钢结构基础知识38问

01 门式刚架问答查看挠度图时，可以看到剪力，但不知道挠度与预制构件截面有什么关系？

答：受弯预制构件的抗弯承载力为Mx/(γx*Wx)+My/(γy*Wy)≤f，其中W为截面阻力矩。 根据截面阻力矩，可以手动计算出近似截面。

02H型钢的平缝是如何规定的？

答：想怎么接就怎么接，哈哈……主要考虑的是挠度和/或弯矩的传递。 另外，在动载荷较大的地方，设计点焊节点时应特别注意平面连接。

03“刨削和顶升”。 刨好顶升后，是不是就不需要点焊了？

答：抛光紧固是一种传力方法，多用于承受动载荷的部位。 采用力传递方法来防止熔池疲劳裂纹。 有的要求抛光和密封，无需焊接，有的则需要焊接。 具体见图纸要求。

要求接触面白度不大于12.5，用千分尺检测接触面积。 刨、顶的目的是为了减少接触面的接触面积。 通常用于有一定水平位移的简支节点。 但这些节点应有其他连接方式（例如，如果主梁是顶升式的，则主梁可以使用螺栓卡扣）。

一般来说，这些接头需要对零件进行刨平和紧固，而不需要点焊。 如果需要点焊，刨紧后不利于钎焊时熔液的渗透，熔池质量会很差。 虽然钎焊部件无法打开，但斜角不需要拧紧。 夹紧和点焊是相互矛盾的，所以说先夹紧部位再钎焊是不准确的。

但也有可能出现紧钎焊的情况，即紧节点对其他自由度没有足够的约束，也没有其他零件提供约束。 可以在紧密的部位进行焊接，以限制其他方向的自由度。 这些熔池是一种安装熔池，不能完全焊接，更不能作为主要受力焊道。

04钢结构设计时，应力超过极限会有什么后果？

答：影响正常使用或外观的变形； 影响正常使用或耐用性的局部损坏（包括裂纹）； 振动影响正常使用； 其他影响正常使用的特殊情况。

05挤塑板有哪些作用？

答：挤塑热固性乙烯基（XPS）保温板是以热固性乙烯基树脂为主要原料，通过特殊工艺连续挤出发泡而成的硬质板材。 它具有独特、完美的闭孔蜂窝结构，是一种具有耐高压、防潮、气密、不吸水、耐腐蚀、导热系数低、质轻、且使用寿命长。

挤塑热固性乙烯基保温板作为装饰行业优质、低成本的防霉材料，广泛应用于墙体保温、低温仓储设施、停车平台、建筑混凝土屋顶和结构屋顶。

挤塑板具有优良耐用的特点：挤塑板性能稳定钢结构地脚丝，不易老化。 可使用30-50年。 具有优异的防潮性能，在高水蒸气压的环境下仍能保持较低的导热系数。 挤塑板具有无可比拟的保温性能：挤塑板具有闭孔结构，其闭孔率达到99%，因此具有良好的保温性能。

发泡聚氨酯虽然具有闭孔结构，但其闭孔率比挤塑板大，仅为80%左右。 挤塑板在保温性能、吸水性能、抗压硬度等方面均优于其他保温材料，因此其保温性能是其他保温材料所望尘莫及的。

挤塑板具有意想不到的抗压硬度：根据其型号长度的不同，挤塑板的抗压硬度可以达到150--500 kPa以上，而其他材料的抗压硬度只有150--300 kPa。明显看出其他材料的抗压硬度远高于挤塑板。

挤塑板具有万无一失的吸水性能：用于桥面和路堤下，可有效防止水渗透。 特别是在南方，可以减少霜冻的发生和受霜冻影响的土壤结冰，控制地面冻胀，有效阻挡地面空气受到冷空气的破坏。

06什么是泊松比？

旋转直径=√(转动惯量/面积)

偏转 = 估计宽度/旋转直径

答：结构的挠度λ=μl/i，i为旋转直径挠度。 从估算公式可以简单看出这个概念：挠度是预制构件的估算厚度与其对应的旋转直径的比值。

从该公式可以看出，挠度的概念考虑了预制构件的端部约束、预制构件本身的厚度以及预制构件的横截面特征。 挠度的概念对受压构件的稳定性估计具有重大影响，因为挠度较大的预制构件更容易变得不稳定。

你可以看一下轴压和弯曲预制构件的估算公式，它们都有与弯矩相关的参数。 张拉预制构件规范还规定了弯矩限制要求，这是为了保证预制构件在运输和安装过程中的挠度。 对于稳定性要求越高的预制构件，规范给出的稳定性极限越小。

07、弯曲工字梁受压主梁的屈曲是沿工字钢的弱轴还是强轴？

答：当荷载不大时，梁基本上在其最大挠度平面内弯曲。 但当荷载达到一定值时，梁会同时形成较大的侧弯和扭转变形，最终很快失去继续承载荷载的能力。 能力。 此时梁的整体失稳必然是横向偏转和弯曲。

解决方案大致有三种：

1）降低梁的侧向支撑点或减小侧向支撑点的宽度。

2）调整梁的截面，减小梁的横向惯性矩Iy或干脆减小受压主梁的长度（如叉车梁上的拱圈）。

3) 截面受梁端支座约束。 如果轴承能够提供旋转约束，那么梁的整体稳定性将大大增强。

08钢结构设计规范中为何没有拱圈扭转估算？

答：一般情况下，屋架都是开式截面（箱形截面除外），受扭截面的挠度比受弯截面的挠度小一个数量级左右，也就是说其抗扭能力约为弯曲的 1/10。 依靠纵梁来承受扭转是不经济的。 因此，一般采用结构来保证不扭转，所以钢结构设计规范中没有拱圈的扭转估算。

09在没有叉车的情况下使用砌体墙时，柱顶位移极限是h/100还是h/240？

答：轻钢法规确实很早就修正了这个限制。 主要原因是柱顶位移1/100不能保证墙体不开裂。 同时，如果墙体建在刚架内部（如内隔墙），我们在估算柱顶位移时，不考虑外墙对刚架翼缘的影响（夸张的比喻是框架剪切结构）。

10什么叫最大偏转平面？

答：最大偏转平面是绕强轴旋转的平面。 通常横截面上有两根轴，其中一根转动惯量较大，称为强轴，另一根为弱轴。

11 请问是否可以用直缝铁管代替无缝管？

答：理论上来说，铁管的结构应该是一样的，差别不是很大。 直缝工字钢不像无缝管那样规则。 工字钢的质心可能不在中心，因此作为压力预制构件使用时必须特别注意。 ，工字钢熔池出现缺陷的概率较高，重要零件无法替代无缝管。 无缝管受加工工艺限制，不能做得很薄（相同内径的无缝管平均壁厚比工字钢厚）。

很多时候，无缝管材的使用效率不如工字钢，特别是大半径管材。 无缝管与工字钢最大的区别在于它们用于压力二氧化碳或液体输送（DN）。

12剪切滞后和弯矩滞后有什么区别？ 它们各自的优点和缺点是什么？

答：弯矩滞后效应是结构工程中常见的热现象。 小到预制构件，大到裙楼建筑，都会存在弯矩滞后。

弯矩滞后，有时也称为剪切滞后，本质上是热科学中的圣维南原理。 具体表现为在一定的局部范围内，弯矩所能起到的作用是有限的，因此正挠度分布不均匀。 这些正挠度分布不均匀的现象称为剪切滞后。

在外壁上开孔制成的空心圆柱体也称为框架圆柱体。 开孔后，由于梁的变形，弯矩传递存在滞后现象，导致柱内正挠度分布呈抛物线形，称为弯矩滞后。

13、增加地脚螺钉锚固宽度对木柱受力有何影响？

答：预埋件轴向拉伸挠度分布不均匀，呈倒三角形分布。 下部轴向拉伸挠度最大，上部轴向拉伸挠度为0。 随着锚固深度的减小，挠度逐渐减小，最终在达到25～30倍半径时减小至0。 因此，减小锚固宽度是没有用的。 只要锚固宽度符合上述要求，且端部装有挂钩或锚板，一般不会破坏地基絮凝土。

14、偏转幅度判据和偏转比判据的优缺点以及各自的特点是什么？

答：多年来，钢结构的疲劳设计仍然基于挠度比准则。 在一定次数的载荷循环下，预制构件的疲劳硬度σmax与挠度比R代表的挠度循环特性密切相关。设计疲劳挠度允许值σmax引入安全系数[σmax] =即可求出f(R)。

将挠度限制在 [σmax] 内是挠度比标准。

由于钎焊结构用于承受疲劳载荷，工程界从实践中逐渐认识到，此类结构的疲劳硬度不是与挠度比R密切相关，而是与挠度幅值Δσ密切相关。 挠度幅值判据的估计公式为Δσ≤〔Δσ〕。

[Δσ]是允许的挠度幅度，它随施工细节和失效前的循环次数而变化。 由于结构内部存在残余挠度，钎焊结构的疲劳估计应基于挠度幅度。 对于非钎焊预制构件，对于R>=0的挠度周期，挠度幅值判据完全适用，因为有残余挠度的预制件与无残余挠度的预制件的疲劳硬度相差不大。 对于R

15哪些是镀锌的，哪些是热轧的？ 有什么区别？

答：热轧是将钢材在1000度以上的温度下用轧辊压出的过程。 一般板材小至2MM厚。 钢材高速加工时的变形热无法抵消因钢材面积减小而散发的热量。 也就是说，很难维持1000度以上的温度进行加工。 为了满足市场对更薄长度的需求，我们不得不牺牲镀锌这种高效且经济的加工方法，而采用常温炼钢，即热轧镀锌材料。

事实上，热轧带来了新的好处，例如加工硬化，增加了钢材的硬度，但它不适合焊接。 至少焊接区域的加工硬化被去除，高硬度消失了，恢复到镀锌钢的硬度。 冷弯字钢可以是热轧材料，如铁管，也可以是冷轧材料。 冷轧材料仍然是镀锌材料。 2MM厚度是一个标准。 镀锌材料最薄2MM厚钢结构地脚丝，冷轧材料最厚3MM。

16为什么要梁弯曲预制构件来估计面外和面内稳定性，但当坡度较小时，只能估计面内稳定性？

答案： 光束变得不稳定的唯一原因是超出平面。 不存在梁的面内不稳定性这样的事情。 对于柱，当存在轴力时，面外和面内的估计宽度不同，因此需要进行面内和面外失稳校核计算。 对于刚框架梁来说，尽管称为梁，但其部分内力始终是轴力。 因此，严格来说，其计算应采用柱模型，即压弯预制构件必须在平面内和平面外进行计算。 认为稳定。

但当外墙坡度较小时，轴力较小，可以忽略不计，因此可以采用梁模型，即不需要估计面内稳定性。 门规（P33，第6.1.6-1条）中的含义是指当外墙坡度较小时，角柱预制构件的硬度只需在平面内进行估算，但仍需在平面外被认为是稳定的。

17为什么次梁通常设计成与钢梁铰接？

答：次梁与钢梁刚性连接时，屋面同一位置左侧有相同荷载的次梁即可。 否则，次梁端剪力对于钢梁来说是平面外的扭转，必须估算抗扭力，其中涉及到扭转挠度、扇形惯性矩等。另外，刚性连接会减少施工工作量，现场点焊的工作量将大大减少。 得大于失，次梁通常没有必要不做刚性连接。

18、高强螺丝的宽度如何估算？

答：高强度螺丝的宽度=2个连接端板的长度+1个螺丝的长度+2个螺栓的长度+3个螺纹孔的宽度。

19屈曲后承载力的数学概念是什么？

答：屈曲后承载力主要是指预制构件局部屈曲后继续承载的能力。 主要发生在薄壁预制构件中，如冷弯薄壁工字钢。 估算时，采用有效长度法考虑屈曲后载荷。 承载能力。

屈曲后的承载能力主要取决于板的宽厚比和板边缘的约束条件。 宽厚比越大，约束越好，屈曲后的承载能力越高。 在分析方法上，现行国外标准主要采用有效长度法。 而且，各国标准在估算有效长度时考虑的影响因素也不同。

20什么是可塑算法？ 屈曲后硬度考虑因素有哪些？

答：塑性算法是指超静态确定的结构中，当虚部达到屈服硬度时发生塑性铰，从而达到重新分布塑性内力的目的，并且必须保证结构不产生变量或瞬态。系统。 考虑屈曲后硬度是指在弯曲预制构件的拱圈失去局部稳定性并充分利用其屈曲后硬度后，估算仍具有一定承载力的预制构件的方法。

21软钩叉车和硬钩叉车有什么区别？

答：软钩叉车：是指通过钢丝绳和吊钩提升重物。 硬钩叉车：是指通过刚体提升重物，如夹钳、耙子等。 硬钩叉车工作频繁。 运行速度高，卡车附带的刚性悬臂结构可防止起重物自由摆动。

22哪些叫刚性拱圈，哪些叫柔性主梁？

答：刚性主梁既能承受压力，又能承受拉力，通常采用双槽钢和圆管，而柔性主梁只能承受拉力，通常采用单型钢或圆管。

23延展性和应力之间有什么关系？

回答：

1）应力是预制构件受载后的变形量，即其位移值。

2）挠度用于表示预制构件在轴向力作用下的挠度。 “挠度应该是一种材料属性，它是任何预制构件的属性。预制构件在轴向力作用下的挠度可以通过挠度来判断。”

3）应力和泊松比是完全不同的概念。 挠度是构件的估计宽度与截面旋转直径的比率。 应力是预制构件受力后某一点的位移值。

24洪涝灾害的四个等级具体是如何界定的？

答：抗震等级：1、2、3、4级。抗震设防烈度：6、7、8、9度。 抗震设防类别：A、B、C、D。 洪水灾害等级：常发洪水、偶发洪水、罕见洪水、罕见洪水。

25角柱可以用作支撑吗？ 与其他支持有何不同？

回答：

1）角柱和支撑是两个结构概念。 角柱用于保证主梁断面的稳定性，而支撑则与钢架共同产生结构体系的稳定性，保证其变形和承载力满足要求。

2）主梁受压时，可用角柱作为主梁平面外的支点。 用于保证主梁的整体稳定性。

26钢结构轴拉预制构件设计时必须考虑哪些问题？

回答：

1）在不引起疲劳的静载荷作用下，残余挠度对拉杆的承载能力没有影响。

2）如果横拉杆截面发生突变，则变化点处的挠度分布不再均匀。

3) 拉杆设计应以屈服作为承载能力的极限状态。

4）极限承载力状态应从毛断面和净断面两方面考虑。

5）考虑净截面的效率。

27 如何估算钢柱的弹簧挠度？ 估算公式是什么？ 如何估算混凝土柱的弹簧挠度以及混凝土柱上有角柱时的弹簧挠度？ 估算公式是什么？

答：弹簧挠度是考虑木柱悬臂预制构件，在柱顶施加单位力，估算产生的横向位移。 这个位移就是弹簧的挠度，单位通常为KN/mm。 若有角柱，且无山墙方向约束，则弹簧挠度估算与悬臂预制构件相同。 在另一个方向上，由于柱顶有角柱，因此估算公式中的EI是该方向上所有柱的总和。

28 什么是纵梁效应？

答：在竖向荷载作用下，坡屋面门式刚架的运动趋势是屋脊向上移动，屋檐向外变形。 立面面板将以深梁和支撑门楣的形式抵抗这种变形趋势。

此时，外墙板承受弯矩，充当深梁的纵梁。 边缘过梁承受轴向力，并充当深梁的腹板。 事实上，外墙板的抗剪力远小于其抗弯力。

因此，纵梁效应是指纵梁板因其抗剪切挠度而对引起板平面内变形的荷载的抵抗力。 对于坡顶门式刚架，纵梁对竖向荷载的影响取决于女儿墙的坡度。 坡度越大，纵梁效应越明显； 而纵梁对抗水平荷载的作用则随着坡度的减小而减小。 减少。

纵梁单元构成了整个结构壁板效果。 墙板单元由两个刚架之间的纵梁板、边缘预制构件及连接件、中间预制构件组成。 边缘预制构件是指相邻的两根刚架梁和侧屋架（屋脊、檐楣），中间预制构件是指中楣。 纵梁效应的主要性能指标是硬度和挠度。

29 规范8.5.6规定，对于叉车梁的纵向支腿肋，着陆弧应位于肋的上端。 这是什么意思？

答：指伸臂筋端部必须采用连续焊接，如角焊、环焊等，避免主梁出现疲劳裂纹。

30箱立柱中架子最后一个熔池点焊是如何进行的？

答：采用电渣焊和钎焊，质量容易保证！

31悬臂梁和悬臂柱的估计宽度系数不同。 如何解释？

答：悬臂梁的预计宽度系数为1.0，悬臂柱的预计宽度系数为2.0。 木柱是弯曲的预制构件，或者只是受到压力。 必须考虑稳定系数，所以取2。这应该是梁弯曲时的差值。

32设计时应力不符合规范。 是否可以使用拱形来确保这一点？

回答：

1）结构控制模数，按正常使用极限状态设计。 对于钢结构来说，过大的应力很容易影响外墙的排水，引起人们的焦虑感。 对于混凝土结构，过大的应力会导致耐久性的局部破坏（包括混凝土开裂）。 笔者认为，上述因建筑结构荷载过大而造成的损坏，可以通过起拱的方式来解决。

2）有些结构容易发生拱拱，如双坡门式刚架梁。 如果绝对热阻超过极限，可在生产时通过加强外墙坡度来调整。 有些结构不容易形成拱形。 例如，对于大跨梁，如果相对刚度超过极限，则每个梁段都必须拱形，因为拱形梁拼接后是折线，模量变形为曲线。 很难形成两条线。 重叠会导致外墙不平整。 对于框架扁梁来说，成拱比较困难，扁梁不能做成圆弧。

3）如果计划使用拱形来增加荷载控制结构的用钢量，则应力控制规定将会增加。 此时必须控制活载作用下的应力，而恒载引起的应力则通过起拱来保证。 。

33钢结构柱中心置浆托板方式有哪些？

答：钢结构柱安装采用中置泥浆托盘法，省工省时。 施工精度可控制在2mm以内，综合效率可提高20%以上。

施工步骤如下：

1）按施工图进行钢柱基础施工（与一般施工方法相同）。 基础内侧低于钢柱底面安装标高30～50mm，为中心浆托板的放置做好准备。

2）根据钢柱自重Q、螺栓预紧力F、基础混凝土承压硬度P，估算最小受压面积Amin。

3）用长度为10或12毫米的厚板制作圆形或方形的中心浆托板。 其面积不应大于最小承压面积Amin的两倍。

4) 将浆料放置在已完成的基础上，并放置中央浆料支撑板。 施工时需要使用水平仪、水平仪等工具进行精确检查，保证中心托盘的水平度，保证托盘中心与安装轴线一致，保证托盘内标高与钢柱底面安装标高一致。

5）当座浆混凝土硬度达到设计硬度75%以上时，钢柱吊装。 钢柱可直接吊装，通过调整地脚螺钉进行调平。

6）二次灌浆宜采用无收缩混凝土或微膨胀混凝土。 进行二次灌浆。

34 预制构件轴压弯曲屈曲采用小应力和大应力理论。 小应力理论和小变形理论有什么区别？

答：小变形理论是指结构变形后几何规格的变化可以忽略不计，仍然按照变形前的规格估算内力！ 这里的变化包括所有变化：拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转及其组合。 小应力理论认为位移很小，是一个几何线性问题。 它可以通过应力曲线多项式来近似。 因此构造能量，推导稳定系数，变形曲率可以近似为y”=1/ρ！

用“Y”代替曲率，就是用来分析弹性杆的小应力理论。 带弹簧的刚性杆的情况并非如此。 而且，用大应力理论来分析并不意味着屈曲后就可以减小载荷。 例如，如果圆锥壳受到压力，则屈曲后只能在较低载荷下保持稳定。 简单地说，小应力理论只能得到临界载荷，而不能确定临界载荷下或屈曲后的稳定性。 大应力理论可以解决后屈曲特性。

35什么是二阶剪力和二阶弹塑性分析？

答：对于很多结构，常常采用未修改的结构作为估计图形进行分析，得到的结果足够准确。 此时得到的变形与载荷呈线性关系。 这些分析方法称为几何线性分析，也称为一阶（FirstOrder）分析。

对于某些结构，必须以修正后的结构为估算基础进行内力分析，否则所得结果偏差会较大。 此时，获得的变形与载荷之间的关系是非线性的。 这些分析方法称为几何非线性分析，也称为二阶（SecondOrder）分析。 以修正结构为估计基础，考虑材料的弹塑性（材料非线性）进行结构分析，属于二阶弹塑性分析。

36什么是“包金格效应”，它对钢结构设计影响大吗？

答：包辛格效应是材料停止加载后达到塑性变形后留下的不可恢复的变形。 这些变形是塑性变形。 可以想象这些变形是否会对结构产生影响。

37、什么是层层钢铁之泪？

答：厚板的层状撕裂通常发生在板材厚度方向存在较大的拉伸挠度时。 点焊节点处，熔池冷却时会发生收缩变形。 如果薄板或没有变形约束，厚板就会变形并释放挠度。

但如果板很厚或有外伸筋，板就会受到相邻板的约束而不能自由变形，从而在垂直于表面的方向上产生较大的挠度。 在强约束区域，熔池收缩引起的局部挠度可能是材料屈服极限的数倍，造成厚板的层状撕裂。

38 钢或钢结构在什么情况下会发生延性断裂？

答：钢材或钢结构的延性断裂是指挠度高于钢材的伸长硬度或屈服硬度时突然发生的破坏。 钢结构尤其是点焊结构，由于钢材材质、加工制造、焊接等质量和结构原因，常常会出现类似于裂纹的缺陷。

延性断裂大多是由于这种缺陷的发展和裂纹的不稳定扩展而发生的。 当裂纹平缓扩展到一定程度时，断裂扩展速度非常快。 脆性断裂前没有任何征兆，损坏突然发生。