PKPM钢结构知识库

结构在安装过程中就有可能出现基础被翘起、混凝土柱顶位移过大、柱身出现裂缝、钢梁挠度过大等问题。而在分析钢梁时,把钢梁两端视为固定铰支座或建两根很短的下端刚接柱作为支座都会夸大混凝土柱对钢梁的约束作用,导致钢梁轴力增大、跨中弯矩减小、挠度减小等不真实情况,这时往往会出现安装后的钢梁的挠度要大于计算挠度、钢梁有可能整体屈服失稳、局部压屈等不安全问题;

整体分析时,分析模型要与连接构造处理相对应。混凝土柱与钢梁的铰接连接处理一般存在三种连接构造处理:① 完全抗剪连接构造,这种连接构造能够把梁端的推力以剪力的方式完全传递给混凝土柱;② 完全滑移连接构造,这种连接构造容许梁端相对混凝土柱顶自由滑移,梁端的推力由于相对的滑移而释放,作用力不传递给混凝土柱;③ 介于以上二者之间的部分滑移连接构造,这种连接构造容许梁端相对混凝土柱顶有一定的滑移量,梁端的推力由于相对的滑移而部分释放,剩余作用力以剪力的方式传递给混凝土柱。 在STS软件中,可以设置以上三类混凝土柱托梁的连接形式,并可以绘制对应的施工图处理。

门式刚架变截面梁定义尺寸与放样尺寸是如何对应的?

日期:2011-6-13 点击:46

截面定义中的定义梁端头截面高度,对应的为梁、柱轴线汇交点位置的截面高度,在施工图设计时,根据端板平置、竖直等不同的连接形式,需要对构件的端部进行切割。由于切割可能会导致实际构件的长度和端部高度的变化,比如在门式刚架中,对柱顶的切割导致变截面梁大头高度差异:

由于放样导致了变截面梁的大头高度变小。如果采用端版平置的连接方式,则是柱的大头高度变化。最后的构件表的输出则是按照放样以后的构件尺寸输出,所以可能会和原定义尺寸出现差异,这个并不是程序的错误。实际加工时应按照放样尺寸来进行,否则与计算模型会有所偏差。

屋架建模时支座杆的如何模拟?

日期:2011-6-13 点击:42

对于简支的屋架结构,单独计算屋架时,需要设立支座来模拟柱对屋架的支撑作用。对于不同支座的设置方式,对于屋架的分析结果影响较大。

设置方式一,把支座直接设置在桁架下弦节点位置(如图(a)所示),这种设置方式支座对下弦两端点提供一个刚性约束,会完全约束住下弦的变形,下弦内力分析结果、桁架的整体竖向变形都会严重偏小,这是一种不合理的支座设置方式。

设置方式二,布置下端刚接上端铰接的小短柱来模拟支座(如图(b)所示),这种设置方式小短柱由于有一定的抗侧刚度,会对下弦两端点提供一个弹性约束,而且随着支座小短柱截面大小的调整、长度的变化,支座约束刚度就会发生变化,桁架下弦内力分析结果、桁架的整体竖向变形也都会随之发生变化,这也是一种不合理的支座设置方式。

(a) 支座设置下弦 (b)带下端刚接小短柱支座

(c) 两端铰接小短柱支座 (d) 小短柱一侧带滑动支座

桁架支座设置方式

设置方式三,布置两端铰接的小短柱来模拟支座(如图(c)所示),这种设置方式看似整个结构是个机构,实际STS二维分析程序在处理两端铰接杆时,赋予了非常小的抗弯刚度(10级别),这样结构分析能够进行下去,而且支座杆对桁架只提供竖向约束,水平约束完全释放,桁架下弦根据自身的受力自由得伸缩,桁架下弦内力分析结果、桁架的整体竖向变形也不会受支座杆的影响,这种支座设置方式是合理的。 设置方式四,布置下端刚接上端铰接的小短柱来模拟支座,在一侧小短柱顶设置滑动支座(如图(d)所示),这种设置方式达到的效果与设置方式三是一样的,支座杆对桁架只提供竖向约束,水平约束完全释放,这种支座设置方式也是合理的。

对铰接桁架在实际结构中受力状态分析,排除柱顶设置滑动支座情况,其他情况下,下面的实际支撑柱是会对桁架提供一定的约束的,但约束刚度可能达不到支座设置方式一、方式二的约束刚度,因此如果按支座设置方式一、方式二计算出来的结果是偏于不安全的。而按方式三、方式四的计算,完全不考虑支座约束刚度,对桁架的计算结果是偏于安全的,因此一般单独设计铰接桁架,支座设置方式可以选用方式三、方式四,不能选用方式一、方式二。也可以采用排架柱根据其真实的截面、高度与桁架整体建模分析,这样可以反映真实的排架柱对桁架的约束刚度。

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净截面系数如何取值?

日期:2011-6-13点击:

净截面系数是考虑到构件表面打孔等处理导致截面削弱时,导致的被削弱断面的应力增大。所以在钢结构规范中给出的正应力计算中采用的是净截面,即开孔削弱后的截面。程序在设计时,采用一个近似的净截面系数来考虑截面的削弱,净截面系数仅影响强度计算,稳定计算还是用全截面特性验算。强度计算时净截面系数对面积、抵抗矩同时折减。

对于净截面系数的取值,对于一般的框架结构,如果没有特殊开孔,仅连接螺栓孔情况,可以偏于安全的取净截面系数0.85,如果有特殊开孔,看开孔位置,如果是在受力较大的控制截面位置,需要按实际开孔的削弱情况计算净截面系数。对于门式刚架结构,通过端板连接,螺栓孔在端板上,构件上不打孔的情况下,净截面系数可以适当取大一些,如取0.95

设计压型钢板与混凝土组合楼板时,输入的板厚是否包括压型钢板的波高?

日期:2011-6-14 点击:75

压型钢板组合楼盖,在框架建模时输入的楼板厚度是不含肋高的最薄位置厚度。在压型钢板施工阶段验算时,程序会自动考虑凹槽部分和压型钢板的重量。

使用阶段计算或荷载导算时,还是按输入的楼面恒活荷载进行计算,如果在“荷载设置”选择“自动计算现浇板自重”,则仅考虑了输入的厚度计算自重,不含凹槽部分和压型钢板的重量。因此对于组合楼盖情况,不应选择“自动计算现浇板自重”,应把结构层的重量自行作为楼面恒载输入(可以按平均厚度计算结构层的重量)。

组合梁应力图上数值意义是什么?为什么简支组合梁第一个数值为0?

日期:2011-6-14 点击:21

在SATWE三维分析的应力图输出,对于组合梁上三个数值代表的意义如下:

R1表示组合梁负弯矩区段弯矩与组合梁承载力的比值; R2表示组合梁正弯矩区段弯矩与组合梁承载力的比值; R3表示组合梁最大作用剪力与抗剪承载力的比值。 简支组合梁,因为没有负弯矩区段,所以第一个数值为0。

SATWE中组合梁是按弹性理论还是按塑性理论进行验算?

日期:2011-6-14 点击:15

SATWE中组合梁按《钢结构设计规范》全截面塑性理论进行设计;正负弯矩区段承载力按完全抗剪连接组合梁计算;负弯矩区段承载力计算考虑混凝土退出工作,但计入等效翼板宽度范围内楼板配筋作用,计入的楼板配筋面积按Ⅰ级钢筋最小配筋面积考虑。

SATWE中组合梁的挠度是怎么计算的?是否考虑剪切面滑移与混凝土长期效应

徐变影响?

日期:2011-6-14 点击:18

SATWE分析计算结果中的梁挠度输出,对于组合梁为短期刚度下的弹性挠度,没有考虑钢与混凝土剪切面滑移的影响,也没有考虑混凝土长期效应徐变下的挠度计算。

对于三维设计的组合梁,建议在三维内力分析的基础上,可以通过钢结构工具箱中的“组合梁计算”模块,完善施工阶段验算、栓钉连接件的设计、挠度的校核。

钢结构单榀设计中荷载的正负号是怎样规定的?

日期:2011-6-14 点击:23

钢结构二维单榀建模分析中,荷载的符号规定如下:水平作用荷载向右作用为正、向左为负,竖向荷载作用以向下为正、向上为负。

所以左风荷载时所有柱间左风应该都是正值,梁上左风荷载风吸力时为负,风压力时为正;右风荷载,柱间右风应该都是负值,梁上右风荷载风吸力时为负,风压力时为正。这与荷载规范规定的体形系数的正负号是不一样的。

钢结构单榀设计中柱间偏心荷载的偏心值是相对轴线还是柱形心?

日期:2011-6-14 点击:17

钢结构二维单榀建模分析中,柱间偏心集中力的偏心值是相对所作用的柱形心的,不是相对轴线。对于不对称截面,柱形心所在位置,把鼠标移到柱位置,会有Tip显示柱截面形心相对柱左右边缘的距离。

对于变截面柱,不允许输入柱间偏心集中力,如果存在这类荷载,可以人为把柱分段,增加节点,作为节点荷载输入。

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