鋼結構課程設計答辯問題及答案（鋼結構設計答辯可能涉及的問題及答案：剛架截面形式如何選擇）

在鋼結構課程設計答辯中，關于剛架截面形式的選擇問題，可能會涉及到以下幾個方面：，，1. 剛架的受力特點是什么？，答：剛架是一種由梁和柱組成的結構形式，主要承受軸向壓力、剪力和彎矩。它的特點是結構自重輕、剛度大、穩定性好，適用于高層建筑、大跨度空間結構等場合。，，2. 在選擇剛架截面形式時，需要考慮哪些因素？，答：在選擇剛架截面形式時，需要考慮的因素包括結構的功能要求、受力特點、材料性能、施工條件等。還需要考慮經濟性、施工方便性和安全性等因素。，，3. 如何根據結構功能要求選擇合適的剛架截面形式？，答：根據結構的功能要求，可以選擇不同的剛架截面形式。對于承受較大荷載的結構，可以選擇較大的剛架截面；而對于承受較小荷載的結構，可以選擇較小的剛架截面。還需要考慮結構的使用環境、地震影響等因素，以確保結構的安全性和可靠性。，，4. 如何根據受力特點選擇合適的剛架截面形式？，答：根據受力特點，可以選擇不同的剛架截面形式。對于承受較大剪力的構件，可以選擇較厚的截面；而對于承受較大彎矩的構件，可以選擇較薄的截面。還需要考慮材料的強度和延性等因素，以確保結構的安全性和可靠性。，，5. 如何根據材料性能選擇合適的剛架截面形式？，答：根據材料的性能，可以選擇不同的剛架截面形式。對于高強度鋼材，可以選擇較薄的截面；而對于低強度鋼材，可以選擇較厚的截面。還需要考慮材料的可加工性和焊接性等因素，以確保結構的經濟性和施工方便性。

以下是一些鋼結構課程設計答辯可能涉及的問題及答案：

一、結構選型方面

（一）門式剛架結構選型

1. 門式剛架選型時確定跨度大小和數量需要考慮哪些因素？
   • 一般跨度36m以下可采用單跨剛架。在確定跨度大小和數量時，要考慮建筑功能需求、場地條件、經濟因素等。例如，如果場地空間較大且使用功能對內部空間劃分沒有特殊要求，單跨較大跨度可能更合適，這樣可以減少結構構件數量，降低造價；但如果場地有一定限制或者使用功能需要不同的空間劃分，可能選擇多跨剛架。同時，也要考慮吊車的設置情況，如果有吊車，跨度的選擇可能要滿足吊車運行的空間要求等。
2. 剛架截面形式如何選擇？
   • 單跨剛架多采用焊接工字形截面或軋制H型鋼截面。在選擇時，可根據彎矩圖采用變截面梁柱，這樣可以使材料在受力較大的部位得到更有效的利用，節省材料。當設有吊車時，柱宜采用等截面，因為吊車荷載作用下柱的受力情況相對復雜，等截面柱在設計和施工上相對簡單，并且能夠滿足結構的承載能力和穩定性要求。
3. 剛架柱腳形式如何確定？
   • 剛架柱腳形式的確定需要考慮多種因素。如果柱腳需要傳遞較大的彎矩、剪力和軸力，可能采用剛接柱腳，剛接柱腳能夠提供較好的整體穩定性，適用于對結構側向剛度要求較高的情況；如果柱腳主要承受軸力和較小的剪力，鉸接柱腳就可以滿足要求，鉸接柱腳構造相對簡單，施工方便，在一些輕型門式剛架結構中，如果側向力可以通過其他方式（如支撐系統）有效抵抗，也可以采用鉸接柱腳。

二、荷載取值方面

（一）風荷載

1. 《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》和《建筑結構荷載規范》在風荷載計算上有哪些主要差別？
   • 在風荷載計算方面，《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》中規定基本風壓按現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009的規定值乘以1.05采用；風荷載體型系數按門規附錄A.0.2的規定采用。這是因為門式剛架輕型房屋鋼結構的體型和受力特性與一般建筑結構有所不同，所以在風荷載取值上進行了專門的規定，以更準確地反映其實際受力情況。

（二）屋面豎向均布活荷載

1. 兩者在屋面豎向均布活荷載取值上有何不同？
   • 《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》中規定當采用壓型鋼板輕型屋面時，屋面豎向均布活荷載的標準值（按水平投影面積計算）應取0.5KN/m2，對受荷水平投影面積大于60M2的剛架構件，屋面豎向均面活荷載的標準值可取不小于0.3KN/M2。而《建筑結構荷載規范》屋面均布活荷載則是按上人和不上人屋面分別取不同的值，例如上人屋面取2.0KN/m2，不上人屋面取0.5KN/m2等。這是由于門式剛架輕型房屋鋼結構屋面的使用功能和荷載傳遞特性與一般建筑屋面有所差異，所以有專門的荷載取值規定。

三、變形驗算方面

（一）門式剛架結構變形驗算內容

1. 設計單層門式剛架房屋時，需要進行哪些方面的變形驗算？
   • 需要進行以下變形驗算：
     • 門式剛架柱頂側移驗算，柱頂側移過大可能影響結構的整體穩定性和使用功能；
     • 受彎構件鋼架梁撓度驗算，梁的撓度過大可能導致屋面變形過大，影響屋面排水和使用功能；
     • 由于柱頂位移和構件撓度產生的屋面坡度改變值的驗算，屋面坡度改變過大可能影響屋面排水效果等。

四、抗震構造措施方面

（一）抗震構造措施采取的情況

1. 對門式剛架輕型房屋鋼結構設計時，什么情況下應采取抗震構造措施？
   • 根據《門式剛架輕型房屋鋼結構技術規程》CECS102:2002的第3.1.4條條文說明規定，對輕型房屋鋼結構，當由抗震控制結構設計時，尚應針對輕型鋼結構的特點采取相應的抗震構造措施。
2. 應采取哪些抗震構造措施？
   • 應采取以下抗震構造措施：
     • 構件之間的連接應盡量采用螺栓連接，螺栓連接在地震作用下具有較好的變形能力和耗能能力；
     • 斜梁下翼緣與剛架柱的連接處宜加腋以提高該處的承載力，該處附近翼緣受壓區的寬厚比宜適當減小，這樣可以提高節點的抗震性能；
     • 柱腳的抗剪、抗拔承載力宜適當提高，柱腳底板宜設抗剪鍵，并采取提高錨栓抗拔力的相應構造措施，以保證柱腳在地震作用下的穩定性；
     • 支撐的連接應按支撐屈服承載力的1.2倍設計等，提高支撐系統的抗震能力。

五、結構設計方面

（一）結構設計的主要內容

1. 在對門式剛架房屋進行建筑設計和結構設計時，主要應確定哪些內容？
   • 建筑設計主要是確定廠房的長、寬、高、跨度、屋面形式及坡度、門窗布置等并繪制建筑施工圖。結構設計包括結構布置、構件設計、節點設計與繪制結構施工圖。其中結構布置主要有結構平面，如柱距、檁條布置、支撐布置等；構件設計包括剛架、屋面、墻面、檁條、支撐等構件的設計；節點設計主要包括剛架梁與梁的拼接節點、剛架梁與柱的連接節點、屋脊節點、柱與基礎的連接節點等；繪制結構施工圖主要有剛架施工圖、節點詳圖等。

六、荷載效應組合方面

（一）荷載效應組合原則

1. 請簡述進行門式剛架輕型房屋設計時的荷載效應組合原則。
   • 荷載效應組合原則如下：
     • 屋面均布活荷載不與雪荷載同時考慮，應取兩者中的較大值；
     • 積灰荷載與雪荷載或屋面均布活荷載中的較大值同時考慮；
     • 施工或檢修集中荷載不與屋面材料或檁條自重以外的其它荷載同時考慮；
     • 多臺吊車的組合應符合現行國家標準《建筑結構荷載規范》GB50009的規定；
     • 風荷載不與地震作用同時考慮。

七、剛架構件截面設計方面

（一）控制截面和內力組合確定

1. 在門式剛架輕型房屋設計中，對剛架構件進行截面設計時，控制截面和控制截面的內力組合如何確定？
   • 根據不同荷載組合下的內力分析結果，找出控制界面的內力組合。控制界面的位置一般在柱底、柱頂、柱牛腿連接處及梁端（若分段，指各分段端部）、梁跨中等截面處?？刂平孛娴膬攘M合主要有：- 最大軸壓力N、和同時出現的M及V的較大值；- 最大彎矩M和同時出現的V及N的較大值；- 最小軸壓力N和相應的M及V。

八、柱頂側移不滿足要求的措施方面

（一）柱頂側移不滿足要求的措施

1. 對門式剛架柱頂側移進行驗算時，若驗算結果不滿足要求應采取哪些措施？
   • 需要采取下列措施之一進行調整：
     • 放大柱或梁的截面尺寸，增加截面尺寸可以提高構件的剛度，從而減小柱頂側移；
     • 改鉸接柱腳為剛接柱腳，剛接柱腳可以增加結構的整體剛度，對減小柱頂側移有幫助；
     • 把多跨框架中的搖擺柱進行處理，例如改變其連接方式或者增加其約束等。

鋼結構設計中荷載效應組合原則

門式剛架結構選型考慮因素

鋼結構設計中抗震構造措施

鋼結構設計荷載取值差異分析