鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)必須熟知的32個(gè)知識(shí)點(diǎn)

1. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，撓度超出限值，會(huì)后什么后果？

影響正常使用或外觀的變形；影響正常使用或耐久性能的局部損壞（包括裂縫）；影響正常使用的振動(dòng)；影響正常使用的其它特定狀態(tài)。

2. 采用直縫鋼管代替無(wú)縫管，不知能不能用？

結(jié)構(gòu)用鋼管中理論上應(yīng)該是一樣，區(qū)別不是很大，直縫焊管不如無(wú)縫管規(guī)則，焊管的形心有可能不在**，所以用作受壓構(gòu)件時(shí)尤其要注意，焊管焊縫存在缺陷的機(jī)率相對(duì)較高，重要部位不可代替無(wú)縫管，無(wú)縫管受加工工藝的限制管壁厚不可能做的很薄（相同管徑的無(wú)縫管平均壁厚要比焊管厚），很多情況下無(wú)縫管材料使用效率不如焊管，尤其是大直徑管。

無(wú)縫管與焊管**的區(qū)別是用在壓力氣體或液體傳輸上（DN）。

3. 什么是長(zhǎng)細(xì)比？

結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)細(xì)比λ＝μl/i，i為回轉(zhuǎn)半徑。概念可以簡(jiǎn)單的從計(jì)算公式可以看出來(lái)：長(zhǎng)細(xì)比即構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度與其相應(yīng)回轉(zhuǎn)半徑的比值。從這個(gè)公式中可以看出長(zhǎng)細(xì)比的概念綜合考慮了構(gòu)件的端部約束情況，構(gòu)件本身的長(zhǎng)度和構(gòu)件的截面特性。長(zhǎng)細(xì)比這個(gè)概念對(duì)于受壓桿件穩(wěn)定計(jì)算的影響是很明顯的，因?yàn)殚L(zhǎng)細(xì)比越大的構(gòu)件越容易失穩(wěn)。可以看看關(guān)于軸壓和壓彎構(gòu)件的計(jì)算公式，里面都有與長(zhǎng)細(xì)比有關(guān)的參數(shù)。對(duì)于受拉構(gòu)件規(guī)范也給出了長(zhǎng)細(xì)比限制要求，這是為了保證構(gòu)件在運(yùn)輸和安裝狀態(tài)下的剛度。對(duì)穩(wěn)定要求越高的構(gòu)件，規(guī)范給的穩(wěn)定限值越小。

4. 長(zhǎng)細(xì)比和撓度是什么關(guān)系呢？

1. 撓度是加載后構(gòu)件的的變形量，也就是其位移值。

2. 細(xì)比用來(lái)表示軸心受力構(gòu)件的剛度" 長(zhǎng)細(xì)比應(yīng)該是材料性質(zhì)。任何構(gòu)件都具備的性質(zhì)，軸心受力構(gòu)件的剛度，可以用長(zhǎng)細(xì)比來(lái)衡量。

3.撓度和長(zhǎng)細(xì)比是**不同的概念。長(zhǎng)細(xì)比是桿件計(jì)算長(zhǎng)度與截面回轉(zhuǎn)半徑的比值。撓度是構(gòu)件受力后某點(diǎn)的位移值。

5. 撓度在設(shè)計(jì)時(shí)不符合規(guī)范，用起拱來(lái)保證可不可以這樣做？

1、結(jié)構(gòu)對(duì)撓度進(jìn)行控制，是按正常使用極限狀態(tài)進(jìn)行設(shè)計(jì)。對(duì)于鋼結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，撓度過(guò)大容易影響屋面排水、給人造成恐懼感，對(duì)于混凝土結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)撓度過(guò)大，會(huì)造成耐久性的局部破壞（包括混凝土裂縫）。我認(rèn)為，因建筑結(jié)構(gòu)撓度過(guò)大造成的以上破壞，都能通過(guò)起拱來(lái)解決。

2、有些結(jié)構(gòu)起拱很容易，比如雙坡門(mén)式剛架梁，如果**撓度超限，可以在制作通過(guò)加大屋面坡度來(lái)調(diào)整。有些結(jié)構(gòu)起拱不太容易，比如對(duì)于大跨度梁，如果相對(duì)撓度超限，則每段梁都要起拱，由于起拱梁拼接后為折線，而撓度變形為曲線，兩線很難重合，會(huì)造成屋面不平。對(duì)于框架平梁則更難起拱了，總不能把平梁做成弧行的。

3、假如你準(zhǔn)備用起拱的方式，來(lái)降低由撓度控制的結(jié)構(gòu)的用鋼量，撓度控制規(guī)定要降低，這時(shí)必須控制活載作用下的撓度，恒載產(chǎn)生的撓度用起拱來(lái)保證。

6. 受彎工字梁的受壓翼緣的屈曲，是沿著工字梁的弱軸方向屈曲，還是強(qiáng)軸方向屈曲？

當(dāng)荷載不大時(shí)，梁基本上在其**剛度平面內(nèi)彎曲，但當(dāng)荷載大到一定數(shù)值后，梁將同時(shí)產(chǎn)生較大的側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，**很快的喪失繼續(xù)承載的能力。此時(shí)梁的整體失穩(wěn)必然是側(cè)向彎扭彎曲。

解決方法大致有三種：

1、增加梁的側(cè)向支撐點(diǎn)或縮小側(cè)向支撐點(diǎn)的間距；

2、調(diào)整梁的截面，增加梁側(cè)向慣性矩Iy或單純?cè)黾邮軌阂砭墝挾龋ㄈ绲踯?chē)梁上翼緣）；

3、梁端支座對(duì)截面的約束，支座如能提供轉(zhuǎn)動(dòng)約束，梁的整體穩(wěn)定性能將大大提高。

7. 屈曲后承載力的物理概念是什么？

屈曲后的承載力主要是指構(gòu)件局部屈曲后仍能繼續(xù)承載的能力，主要發(fā)生在薄壁構(gòu)件中，如冷彎薄壁型鋼，在計(jì)算時(shí)使用有效寬度法考慮屈曲后的承載力。屈曲后承載力的大小主要取決于板件的寬厚比和板件邊緣的約束條件，寬厚比越大，約束越好，屈曲后的承載力也就越高。在分析方法上，目前國(guó)內(nèi)外規(guī)范主要是使用有效寬度法。但是各國(guó)規(guī)范在計(jì)算有效寬度時(shí)所考慮的影響因素有所不同。

8. 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中為什么沒(méi)有鋼梁的受扭計(jì)算？

通常情況下，鋼梁均為開(kāi)口截面（箱形截面除外），其抗扭截面模量約比抗彎截面模量小一個(gè)數(shù)量級(jí)，也就是說(shuō)其受扭能力約是受彎的1/10，這樣如果利用鋼梁來(lái)承受扭矩很不經(jīng)濟(jì)。于是，通常用構(gòu)造保證其不受扭，故鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中沒(méi)有鋼梁的受扭計(jì)算。

9. 無(wú)吊車(chē)采用砌體墻時(shí)的柱頂位移限值是h/100還是h /240？

輕鋼規(guī)程確實(shí)已經(jīng)勘誤過(guò)此限值，主要是1/100的柱頂位移不能保證墻體不被拉裂。同時(shí)若墻體砌在剛架內(nèi)部（如內(nèi)隔墻），我們計(jì)算柱頂位移時(shí)是沒(méi)有考慮墻體對(duì)剛架的嵌固作用的（夸張一點(diǎn)比喻為框剪結(jié)構(gòu)）。

10. 什么叫做**剛度平面？

**的剛度平面就是繞強(qiáng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)平面，一般截面有兩條軸，其中繞其中一條的轉(zhuǎn)動(dòng)慣性矩大，稱為強(qiáng)軸，另一條就為弱軸。

11. 剪切滯后和剪力滯后有什么區(qū)別嗎？它們各自的側(cè)**是什么？

剪力滯后效應(yīng)在結(jié)構(gòu)工程中是一個(gè)普遍存在的力學(xué)現(xiàn)象，小*一個(gè)構(gòu)件，大*一棟超高層建筑，都會(huì)有剪力滯后現(xiàn)象。剪力滯后，有時(shí)也叫剪切滯后，從力學(xué)本質(zhì)上說(shuō)，是圣維南原理，具體表現(xiàn)是在某一局部范圍內(nèi)，剪力所能起的作用有限，所以正應(yīng)力分布不均勻，把這種正應(yīng)力分布不均勻的現(xiàn)象叫剪切滯后。

墻體上開(kāi)洞形成的空腹筒體又稱框筒，開(kāi)洞以后，由于橫梁變形使剪力傳遞存在滯后現(xiàn)象，使柱中正應(yīng)力分布呈拋物線狀，稱為剪力滯后現(xiàn)象。

12. 地腳螺栓錨固長(zhǎng)度加長(zhǎng)會(huì)對(duì)柱子的受力產(chǎn)生什么影響？

錨栓中的軸向拉應(yīng)力分布是不均勻的，成倒三角型分布，上部軸向拉應(yīng)力**，下部軸向拉應(yīng)力為０。隨著錨固深度的增加，應(yīng)力逐漸減小，**達(dá)到25～30倍直徑的時(shí)候減小為0。因此錨固長(zhǎng)度再增加是沒(méi)有什么用的。只要錨固長(zhǎng)度滿足上述要求，且端部設(shè)有彎鉤或錨板，基礎(chǔ)混凝土一般是不會(huì)被拉壞的。

13. 高強(qiáng)螺栓長(zhǎng)度如何計(jì)算的？

高強(qiáng)螺栓螺桿長(zhǎng)度=2個(gè)連接端板厚度+一個(gè)螺帽厚度+2個(gè)墊圈厚度+3個(gè)絲口長(zhǎng)度。

14. 應(yīng)力幅準(zhǔn)則和應(yīng)力比準(zhǔn)則的異同及其各自特點(diǎn)？

長(zhǎng)期以來(lái)鋼結(jié)構(gòu)的疲勞設(shè)計(jì)一直按應(yīng)力比準(zhǔn)則來(lái)進(jìn)行的。對(duì)于一定的荷載循環(huán)次數(shù)，構(gòu)件的疲勞強(qiáng)度σmax和以應(yīng)力比R為代表的應(yīng)力循環(huán)特征密切相關(guān)。對(duì)σmax引進(jìn)安全系數(shù),即可得到設(shè)計(jì)用的疲勞應(yīng)力容許值〔σmax〕=f(R)。把應(yīng)力限制在〔σmax〕以內(nèi),這就是應(yīng)力比準(zhǔn)則。

自從焊接結(jié)構(gòu)用于承受疲勞荷載以來(lái)，工程界從實(shí)踐中逐漸認(rèn)識(shí)到和這類結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度密切相關(guān)的不是應(yīng)力比R,而是應(yīng)力幅Δσ。應(yīng)力幅準(zhǔn)則的計(jì)算公式是Δσ≤〔Δσ〕。

Δσ〕是容許應(yīng)力幅,它隨構(gòu)造細(xì)節(jié)而不同，也隨破壞前循環(huán)次數(shù)變化.焊接結(jié)構(gòu)疲勞計(jì)算宜以應(yīng)力幅為準(zhǔn)則,原因在于結(jié)構(gòu)內(nèi)部的殘余應(yīng)力.非焊接構(gòu)件。對(duì)于R >=0的應(yīng)力循環(huán),應(yīng)力幅準(zhǔn)則**適用,因?yàn)橛袣堄鄳?yīng)力和無(wú)殘余應(yīng)力的構(gòu)件疲勞強(qiáng)度相差不大。對(duì)于R<0的應(yīng)力循環(huán),采用應(yīng)力幅準(zhǔn)則則偏于安全較多。

15. 為什么梁應(yīng)壓彎構(gòu)件進(jìn)行平面外平面內(nèi)穩(wěn)定性計(jì)算，坡度較小時(shí)可僅計(jì)算平面內(nèi)穩(wěn)定性即可？

梁只有平面外失穩(wěn)的形式。從來(lái)就沒(méi)有梁平面內(nèi)失穩(wěn)這一說(shuō)。對(duì)柱來(lái)說(shuō)，在有軸力時(shí)，平面外和平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度不同，才有平面內(nèi)和平面外的失穩(wěn)驗(yàn)算。對(duì)剛架梁來(lái)說(shuō)，盡管稱其為梁，其內(nèi)力中多少總有一部分是軸力，所以它的驗(yàn)算嚴(yán)格來(lái)講應(yīng)該用柱的模型，即按壓彎構(gòu)件的平面內(nèi)平面外都得算穩(wěn)定。但當(dāng)屋面坡度較小時(shí)，軸力較小，可忽略，故可用梁的模型，即不用計(jì)算平面內(nèi)穩(wěn)定。門(mén)規(guī)中的意思（P33, 第6.1.6-1條）是指在屋面坡度較小時(shí)，斜梁構(gòu)件在平面內(nèi)只需計(jì)算強(qiáng)度，但在平面外仍需算穩(wěn)定。

16. 為何次梁一般設(shè)計(jì)成與主梁鉸接？

如果次梁與主梁剛接，主梁同一位置兩側(cè)都有同荷載的次梁還好，沒(méi)有的話次梁端彎矩對(duì)于主梁來(lái)說(shuō)平面外受扭，還要計(jì)算抗扭，牽扯到抗扭剛度，扇性慣性矩等。另外剛接要增加施工工作量,現(xiàn)場(chǎng)焊接工作量大大增加，得不償失，一般沒(méi)必要次梁不作成剛接。

17. 什么是塑性算法？什么是考慮屈曲后強(qiáng)度？

塑性算法是指在超靜定結(jié)構(gòu)中按預(yù)想的部位達(dá)到屈服強(qiáng)度而出現(xiàn)塑性鉸，進(jìn)而達(dá)到塑性內(nèi)力重分布的目的，且必須保證結(jié)構(gòu)不形成可變或瞬變體系。考慮屈曲后強(qiáng)度是指受彎構(gòu)件的腹板喪失局部穩(wěn)定后仍具有一定的承載力，并充分利用其屈曲后強(qiáng)度的一種構(gòu)件計(jì)算方法。

18. 什么叫剛性系桿，什么叫柔性系桿？

剛性系桿即可以受壓又可以受拉，一般采用雙角鋼和圓管，而柔性系桿只能受拉，一般采用單角鋼或圓管。

19. 隅撐能否作為支撐嗎？和其他支撐的區(qū)別？

1、隅撐和支撐是兩個(gè)結(jié)構(gòu)概念。隅撐用來(lái)確保鋼梁截面穩(wěn)定，而支撐則是用來(lái)與鋼架一起形成結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定，并保證其變形及承載力滿足要求。

2、隅撐可以作為鋼梁受壓翼緣平面外的支點(diǎn)。它是用來(lái)保證鋼梁的整體穩(wěn)定性的。

20. 鋼結(jié)構(gòu)軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)須考慮什么？

1、在不產(chǎn)生疲勞的靜力荷載作用下，殘余應(yīng)力對(duì)拉桿的承載力沒(méi)有影響。

2、拉桿截面如果有突然變化，則應(yīng)力在變化處的分布不再是均勻的。

3、設(shè)計(jì)拉桿應(yīng)該以屈服作為承載力的極限狀態(tài)。

4、承載力極限狀態(tài)要從毛截面和凈截面兩方面來(lái)考慮。

5、要考慮凈截面的效率。

21. 鋼柱的彈簧剛度怎么計(jì)算？計(jì)算公式是什么？混凝土柱的彈簧剛度和混凝土柱上有圈梁時(shí)的彈簧剛度怎么計(jì)算?計(jì)算公式是什么？

彈簧剛度是考慮將柱子按懸臂構(gòu)件，在柱頂作用一單位力，計(jì)算出所引起的側(cè)移，此位移就是彈簧剛度，單位一般是KN/mm。如果有圈梁的情況，在無(wú)圈梁約束的方向，彈簧剛度計(jì)算同懸臂構(gòu)件，在另一個(gè)方向，因?yàn)橹斢腥α海杂?jì)算公式中的EI為該方向所有柱的總和。

22. 什么是蒙皮效應(yīng)？

在垂直荷載作用下，坡頂門(mén)式剛架的運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)是屋脊向下、屋檐向外變形。屋面板將與支撐檁條一起以深梁的形式來(lái)抵抗這一變形趨勢(shì)。這時(shí)，屋面板承受剪力，起深梁的腹板的作用。而邊緣檁條承受軸力起深梁翼緣的作用。顯然，屋面板的抗剪切能力要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于其抗彎曲能力。所以，蒙皮效應(yīng)指的是蒙皮板由于其抗剪切剛度對(duì)于使板平面內(nèi)產(chǎn)生變形的荷載的抵抗效應(yīng)。對(duì)于坡頂門(mén)式剛架，抵抗豎向荷載作用的蒙皮效應(yīng)取決于屋面坡度，坡度越大蒙皮效應(yīng)越顯著；而抵抗水平荷載作用的蒙皮效應(yīng)則隨著坡度的減小而增加。

構(gòu)成整個(gè)結(jié)構(gòu)蒙皮效應(yīng)的是蒙皮單元。蒙皮單元由兩榀剛架之間的蒙皮板、邊緣構(gòu)件和連接件及中間構(gòu)件組成。邊緣構(gòu)件是指兩相鄰的剛架梁和邊檁條（屋脊和屋檐檁條），中間構(gòu)件是指中間部位檁條。蒙皮效應(yīng)的主要性能指標(biāo)是強(qiáng)度和剛度。

23. 軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲采用小撓度和大撓度理論，我想知道小撓度和小變形理論有什么區(qū)別？

小變形理論是說(shuō)結(jié)構(gòu)變形后的幾何尺寸的變化可以不考慮，內(nèi)力計(jì)算時(shí)仍按變形前的尺寸！這里的變形包括所有的變形：拉、壓、彎、剪、扭及其組合。小撓度理論認(rèn)為位移是很小的，屬于幾何線性問(wèn)題，可以用一個(gè)撓度曲線方程去近似，從而建立能量，推導(dǎo)出穩(wěn)定系數(shù)，變形曲率可近似用y”=1/ρ代替！用y”來(lái)代替曲率，是用來(lái)分析彈性桿的小撓度理論。在帶彈簧的剛性桿里，就不是這樣了。還有，用大撓度理論分析，并不代表屈曲后，荷載還能增加，比如說(shuō)圓柱殼受壓，屈曲后只能在更低的荷載下保持穩(wěn)定。簡(jiǎn)單的說(shuō)，小撓度理論只能得到臨界荷載，不能判斷臨界荷載時(shí)或者屈曲后的穩(wěn)定。大撓度理論可以解出屈曲后性能。

24. 什么是二階彎矩，二階彈塑性分析？

對(duì)很多結(jié)構(gòu)，常以未變形的結(jié)構(gòu)作為計(jì)算圖形進(jìn)行分析，所得結(jié)果足夠**。此時(shí)，所得的變形與荷載間呈線性關(guān)系，這種分析方法稱為幾何線性分析，也稱為一階(First Order)分析。而對(duì)有些結(jié)構(gòu)，則必須以變形后的結(jié)構(gòu)作為計(jì)算依據(jù)來(lái)進(jìn)行內(nèi)力分析，否則所得結(jié)果誤差就較大。這時(shí)，所得的變形與荷載間的關(guān)系呈非線性分析。這種分析方法稱為幾何非線性分析，也稱為二階(Second Order)分析。以變形后的結(jié)構(gòu)作為計(jì)算依據(jù)，并且考慮材料的彈塑性（材料非線性）來(lái)進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，就是二階彈塑性分析。

25. 什么是”鮑辛格效應(yīng)“，它對(duì)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的影響大嗎?

鮑辛格效應(yīng)就是在材料達(dá)到塑性變形后，歇載后留下的不可恢復(fù)的變形，這種變形是塑性變形，這種變形對(duì)結(jié)構(gòu)是否有影響當(dāng)然是可想而知的！

26. “刨平頂緊”，刨平頂緊后就不用再焊接了嗎？

磨光頂緊是一種傳力的方式，多用于承受動(dòng)載荷的位置。為避免焊縫的疲勞裂紋而采取的一種傳力方式。有要求磨光頂緊不焊的，也有要求焊的。看具體圖紙要求。接觸面要求光潔度不小于12.5，用塞尺檢查接觸面積。刨平頂緊目的是增加接觸面的接觸面積，一般用在有一定水平位移、簡(jiǎn)支的節(jié)點(diǎn)，而且這種節(jié)點(diǎn)都應(yīng)該有其它的連接方式（比如翼緣頂緊，腹板就有可能