1、鋼梁拼接處用內(nèi)力設(shè)計(jì)一般就能滿足設(shè)計(jì)要求,為什么還要采用等強(qiáng)設(shè)計(jì)?
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(jìn)行拼接位置節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)勢(shì)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(qiáng)風(fēng)強(qiáng)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(qiáng)設(shè)計(jì)是十分必要的。這里說(shuō)的概念設(shè)計(jì)是從抵抗不利情況出發(fā)的,我們?cè)谠O(shè)計(jì)時(shí)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(guò)概念設(shè)計(jì)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(shí)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(diǎn)是先于構(gòu)件破壞的,那么整個(gè)結(jié)構(gòu)成為機(jī)構(gòu),后果不堪設(shè)想。從規(guī)范角度來(lái)說(shuō),抗規(guī)8.2.8等條文也提到了等強(qiáng)連接設(shè)計(jì)以及強(qiáng)節(jié)點(diǎn)弱構(gòu)件的相關(guān)驗(yàn)算,足見(jiàn)節(jié)點(diǎn)的重要性。

2、根據(jù)門式剛架規(guī)范4.1.3條條文說(shuō)明“當(dāng)屋面均布荷載標(biāo)值取0.5KN/m2時(shí),可不考慮最不利布置”計(jì)算屋面連續(xù)檁條時(shí)活荷載取0.5kN/m2時(shí),就可以不考慮其最不利布置?
答:首先在考慮此條時(shí)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(shí)的人員荷載” 同時(shí)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(shuō)法是主要針對(duì)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(duì)于檁條、墻梁等圍護(hù)構(gòu)件的計(jì)算新版規(guī)范沒(méi)有單獨(dú)提出,舊版規(guī)程則提出“屋面構(gòu)件計(jì)算時(shí)的活荷載取值大于剛架構(gòu)件計(jì)算時(shí)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(jī)性,例如樓面或樓面各個(gè)房間在不同時(shí)間呈現(xiàn)不同的人員分布,屋面雪荷載隨著背陰、向陽(yáng)位置、遮擋及隨著太陽(yáng)位置的變化,對(duì)于雪的融化及再次凍結(jié)都會(huì)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(rèn)為人員及檢修荷載取到相應(yīng)數(shù)值時(shí)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(duì)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(jìn)行梁柱鉸接節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)時(shí),驗(yàn)算腹板螺栓受剪時(shí),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(dāng)螺栓列數(shù)大于2列時(shí),梁端剪力V和螺栓群中心會(huì)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(huì)根據(jù)此彎矩和剪力按照剪彎螺栓群進(jìn)行計(jì)算,采用下列公式進(jìn)行計(jì)算:
Nv=(M*x_max)/(Σx_i^2)+V/nbolt,當(dāng)Nv>N_v^b時(shí),程序則會(huì)調(diào)整螺栓直徑或增加螺栓個(gè)數(shù),再次計(jì)算,直到迭代計(jì)算滿足要求后,輸出最后的螺栓所受最大剪力Nv,所以此時(shí),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(gòu)門式鋼架設(shè)計(jì)自動(dòng)生成的柱腳圖中為什么沒(méi)有抗剪鍵?
答:程序在抗剪驗(yàn)算考慮設(shè)置抗剪鍵的,當(dāng)滿足V≤μN,其中μ為摩擦系數(shù),此時(shí)說(shuō)明底板摩擦力就能抵抗剪力,不需要設(shè)置抗剪鍵,同時(shí)在節(jié)點(diǎn)計(jì)算書(shū)中會(huì)輸出柱腳抗剪驗(yàn)算是否滿足要求的結(jié)果。

5、門式剛架出圖時(shí),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(dòng)剛度與梁線剛度的關(guān)系,即R≥25EIb/Lb,R為剛架梁柱節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)剛度,以保證梁柱節(jié)點(diǎn)能夠有足夠的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度。模型中梁線剛度比柱要大得多,造成驗(yàn)算結(jié)果不滿足,并且節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)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(jì)算的柱節(jié)點(diǎn)域內(nèi)斜加勁肋厚度就非常厚了,此時(shí)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(duì)梁柱做較大的調(diào)整時(shí),也要采取措施,增加由于梁柱之間未實(shí)現(xiàn)剛接時(shí),對(duì)于梁跨中部位的影響,應(yīng)適當(dāng)增大強(qiáng)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(dāng)某個(gè)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(jí)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(lái)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(lái)的2倍,然后計(jì)算得到相應(yīng)的結(jié)果,人工判斷強(qiáng)度和穩(wěn)定是否滿足要求,對(duì)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(jí)修改為降低一度之后的抗震等級(jí),再按照原來(lái)的地震動(dòng)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算即可。

7、有圍護(hù)結(jié)構(gòu)和無(wú)圍護(hù)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(hù)結(jié)構(gòu)擋風(fēng)面積嗎?
答:首先有無(wú)圍護(hù)結(jié)構(gòu)并不是封閉式和敞開(kāi)式的具體的判斷條件,還要根據(jù)開(kāi)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(kāi)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(guò)用戶定義的迎風(fēng)寬度和構(gòu)件高度確定風(fēng)荷載標(biāo)準(zhǔn)值大小,不會(huì)自動(dòng)考慮有無(wú)圍護(hù)的情況。通過(guò)Satwe等三維分析程序并不會(huì)的自動(dòng)判斷有無(wú)圍護(hù)結(jié)構(gòu)計(jì)算風(fēng)荷載受荷面積,需要人工調(diào)整風(fēng)荷載或通過(guò)定義鏤空層實(shí)現(xiàn)無(wú)圍護(hù)結(jié)構(gòu)的風(fēng)荷載正確統(tǒng)計(jì)。

2、計(jì)算部分

1、一個(gè)八層住宅模型,為何靠近頂部若干樓層的剪力墻也會(huì)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(lái)源也是來(lái)自地震作用,進(jìn)一步分析,該模型設(shè)防裂度7度,場(chǎng)地土類別四類,特征周期達(dá)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(shí)為0.75,此時(shí)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(jìn)一步加大,此時(shí)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(gè)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(kù),計(jì)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(kù)是增大了地下結(jié)構(gòu)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(shuō)剛度是單位力作用在結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生的位移大小,當(dāng)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(lái)描述,當(dāng)作用在結(jié)構(gòu)上的側(cè)向力相同時(shí),其位移大小當(dāng)然取決其剛度大小,但對(duì)于這兩個(gè)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(gè)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(gè)周期對(duì)應(yīng)的地震影響系數(shù)總體呈現(xiàn)增大趨勢(shì),地震作用水平隨之上升,外力增大,其側(cè)向位移等指標(biāo)就不一定是減小的趨勢(shì)。
2)同時(shí)兩個(gè)模型主要在于地震作用下的質(zhì)量差異上,如下圖:兩個(gè)模型由于一個(gè)存在外擴(kuò)的地下車庫(kù)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(gè)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(méi)有地震作用增大的多,所以側(cè)向位移u呈增大的趨勢(shì)。

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圖3

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

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圖4
答:在slab計(jì)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(huì)出現(xiàn)問(wèn)題中描述的情況,將該值改為0后,重新生成數(shù)據(jù)計(jì)算,板帶端部受壓鋼筋為0。

4、模型在計(jì)算位移比時(shí),考慮強(qiáng)制剛性樓板假定,最大位移和最小位移也出現(xiàn)在角點(diǎn)位置,為什么位移比指標(biāo)會(huì)出現(xiàn)大于2的情況?
答:根據(jù)扭轉(zhuǎn)位移比計(jì)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(hào),此時(shí)扭轉(zhuǎn)位移比δ_max/(δ_max+δ_min)/2,因此該值此時(shí)不會(huì)超過(guò)2,但隨著扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的進(jìn)一步加劇,剛性樓板上外邊緣,尤其是角點(diǎn)位置隨著剛性樓板轉(zhuǎn)角的增大,最小位移δ_min會(huì)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(diǎn)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(diǎn)其位移在y向是向下的,此時(shí)位移出現(xiàn)反號(hào),最大位移勢(shì)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(jìn)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(gè)普遍的現(xiàn)象,如下圖,建立一個(gè)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(jìn)行計(jì)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(gè)單層鋼筋混凝土框架廠房,高低跨,在第四標(biāo)準(zhǔn)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(wèn)題中提到的模型中的四層似乎是矛盾的,這恰恰是問(wèn)題所在,實(shí)際上四、五層只是在建模當(dāng)中由于需要布置荷載等原因進(jìn)行的分層,實(shí)際上其并不是嚴(yán)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(biāo)顯然是不合理的,如果認(rèn)為該模型為單層廠房,則樓層間受剪承載力之比問(wèn)題顯然就不存在了,如果認(rèn)為可在高低跨處分層,可單獨(dú)建立模型,輸入相應(yīng)荷載,比較與原模型的配筋,通過(guò)調(diào)整實(shí)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(shí)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(jì)參數(shù)中板帶計(jì)算配筋位置選為柱邊緣時(shí),程序取邊緣截面相應(yīng)板的厚度,有柱帽時(shí),還要疊加柱帽厚度,同時(shí)計(jì)算配筋彎矩從柱邊緣位置算起,板帶計(jì)算配筋位置選為柱帽邊緣時(shí),程序取柱帽邊緣樓板厚度,不會(huì)疊加柱帽厚度,但同時(shí)計(jì)算配筋彎矩從柱帽邊緣位置算起,彎矩變化后(通常是變。⿲(duì)于計(jì)算配筋也會(huì)產(chǎn)生影響。如果該參數(shù)符合設(shè)計(jì)人員的預(yù)期可以通過(guò)修改該參數(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的意圖,如果不符合的話,目前程序則不能改變?cè)撐恢玫陌鍘Ш穸取?/p>