鋼結(jié)構(gòu)部分
1、鋼梁拼接處用內(nèi)力設(shè)計一般就能滿足設(shè)計要求，為什么還要采用等強設(shè)計？
答：從概念上講，拼接位置是構(gòu)件的連續(xù)位置，如果按照內(nèi)力進行拼接位置節(jié)點設(shè)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(fēng)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(shè)計是十分必要的。這里說的概念設(shè)計是從抵抗不利情況出發(fā)的，我們在設(shè)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(shè)計以及相關(guān)構(gòu)造保證在設(shè)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(gòu)安全，此時結(jié)構(gòu)中很多構(gòu)件出現(xiàn)塑性，在此情況，如果拼接節(jié)點是先于構(gòu)件破壞的，那么整個結(jié)構(gòu)成為機構(gòu)，后果不堪設(shè)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(shè)計以及強節(jié)點弱構(gòu)件的相關(guān)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(yīng)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(gòu)件而言的，剛架構(gòu)件一般包括剛架梁、柱構(gòu)件，對于檁條、墻梁等圍護構(gòu)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(gòu)件計算時的活荷載取值大于剛架構(gòu)件計算時的取值是合理的”�；钶d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(yīng)數(shù)值時按照一次性加載也有較大概率能夠包絡(luò)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(gòu)施工圖進行梁柱鉸接節(jié)點設(shè)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。
圖1
4、鋼結(jié)構(gòu)門式鋼架設(shè)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(shè)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(shè)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(guān)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(yīng)適當增大強度、穩(wěn)定以及梁撓度的富裕度，保證結(jié)構(gòu)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(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(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，再按照原來的地震動參數(shù)進行計算即可。
7、有圍護結(jié)構(gòu)和無圍護的門式剛架除了按照門規(guī)確定的風(fēng)荷載體型系數(shù)不同外，能考慮圍護結(jié)構(gòu)擋風(fēng)面積嗎？
答：首先有無圍護結(jié)構(gòu)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(gòu)，封閉式、部分封閉式和敞開式三種形式?jīng)Q定了風(fēng)荷載體型系數(shù)（門規(guī)稱為風(fēng)荷載系數(shù)）的不同取值。二維pk中通過用戶定義的迎風(fēng)寬度和構(gòu)件高度確定風(fēng)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(gòu)計算風(fēng)荷載受荷面積，需要人工調(diào)整風(fēng)荷載或通過定義鏤空層實現(xiàn)無圍護結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載正確統(tǒng)計。
8、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。
圖1
9、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：
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。
10、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(fēng)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(fēng)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。
圖2
11、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。
12、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。
13、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)
14、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？
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）：
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(shè)防裂度7度，場地土類別四類，特征周期達到了0.65s,結(jié)構(gòu)剛度較大，結(jié)構(gòu)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(gòu)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(gòu)的剛度，位移反而變大了？
答：樸素的說剛度是單位力作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的位移大小，當單位水平力作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的位移就表征得是結(jié)構(gòu)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(gòu)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(guān)范圍的模型宏觀上其剛度增大，周期減小，但隨著結(jié)構(gòu)周期的減小，結(jié)構(gòu)各個周期對應(yīng)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(dǎo)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(dǎo)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。
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？
圖4
答：在slab計算參數(shù)中“板帶最小配筋率”設(shè)置為0.2%，程序按照該配筋率設(shè)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(yīng)不大的結(jié)構(gòu)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(yīng)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。
圖5
進一步發(fā)現(xiàn)，此位移比大于2情況在扭轉(zhuǎn)效應(yīng)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。
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？
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(yīng)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(gòu)造配筋，能不能只按板厚輸出配筋？
答：SlabCAD樓板設(shè)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(yīng)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(shè)計人員的預(yù)期可以通過修改該參數(shù)實現(xiàn)設(shè)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。
7、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。
8、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。
9、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？
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。可以這樣理解，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。
10、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？
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。
