和圆管,而柔性系杆只能受拉,一般采用单角钢或圆管.23长细比和挠度是什么关系呢?答:1)挠度是加载后构件的的变形量,也就是其位移值.2)长细比用来表示轴心受力构件的刚度"长细比应该是材料性质.任何构件都具备的性质,轴心受力构件的刚度,可以用长细比来衡量.3)挠度和长细比是完全不同的概念.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.24请问地震等级那4个等级具体是怎么划分的?答:抗震等级:一、二、三、四级.抗震设防烈度:6、7、8、9度.抗震设防类别:甲、乙、丙、丁四类.地震水准:常遇地震、偶遇地震、少遇地震、罕遇地震.25隅撑能否作为支撑吗?和其他支撑的区别?答:1)隅撑和支撑是两个结构概念.隅撑用来确保钢梁截面稳定,而支撑则是用来与钢架一起形成结构体系的稳定,并保证其变形及承载力满足要求.2)隅撑可以作为钢梁受压翼缘平面外的支点.它是用来保证钢梁的整体稳定性的.26钢结构轴心受拉构件设计时须考虑什么?答:1)在不产生疲劳的静力荷载作用下,残余应力对拉杆的承载力没有影响.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.27钢柱的弹簧刚度怎么计算?计算公式是什么?混凝土柱的弹簧刚度和混凝土柱上有圈梁时的弹簧刚度怎么计算?计算公式是什么?答:弹簧刚度是考虑将柱子按悬臂构件,在柱顶作用一单位力,计算出所引起的侧移,此位移就是弹簧刚度,单位一般是KN/mm.如果有圈梁的情况,在无圈梁约束的方向,弹簧刚度计算同悬臂构件,在另一个方向,因为柱顶有圈梁,所以计算公式中的EI为该方向所有柱的总和.28什么是蒙皮效应?答:在垂直荷载作用下,坡顶门式刚架的运动趋势是屋脊向下、屋檐向外变形.屋面板将与支撑檩条一起以深梁的形式来抵抗这一变形趋势.这时,屋面板承受剪力,起深梁的腹板的作用.而边缘檩条承受轴力起深梁翼缘的作用.显然,屋面板的抗剪切能力要远远大于其抗弯曲能力.所以,蒙皮效应指的是蒙皮板由于其抗剪切刚度对于使板平面内产生变形的荷载的抵抗效应.对于坡顶门式刚架,抵抗竖向荷载作用的蒙皮效应取决于屋面坡度,坡度越大蒙皮效应越显著;而抵抗水平荷载作用的蒙皮效应则随着坡度的减小而增加.构成整个结构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、边缘构件和连接件及中间构件组成.边缘构件是指两相邻的刚架梁和边檩条(屋脊和屋檐檩条),中间构件是指中间部位檩条.蒙皮效应的主要性能指标是强度和刚度.29规范8.5.6上讲,对于吊车梁的横向加劲肋,这宜在肋下端起落弧,是何意思?答:指加劲肋端部要连续施焊,如采取绕角焊、围焊等方法.防止在腹板上引起疲劳裂缝.30箱型柱内隔板最后一道焊缝的焊接是如何进行操作的?答:采用电渣焊焊接,质量很容易保证的!31悬臂梁与悬臂柱计算长度系数不同,如何解释?答:悬臂梁计算长度系数1.0,悬臂柱计算长度系数2.0.柱子是压弯构件,或者干脆就是受压,要考虑稳定系数,所以取2.梁受弯,应该是这个区别吧.32挠度在设计时不符合规范,用起拱来保证可不可以这样做?答:1)结构对挠度进行控制,是按正常使用极限状态进行设计.对于钢结构来说,挠度过大容易影响屋面排水、给人造成恐惧感,对于混凝土结构来说挠度过大,会造成耐久性的局部破坏(包括混凝土裂缝).我认为,因建筑结构挠度过大造成的以上破坏,都能通过起拱来解决.2)有些结构起拱很容易,比如双坡门式刚架梁,如果绝对挠度超限,可以在制作通过加大屋面坡度来调整.有些结构起拱不太容易,比如对于大跨度梁,如果相对挠度超限,则每段梁都要起拱,由于起拱梁拼接后为折线,而挠度变形为曲线,两线很难重合,会造成屋面不平.对于框架平梁则更难起拱了,总不能把平梁做成弧行的.3)假如你准备用起拱的方式,来降低由挠度控制的结构的用钢量,挠度控制规定要降低,这时必须控制活载作用下的挠度,恒载产生的挠度用起拱来保证.33什么是钢结构柱的中心座浆垫板法?答:钢结构柱安装的中心座浆垫板法,省工省时,施工精度可控制在2mm以内,综合效益可提高20%以上.施工步骤如下:1)按施工图进行钢柱基础施工(与通常施工方法一样),基础上面比钢柱底面安装标高低30~50mm,以备放置中心座浆垫板.2)根据钢柱自重Q、螺栓预紧力F、基础混凝土承压强度P,计算出最小承压面积Amin.3)用厚度为10、12mm的钢板制作成方形或圆形的中心座浆垫板,其面积不宜小于最小承压面积Amin的2倍.4)在已完工的基础上座浆并放置中心座浆垫板.施工时需用水平尺、水平仪等工具进行精确测量,保证中心垫板水平度,保证垫板中心与安装轴线一致,保证垫板上面标高与钢柱底面安装标高一致.5)待座浆层混凝土强度达到设计强度的75%以上时,进行钢柱的吊装.钢柱的吊装可直接进行,只需通过调整地脚螺栓即可进行找平找正.6)进行二次灌浆,采用无收缩混凝土或微膨胀混凝土.进行二次灌浆.34轴心受压构件弯曲屈曲采用小挠度和大挠度理论,小挠度和小变形理论有什么区别?答:小变形理论是说结构变形后的几何尺寸的变化可以不考虑,内力计算时仍按变形前的尺寸!这里的变形包括所有的变形:拉、压、弯、剪、扭及其组合.小挠度理论认为位移是很小的,属于几何线性问题,可以用一个挠度曲线方程去近似,从而建立能量,推导出稳定系数,变形曲率可近似用y”=1/ρ代替!用Y”来代替曲率,是用来分析弹性杆的小挠度理论.在带弹簧的刚性杆里,就不是这样了.还有,用大挠度理论分析,并不代表屈曲后,荷载还能增加,比如说圆柱壳受压,屈曲后只能在更低的荷载下保持稳定.简单的说,小挠度理论只能得到临界荷载,不能判断临界荷载时或者屈曲后的稳定.大挠度理论可以解出屈曲后性能.35什么是二阶弯矩,二阶弹塑性分析?答:对很多结构,常以未变形的结构作为计算图形进行分析,所得结果足够精确.此时,所得的变形与荷载间呈线性关系,这种分析方法称为几何线性分析,也称为一阶(First Order)分析.而对有些结构,则必须以变形后的结构作为计算依据来进行内力分析,否则所得结果误差就较大.这时,所得的变形与荷载间的关系呈非线性分析.这种分析方法称为几何非线性分析,也称为二阶(Second Order)分析.以变形后的结构作为计算依据,并且考虑材料的弹塑性(材料非线性)来进行结构分析,就是二阶弹塑性分析.36什么是“包兴格效应”,它对钢结构设计的影响大吗?答:包新格效应就是在材料达到塑性变形后,歇载后留下的不可恢复的变形,这种变形是塑性变形,这种变形对结构是否有影响当然是可想而只的.37什么是钢材的层层状撕裂?答:钢板的层状撕裂一般在板厚方向有较大拉应力时发生.在焊接节点中,焊缝冷却时,会产生收缩变形.如果很薄或没有对变形的约束,钢板会发生变形从而释放了应力.但如果钢板很厚或有加劲肋,相邻板件的约束,钢板受到约束不能自由变形,会在垂直于板面方向上产生很大的应力.在约束很强的区域,由于焊缝收缩引起的局部应力可能数倍于材料的屈服极限,致使钢板产生层状撕裂.38钢材或钢结构的脆性断裂是在什么情况下发生的?答:钢材或钢结构的脆性断裂是指应力低于钢材抗拉强度或屈服强度情况下发生突然断裂的破坏.钢结构尤其是焊接结构,由于钢材、加工制造、焊接等质量和构造上的原因,往往存在类似于裂纹性的缺陷.脆性断裂大多是因这些缺陷发展以致裂纹失稳扩展而发生的,当裂纹缓慢扩展到一定程度后,断裂即以极高速度扩展,脆断前无任何预兆而突然发生,破坏.。
剪力墙结构设计中遇到的纠结问题8条归纳(解答版)01问题一关于短肢剪力墙抗震等级需要提高一级采用的疑问。
问题描述:《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2002 )7.1.2中第3条提到“抗震设计时,短肢剪力墙的抗震等级应比本规程表4.8.0规定的剪力墙的抗震等级提高一级采用”,但是我翻遍了《高层建筑混凝土结构技术规程》(JGJ 3-2010)中没有提到关于短肢剪力墙需要提高抗震等级的条文?是不是新规范取消了这条规定?同事也说送审的短肢剪力墙计算数据中没有提高抗震等级,送审回复也没要求改。
解答:条文说明7.2.2“短肢剪力墙的抗震等级不再提高,但在第2款中降低了轴压比限值”这个跟老版的高规不同。
02问题二设计上剪力墙连梁是否与有梁板的梁表示在一起?解答:连梁的定义连梁:是指在剪力墙结构和框剪结构中,连接墙肢与墙肢、墙肢与框架柱的梁。
连梁具有一般跨度较小(通常跨高比小于5)、截面大,且与连梁相连的墙体刚度又很大等特点。
一般在风荷载和地震荷载的作用下,连梁的内力往往很大。
连梁、次梁、框架梁的区分:通常情况框架梁是框架结构中柱与柱之间的梁;次梁就是指两端搭在框架梁上的梁;连梁是剪力墙结构中墙与墙之间的梁,框架梁是以弯曲变形为主的构件;连梁是以剪切变形为主的构件。
框架梁是由柱子支撑梁来承重的构件,上部荷载直接由梁承重,再由梁将荷载传达到柱子上;连梁是将荷载由连梁传递至墙体。
从外形上来说,一般框架梁的跨高比大于5;而连梁的跨高比小于5。
03问题三剪力墙钢筋是否要求抗震,能否结合相关规范说一下?解答:剪力墙结构是有抗震等级区别的,但是,建筑抗震设计规范从GB50011-2001到更新了的GB50011-2010上,从来没有条文规定剪力墙的钢筋必须满足代E字的钢筋指标(关于“屈屈比”、“屈强比”、“最大拉力下伸长率”)。
楼主若查GB50011-2010不方便,先传个混凝土结构工程施工质量验收规范5.2.2条(强条)的图片,仔细琢磨。
研究房屋建筑结构设计中常见的问题
1. 承载力问题:房屋的结构设计需要确保能够承受自身重量以及外力的作用,如风力、地震力和雪荷载等。
设计中需要考虑各种荷载的计算、结构的强度和稳定性。
2. 墙体结构问题:墙体是房屋的主要承重结构,其设计需要考虑墙体的厚度、高度和材料的选择。
墙体结构设计不合理可能导致墙体厚度不足、过度受力等问题。
3. 地基基础问题:房屋的地基基础是确保房屋安全稳定的重要部分。
地基基础设计需要考虑地下水位、土壤的承载力和稳定性等因素,以确保房屋的安全。
4. 结构连接问题:建筑结构的连接部位需要合理设计,如梁柱节点和梁板连接等。
连接部位的设计不合理可能导致结构不稳定、脱落等问题。
5. 钢结构问题:在一些大型建筑中,采用钢材构建结构。
钢结构设计需要考虑钢材的强度、抗腐蚀性等因素,以及与其他材料的连接问题。
6. 抗震设计问题:地震是一个重要的设计考虑因素,特别是在地震活跃地区。
建筑结构需要具有足够的抗震能力,以减少地震对房屋的破坏。
7. 防水隔热问题:建筑结构需要具备良好的防水和隔热性能,以防止漏水、渗水和热传导等问题。
8. 建筑材料选择问题:房屋结构的材料选择需要考虑材料的强度、耐久性、安全性和成本等因素,以确保房屋的质量和性能。
9. 空间利用问题:房屋结构设计还需要考虑房间的分布和使用功能,以确保空间的有效利用和布局的合理性。
房屋建筑结构设计中常见的问题是多种多样的,需要综合考虑各种力学、材料和建筑要求,以确保房屋的安全、稳定和功能性。
完成一个有效的结构设计需要经验和专业知识的综合运用。
结构设计常见问题解析一.结构计算问题1.结构设计中出现计算控制性结果不满足规范要求的情况,应该在符合规范规定的限制条件后进行下道工序。
2.结构电算不可能一次成功。
周期,角度,性能设计,调整等。
一般计算应该分两步走:第一步考虑刚性楼板计算位移和位移比;第二步根据楼板实际情况考虑是否采用弹性楼板计算配筋。
3.扭转周期与平动周期比值应符合规范要求。
不应该出现第一周期为扭转周期的情况。
一般应在第三周期及以后出现扭转周期。
(实际要求与理论分析有一定的出入)4.结构两个方向刚度相差不宜过大,需注意控制两个主轴方向第一振动周期的比值,一般可按周期比不小于0.8控制。
位移比超限未计算双向地震。
不规则,特别不规则,严重不规则:位移比大于1.2为扭转为不规则,应计算双向地震。
考虑扭转藕联、按照双向地震计算时位移比不应超过1.5。
如超过1.5,应重新调整结构布置。
5.扭转位移比是在刚性楼板的假设下计算。
配筋计算应考虑实际刚度情况。
6.长宽比控制:进行结构计算时,各系数应合理取值。
⑴周期折减系数应根据不同的结构体系、填充墙品种(考虑到有可能变化)和填充墙数量综合确定,不应为了配筋方便不顾实际情况少折减或不折减。
高规第3.3.17条:填充墙为砖墙时,框架结构可取0.6~0.7,框剪结构0.7~0.8,剪力墙结构0.9~1.0(应注意短肢剪力墙结构)⑵剪力墙连梁刚度折减系数应保证在正常使用条件下连梁不致开裂。
必要时应进行二次计算,以避免正常使用情况下连梁开裂。
7.某些构件不宜进行折减计算机计算时,软件对所有构件的扭矩都按照输入的扭矩折减系数进行了折减。
这会使得存在扭矩的折梁或曲梁扭矩也进行了折减,结构存在安全隐患。
这些构件扭矩不应进行折减。
角窗的连梁(折梁)应充分考虑到结构软件无法完全按照荷载规范第4.1.2条的要求进行折减。
对软件折减幅度大的构件,应手算复核。
此外应注意以下几方面(可参考《建筑结构》2006年第7期随刊赠阅本第11页。
钢结构设计常见38个问题解析
、门式刚架问答一看弯矩图时,可看到弯矩,却不知弯矩和构件截面有什么关系?
答:受弯构件受弯承载力Mx/(x*Wx)+My/(y*Wy)f其中W为截面抵抗矩根据截面抵抗矩可手工算大致截面
2、就是H型钢平接是怎样规定的?
答:想怎么接就怎么接, 呵呵. 主要考虑的是弯矩和/或剪力的传递. 另外, 在动力荷载多得地方, 设计焊接节点要尤其小心平接:
3、刨平顶紧,刨平顶紧后就不用再焊接了吗?
答:磨光顶紧是一种传力的方式,多用于承受动载荷的位置。
为避免焊缝的疲劳裂纹而采取的一种传力方式。
有要求磨光顶紧不焊的,也有要求焊的。
看具体图纸要求。
接触面要求光洁度不小于12.5,用塞尺检查接触面积。
刨平顶紧目的是增加接触面的接触面积,一般用在有一定水平位移、简支的节点,而且这种节点都应该有其它的连接方式(比如翼缘顶紧,腹板就有可能用栓接)。
一般的这种节点要求刨平顶紧的部位都不需要焊接,要焊接的话,刨平顶紧在焊接时不利于融液的深入,焊缝质量会很差,焊接的部位即使不开坡口也不会要求顶紧的。
顶紧与焊接是相互矛盾的,所以上面说顶紧部位再焊接都不准确,不过也有一种情况有可能出现顶紧焊接,就是顶紧的节点对其它自由度的约束不够,又没有其它部位提供约束,有可能。
结构设计常见问题问答1、住宅工程中顶层为坡屋顶,屋顶是否需设水平楼板?顶层为坡屋顶时层高有无限制?总高度应如何计算?住宅工程中的坡屋顶,如不利用时檐口标高处不一定设水平楼板。
关于顶层为坡屋顶时层高的计算问题新规范未做具体规定,结构设计时由设计人员根据实际情况而定,取质点的计算高度仍不超过4m。
檐口标高处不设水平楼板时,按抗震规范7.1.2条的规定,总高度可以算至檐口(此处檐口指结构外墙体和屋面结构板交界处的屋面结构板顶)。
檐口标高附近有水平楼板,且坡屋顶不是轻型装饰屋顶时,上面三角形部分为阁楼,此阁楼在结构计算上应做为一层考虑,高度可取至山尖墙的一半处,即对带阁楼的坡屋面应算至山尖墙的二分之一高度处。
2、砖墙基础埋深较大,构造柱是否应伸至基础底部?较大洞口两侧要设构造柱加强,一般多大的洞口算较大洞口?新规范7.3.2条第4款规定:构造柱可不单独设置基础,但应伸入室外地面下500mm,或锚入浅于500mm的基础圈梁内,两条满足其中的一条即可。
但需注意此处的基础圈梁是指位于基础内的,不是一般位于相对标高±0.0m的墙体圈梁。
构造柱的钢筋伸入基础圈梁内应满足锚固长度的要求。
对于底层框架砖房的砖房部分,一般允许将砖房部分的构造柱锚固于底部的框架柱或钢筋混凝土抗震墙内(上层与下层的侧移刚度比应满足要求)。
:新规范表7.3.1要求较大洞口两侧要设构造柱加强。
一般说,内纵墙和横墙的较大洞口,指2000mm以上的洞口;外纵墙的较大洞口,则由设计人员根据开间和门窗洞尺寸的具体情况确定。
3、填充墙的构造柱与多层砌体房屋的构造柱有何不同?填充墙设构造柱,属于非结构构件的连接,与多层砌体房屋设置的钢筋混凝土构造柱有一定差异,应结合具体情况分析确定。
如挑梁端部设置填充墙构造柱,挑梁在计算时应考虑构造柱传递来的荷载。
4、抗震新规范7.1.7条第5款“关于烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体”指得是什么?新规范7.1.7条第5款“关于烟道、风道、垃圾道等不应削弱墙体”,主要指不要在墙体厚度内开洞,烟道等应设在墙外,成为附墙烟道等,以免墙体应力集中。
5、底层框架结构的计算高度如何取?若取到基础顶,抗震墙厚度取1/20层高,是否过大?计算高度的取值应根据实际情况而定,主要是看地坪的嵌固情况而定,若嵌固得好,如作刚性地坪或有连续的地基梁,可以从嵌固处取,否则从基础顶;抗震墙厚取1/20层高,这里的层高与计算高度的概念不同,是指从一层地坪到一层楼板顶的高度。
6、多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋室内外高差大于0.6m时,房屋总高度允许比表7.1.2中适当增加,但不应多于1m,那么此时是否仍可将小数点后第一位数四舍五入吗?多层砌体房屋和底部框架、内框架房屋,若室内外高差大于0.6m时,房屋总高度允许比新规范7.1.2条表7.1.2中适当增加,但不应多于1m。
因已将总高度值适当增加,故此时不应再将小数点后第一位数四舍五入,即增加值不大于1m。
7、横墙较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼的总高度和层数接近或达到表7.1.2规定限值时按照新规范中第7.3.14条6款的要求进行设计,对楼、屋面板的设置有何要求?对于横墙较少的多层普通砖、多孔砖住宅楼的总高度和层数接近或达到表7.1.2规定限值时,同一结构单元的楼、屋面板应设置在同一标高处,即不允许同一结构单元有错层。
即使设计时同一结构单元内横墙无错位,楼、屋面板也应采用现浇钢筋混凝土板,以加强结构的整体性。
8、新规范中第7.1.8条1款要求底部框架-抗震墙房屋结构布置中,上部砌体抗震墙与底部框架梁或抗震墙对齐或基本对齐,在定量上如何把握?底框房屋是一种不利于抗震的结构类型。
为提高其抗震能力,《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)中7.1.8条1款要求,上部砌体抗震墙与底部的框架梁或抗震墙的轴线对齐或基本对齐,即大部分砌体抗震墙由下部的框架主梁或钢筋混凝土抗震墙支承,每单元砌体抗震墙最多有二道不落在框架主梁或钢筋混凝土抗震墙上,而是由次梁支托上部抗震墙。
托墙的次梁应按3.4.3条考虑地震作用的计算和内力调整。
建议尽量采用上部结构减少抗震墙数量的方案,即在无法对齐处设置次梁支承非抗震隔墙以避免次梁托抗震墙的方法。
9、在砖房总高度、总层数已达限值的情况下,若在其上再加一层轻钢结构房屋,此种结构形式应如何设计?在砖房总高度、总层数已达限值的情况下,若在其上再加一层轻钢结构房屋,因抗震规范中无此种结构形式的有关要求,两种结构的阻尼比不同,上下部分刚度存在突变,属于超规范、超规程设计,设计时应按国务院《建筑工程勘察设计管理条例》第29条的要求执行,即需由省级以上有关部门组织的建设工程技术专家委员会进行审定。
10、钢筋混凝土柱厂房为什么不采用山墙(砌体隔墙)承重?钢筋混凝土柱厂房不采用山墙(砌体隔墙)承重,理由如下:1) 山墙和钢筋混凝土排架柱结构材料不同,不仅侧移刚度不同,而且承载力也不同,在地震作用下,山墙和钢筋混凝土排架柱的受力和位移不协调不利抗震,可导致结构破坏,这种震害不少。
2) 屋盖系统(屋面板、屋架和支撑)在两个端部不封闭,屋盖地震作用传递途径变化,在6度时山尖墙就有震害,其破坏后将引起屋盖的破坏。
11、规范规定多层砌体房屋的总高度指室外地面到主要屋面板顶或檐口的高度,半地下室从地下室地面算起,全地下室和嵌固条件较好的半地下室允许从室外地面算起,嵌固条件较好一般是指什么情况?嵌固条件较好一般指下面两种情况:(1)半地下室顶板(宜为现浇混凝土板)的板顶标高不高于室外地面约1.5m,地面以下开窗洞处均设有窗井墙,且窗井墙又为内横墙的延伸,如此形成加大的半地下室底盘,有利于结构的总体稳定,半地下室在土体中具有较有利的嵌固作用。
(2)半地下室的室内地面至室外地面的高度大于地下室净高的二分之一,无窗井,且地下室部分的纵横墙较密。
在这两种嵌固条件较好情况下,带半地下室的多层砌体房屋的总高度允许从室外地面算起。
若半地下室层高较大,顶板距室外地面较高,或有大的窗井而无窗井墙或窗井墙不与纵横墙连接,构不成扩大基础底盘的作用,周围的土体不能对多层砖房半地下室起约束作用,则此时半地下室应按一层考虑,并计入房屋总高度。
12、若多层砌体房屋中设置了钢筋混凝土构造柱和圈梁,当构造柱与圈梁边缘对齐时,施工时哪部分的钢筋放置在最外侧?对于钢筋混凝土框架结构,当框架柱和框架梁边缘对齐时,一般将柱主筋放置在最外侧,梁纵向钢筋紧贴着柱最外侧主筋,从内侧穿过。
而对于多层砌体房屋,为了使圈梁充分发挥其对结构构件的约束作用,当构造柱与圈梁边缘对齐时,一般将圈梁的纵向钢筋放置在最外侧,构造柱主筋从圈梁纵向钢筋内侧穿过。
13、若多层砌体房屋的层数低于规范表7.3.1中砖房构造柱设置要求的最低层数,其构造柱应如何设置?如果多层砌体房屋的层数低于规范表7.3.1中左侧各列的最低层数,如6度区层数为三层及以下的房屋、七度区层数为单层和二层的房屋、八度区单层房屋,对于构造柱的设置规范不做要求。
此时是否设置构造柱可由设计人员根据实际情况掌握,规范规定的是最低安全度要求。
14、规范7.1.3条规定普通砖、多孔砖和小砌块砌体承重房屋的层高,不应超过3.6m,而某些工业建筑及附属房屋,如变配电室,虽然总层数未达到规范限值的要求,但因工艺要求需要层高大于3.6m时应如何处理?《建筑抗震设计规范》中砌体承重房屋的层高规定,主要针对一般民用建筑。
对于层数远小于表7.1.2的工业建筑及附属房屋,因工艺要求需要层高大于3.6m时,可根据具体情况采取如增加墙厚度、增设壁柱、圈梁、提高材料强度等级等措施实现,同时应满足有关规范和规程的要求。
15、规范7.1.6条中,房屋中承重窗间墙最小宽度限值与墙体是“一”字还是“T”字形状有无关系?规范7.1.6条中,窗间墙宽度限值与墙体是“一”字或“T”字形状无关,当采取局部加强措施时,限值可适当减小。
16、多层砌体房屋的墙体是否可以采用粘土砖和现浇钢筋混凝土混合承重?《建筑抗震设计规范》(GB50011-2001)第7章的适用范围是烧结普通粘土砖、烧结多孔粘土砖、混凝土小型空心砌块等及材料性能满足要求的烧结砖和蒸压砖砌体承重的多层房屋,以及底层或底部二层框架-抗震墙和多层的多排柱内框架砖砌体房屋。
多层砌体房屋中采用砌体墙和现浇钢筋混凝土墙混合承重的结构类型,在建筑方案和结构布置上超出了抗震规范第7章的适用范围,不符合国家标准的规定,属于超规范、规程设计。
BB1在多层砌体房屋设计工作中,有的设计人员将抗震承载力验算不满足要求的墙片或墙段由砌体改为现浇钢筋混凝土墙,这种做法有可能属于超规范、规程设计。
!在砌体结构中增设现浇钢筋混凝土墙后,结构体系可能改变为不同材料混合承重的结构,此时需根据结构楼板的刚度、砖墙与混凝土墙体的连接等情况,确定钢筋混凝土墙参与工作的系数,考虑结构体系改变后地震作用的传递及各墙段的分配情况,进行结构的计算和分析。
若无配套的行业或地方标准,应按由国务院常务会议通过、2000年9月25日执行的《建筑工程勘察设计管理条例》中第二十九条的规定要求进行设计。
17、若多层砌体房屋的建筑方案存在错层时,结构抗震设计应注意哪些问题?当多层砌体住宅楼有较大错层时,如超过梁高的错层(或楼板高差在500mm以上),结构计算时应做为两个楼层对待,即层数增加一倍,同时房屋的总层数不得超过抗震规范7.1.2条的强制性规定。
错层楼板之间的墙体应采取必要措施解决平面内局部水平受剪和平面外受弯问题。
当错层高度不超过梁高时,该部位的圈梁或大梁应考虑两侧上下楼板水平地震力形成的扭矩,进行抗扭验算。
需要强调,错层住宅违反无障碍设计的建筑原则,不利于老年人和儿童的安全使用,不符合国际上的设计潮流。
18、规范7.3.13条要求砌体结构房屋的基础底面宜埋置在同一标高,采用桩基时若桩长度不同时应如何调整?规范7.3.13条规定同一结构单元的基础宜采用同一类型的基础,底面宜埋置在同一标高,若基础采用桩基,桩身长度不一致时应将承台及承台梁设置在同一标高,不应将承台梁逐步放坡。
19、带阁楼的多层砌体房屋的构造柱如何设置?阁楼指为了有效利用坡屋顶的空间,在坡屋顶中增加水平楼板,在顶层楼层之上形成住人或储物的房间。
为贯彻墙体改革的精神,砌体结构应严格控制层数,对于结构计算来讲,不论是否住人,阁楼层均应做为一个质点考虑。
带阁楼的多层砌体房屋在设置构造柱时可根据阁楼层的屋面剖面形式确定。
剖面形式为三角形,即檐口处无砖墙时,可按房屋实际层数按规范表7.3.1的要求设置构造柱并适当加强;剖面形式为屋形,即檐口处有砖墙时,按房屋实际层数增加一层后的层数对待。
特别应注意,不论是三角形或屋形,坡屋顶山尖墙部位均需采用沿山尖墙顶设置卧梁、屋盖处设置圈梁和在山脊处设置构造柱等加强措施。