土木工程鋼結構 畢業(yè)答辯常問問題集合及答案

1、土木工程 鋼結構畢業(yè)設計（結構）答辯問題集錦分層法， 水平荷載，樁基礎，地震計算1 框架梁柱的尺寸確定 鋼構設計的梁柱尺寸，先確定鋼構件的形式，如工型，槽型，口型等，根據(jù)穩(wěn)定性和變形，然后可通過層高，長細比，高寬比等來確定尺寸，最后通過軟件復驗可行性，受壓構件容許長細比150-200.45豎荷下內(nèi)力計算過程可近似地采用分層法?？杉俣ǎ海?）作用在某一層框架梁上的豎向荷載對其他樓層的框架梁的影響不計，（2）在豎向荷載作用下，不考慮框架的側(cè)移。計算過程可如下：（1）分層：分層框架柱子的上下端均假定為固定端支承，（2）計算各個獨立剛架單元：用彎矩分配法或迭代法進行計算各個獨立剛架單元。而分層計算所得

2、的各層梁的內(nèi)力，即為原框架結構中相應層次的梁的內(nèi)力。（3）疊加：在求得各獨立剛架中的結構內(nèi)力以后，則可將相鄰兩個獨立剛架中同層同柱號的柱內(nèi)力疊加，作為原框架結構中柱的內(nèi)力。疊加后為原框架的近似彎距圖，由于框架柱節(jié)點處的彎矩為柱上下兩層之和因此疊加后的彎距圖，在框架節(jié)點處常常不平衡。這是由于分層計算單元與實際結構不符所帶來的誤差。若欲提高精度，可對節(jié)點，特別是邊節(jié)點不平衡彎矩再作一次分配，予以修正。2 Gi（重力代表值）的計算 Gi永久荷載標準值（構件）0.5×樓面活載標準值（雪荷載 灰荷載等*組合系數(shù)）3 如何保證框架的延性強柱弱梁”設計原則控制塑性鉸的位置 此框架結構抗震設計的關鍵

3、是梁柱塑性鉸設計。為此，應遵循：1）“強剪弱彎”設計原則控制構件的破壞形態(tài) 4基礎的計算內(nèi)容 承載力 沖切 受剪力計算48自振周期如何計算5 基本風壓如何選擇 基本風壓是以當?shù)乇容^空曠平坦的地面上離地10m高統(tǒng)計所得的50年一遇10min平均最大風速為標準，按基本風壓=最大風速的平方/1600確定的風壓值9 軸壓比有何意義 指柱(墻)的軸壓力設計值與柱(墻)的全截面面積和混凝土軸心抗壓強度設計值乘積之比值(進一步理解為：柱(墻)的軸心壓力設計值與柱(墻)的軸心抗壓力設計值之比值。限制柱軸壓比主要是為了控制柱的延性，因為軸壓比越大，柱的延性就越差，在地震作用下柱的破壞呈脆性。53.水平荷下計算梁

4、端彎矩和剪力54.什么是強剪弱彎？如何調(diào)整“強柱弱梁，強剪弱彎”是一個從結構抗震設計角度提出的一個結構概念。就是柱子不先于梁破壞，因為梁破壞屬于構件破壞，是局部性的，柱子破壞將危及整個結構的安全-可能會整體倒塌，后果嚴重！所以我們要保證柱子更“相對”安全，故要“強柱弱梁”；“彎曲破壞”是延性破壞，是有預兆的-如開裂或下?lián)系?，而“剪切破壞”是一種脆性的破壞，沒有預兆的，舜時發(fā)生，沒有防范，所以我們要避免發(fā)生剪切破壞！這就是我們設計時要結構達到“強柱弱梁，強剪弱彎”這個目標。11 何謂“分層法，”與二次剪力分配法有何區(qū)別 框架結構在豎向荷載作用下的內(nèi)力計算可近似地采用分層法。在進行豎向荷載作用下的

5、內(nèi)力分析時，可假定：（1）作用在某一層框架梁上的豎向荷載對其他樓層的框架梁的影響不計，而僅在本樓層的框架梁以及與本層框架梁相連的框架柱產(chǎn)生彎矩和剪力。（2）在豎向荷載作用下，不考慮框架的側(cè)移。計算過程可如下：（1）分層：分層框架柱子的上下端均假定為固定端支承，（2）計算各個獨立剛架單元：用彎矩分配法或迭代法進行計算各個獨立剛架單元。而分層計算所得的各層梁的內(nèi)力，即為原框架結構中相應層次的梁的內(nèi)力。（3）疊加：在求得各獨立剛架中的結構內(nèi)力以后，則可將相鄰兩個獨立剛架中同層同柱號的柱內(nèi)力疊加，作為原框架結構中柱的內(nèi)力。疊加后為原框架的近似彎距圖，由于框架柱節(jié)點處的彎矩為柱上下兩層之和因此疊加后的彎

6、距圖，在框架節(jié)點處常常不平衡。這是由于分層計算單元與實際結構不符所帶來的誤差。若欲提高精度，可對節(jié)點，特別是邊節(jié)點不平衡彎矩再作一次分配，予以修正 58.活載折減系數(shù)荷載折減系數(shù)的引入是因為在計算結構或構件樓面活荷載效應時，為了簡化計算而把活荷載近似看做是均布荷載，然而，實際上樓面面積越大，實際平攤的樓面活荷載越小，所以，在計算結構或構件樓面活荷載效應時，如果引起效應的樓面活荷載面積超過一定的數(shù)值，就應該對樓面均布活荷載折減，于是就引入了樓面活荷載折減系數(shù)。、 15 水平地震力的計算方法 范圍 缺點 彌補 步驟：1、算結構自重。 2、計算整體剛度。 3、結構的自振周期、 4、算出總水

7、平地震作用。 5、算出各層水平地震力作用。 D值法是修改后的反彎點法：D是代表剛度。：實際工程與計算存在差別，有進行修正才可16 結構布置 結構合力，計算方便，傳力路徑合理，滿足建筑的相關使用要求，考慮部分構件的制作工藝62.D值的意義另外，柱的反彎點高度也與梁柱線剛度比、上下層橫梁的線剛度比，上下層層高的變化等因素有關。日本武藤清教授在分析了上述影響因素的基礎上，對反彎點法中柱的抗側(cè)移剛度和反彎點高度進行了修正。修正后，柱的抗側(cè)移剛度以D表示，故此法又稱“D值法”，也稱為修正反彎點法。21 梁的內(nèi)力組合方法 25梁截面高度確定 梁的橫截面高度H跟梁的跨度L有關。下面我就主要說三種情況：1、多

8、跨連續(xù)主梁，高跨比（H/L)約在1/141/8之間。2、多跨連續(xù)次梁，高跨比（H/L)約在1/181/12之間。3、單跨簡支梁，高跨比（H/L)約在1/141/8之間。梁的寬高比一般在1/31/2。27標準值與設計值之間的區(qū)別 荷載和材料強度的標準值是通過試驗取得統(tǒng)計數(shù)據(jù)后，根據(jù)其概率分布，并結合工程經(jīng)驗，取其中的某一分位值（不一定是最大值）確定的。設計值是在標準值的基礎上乘以一個分項系數(shù)確定的材料強度的設計值等于材料強度的標準值乘材料強度的分項系數(shù)。在現(xiàn)行各結構設計規(guī)范中雖沒有給出材料強度的分項系數(shù)，而是直接給出了材料強度的設計值，29抗震設防水準  小震不壞：當遭受低于本地區(qū)抗震

9、設防烈度的地震影響時，一般不受損壞或不需修理即可繼續(xù)使用。中震可修：當遭受相當于本地區(qū)抗震設防烈度的地震影響時，可能損壞，但經(jīng)一般修理或不需修理仍可繼續(xù)使用。    大震不倒：當遭受高于本地區(qū)抗震設防烈度的罕遇地震影響時，不致倒塌或危及生命的嚴重破壞。73.活載取值？依據(jù)？活載 根據(jù)建筑物的使用功能不同而不同，見國標荷載設計規(guī)范30如何確定抗震等級 先根據(jù)建筑工程抗震設防分類標準GB 502232008把建筑工程分為甲、乙、丙、丁四個類別； 再按照建筑抗震設計規(guī)范GB 50011-2010，根據(jù)上述確定的設防類別、烈度、結構類型和房屋高度確定抗震等級。1)甲類、乙

10、類建筑：當本地區(qū)的抗震設防烈度為68度時，應符合本地區(qū)抗震設防烈度提高一度的要求； 74.抗震設計原則？小震不壞,中震可修,大震不倒的原則 78.水平側(cè)移驗算的意義第一，保證主要結構基本處于彈性受力狀態(tài)，對鋼筋混凝土結構要避免混凝土墻或柱出現(xiàn)裂縫；將混凝土梁等樓面構件的裂縫數(shù)量、寬度限制在規(guī)范允許范圍之內(nèi)。第二，保證填充墻、隔墻和幕墻等非結構構件的完好，避免產(chǎn)生明顯損壞。35單向雙向板 板一般是四邊支承，根據(jù)其受力特點和支承情況，又可分為單向板和雙向板。在板的受力和傳力過程中，板的長邊尺寸L2與短邊尺寸L1的比值大小，決定了板的受力情況。可按沿短邊方向的單向板計算；當長邊與短邊比值小于2時，宜

11、按雙向板計算；當長邊與短邊比值介于2與3之間時，亦可按沿短邊方向的雙向板計算，但應沿長邊方向布置足夠數(shù)量的構造鋼筋；當長邊與短邊比值小于2時，應按雙向板計算。79.框架結構的變形特點(1)框架結構所用的鋼筋混凝土或型鋼有很好的抗壓和抗彎能力，因此，可以加大建筑物的空間和高度。(2)可以減輕建筑物的重量。(3)有較好的抗震能力。(4)有較好的延性。(5)有較好的整體性。4框架結構的缺點因構件截面尺寸不可能太大故承載力和剛度受到一定限制，因此房屋的高度受到限36豎向荷載調(diào)幅，為什么？ 這是按彈性方法計算的，對求得的M進行適當?shù)恼{(diào)整，以考慮非彈性變形引起的內(nèi)力重分布。引起重分布的原因是剛度比值的變化

12、或出現(xiàn)塑性鉸，但一般情況下不對跨中的M進行調(diào)幅，而梁端由于拱的作用，所以常對端部調(diào)幅80.柱負載面積水平左鄰柱距+水平右鄰柱距）/2】x【（豎直上鄰柱距+豎直下鄰柱距）/2】84.“反彎點”與“D值法”有何區(qū)別反彎點法出發(fā)于假定的反彎點而計算 比較粗略D值法更精確D就是改進的反彎點法，考慮了橫梁線剛度進而節(jié)點有轉(zhuǎn)角時對柱的抗側(cè)移剛度進而反彎點位置的影響 135.樁數(shù)的確定確定樁數(shù)用標準組合的最大軸力確定136.已知柱端彎矩.如何求梁端彎矩先算出總剪力 根據(jù)柱子剛度分配總剪力 然后查表得出柱子反彎點 柱剪力剩以柱端距反彎點距離即得出彎矩 然后根據(jù)節(jié)點平衡求出梁端彎矩 若節(jié)點不止一根梁 按剛度分配

13、彎矩109.梁柱線剛度如何計算？ 梁柱的線剛度就是EI/L相對線剛度就是相較于同一個節(jié)點的梁、柱的線剛度分別所占總線剛度的比值。156.次梁布置如何考慮所有柱子原則上都應該有兩個方向的主梁與之相連，主梁宜直接連接兩根柱子。在上部有較重墻體的位置，應該布置梁；在樓板高度變化處，應該布置梁。這樣布置下來，如果還有跨度較大的板（超過你考慮的板厚的30倍），最好設置次梁將板劃分為較小塊。164.反彎點高度確定反彎點位置底層：距支座2/3層高處其余層：1/2層高處165.風荷載如何計算 Wo確定當計算主要承重結構時,按式：wk=zszWowk風荷載標準值(kN/m2)；z高度z 處的風振系數(shù)；s風荷載體

14、型系數(shù)；z風壓高度變化系數(shù)；Wo基本風壓(kN/)。121.內(nèi)力組合的目的 176.鞭梢效應鞭梢效應中鞭的末端的速度遠較柄的速度大，甚至可以超過音速。在建筑上，鞭梢效應是有害的，特別是高樓、電視塔等，震動傳到頂部就會被放大，在地震等情況下很容易被破壞。地震災害調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，屋頂?shù)男￠w樓，女兒墻等附屬結構破壞嚴重，就是因為頂部質(zhì)量和剛度的突變，由鞭梢效應引起的結果。編輯本段預防為了減弱鞭梢效應，不應只盲目的增大突出物的剛度，最有效的方法應使突出物的第一階自振頻率與整體結構低階頻率不要接近地面運動擾頻。1. 二階分析方法與非線性分析方法有何區(qū)別？二階與非線性分析本質(zhì)一樣，區(qū)別僅是二階多指幾何非線性，

15、基本不進行材料非線性分析，而非線性則有幾何非線性及材料非線性兩種。2. 變形縫有哪幾種？你的廠房設計中有沒有設置變形縫？為什么？變形縫包括伸縮縫（又稱溫度縫）、沉降縫、防震縫。沒有設置變形縫?？v向溫度區(qū)段大于等于300m，或橫向溫度區(qū)段大于等于150m時需要設置伸縮縫。本設計土壤地質(zhì)條件較好，不需設置沉降縫；根據(jù)地震設防烈度為7度，也不需設置防震縫?？挂?guī)：體型復雜、平立面特別不規(guī)則的建筑結構，可按實際需要在適當部位設置防震縫，形成多個較規(guī)則的抗側(cè)力結構單元。由此看出防震縫沒有具體要求多少米來設置，其設置的要求是“按實際需要，目的是將本來不規(guī)則的體系，分成幾部分規(guī)則的體系”，只要能達到這個目的，

16、多少米設防震縫都是可以的。本設計建筑結構體形規(guī)則，且長寬較小，因而可不設置抗震縫。沉降縫設置原則如下：建筑物平面的轉(zhuǎn)折部位 ，建筑的高度和荷載差異較大處 ，過長建筑物的適當部位 ，地基土的壓縮性有著顯著差異 ，建筑物基礎類型不同以及分期建造房屋的交界處。因而本設計可不設置沉降縫。3. 你的廠房平面設計中是否設置了伸縮縫？為什么？如果某個廠房需要設置伸縮縫，可采用什么做法？未設置伸縮縫，廠房總長度60m，小于一個溫度區(qū)段。如果要設置伸縮縫，可采用兩種做法：（a）設置雙柱；（b）在搭接檁條的螺栓處采用長圓孔，并使該處屋面板在構造上允許漲縮。4. 哪些應力是可自我平衡？對結構承載力有何影響？殘余應力

17、可以自我平衡，因為殘余應力是在沒有外力情況下產(chǎn)生的，如果有外力的附加應力則不能自我平衡。5. 鋼結構設計規(guī)范中風載要不要考慮疲勞，為什么？我國規(guī)范沒有提及疲勞，只有英國鋼結構設計規(guī)范B55950提出在脈動風占主要情況下，才考慮疲勞。哈工大武岳教授介紹，風力一般均為平均風，脈動風占很小部分，只有柔性結構發(fā)生共振，這時才以脈動風為主，如廣告牌等柔性結構。6.7. 穩(wěn)定與強度有何區(qū)別？為何拉桿有些還要考慮長細比？8. 歐拉公式是動力公式還是靜力公式？如何理解構件計算長度的概念？9. 抗風柱按哪類構件設計的？節(jié)點如何處理？抗風柱有兩種布置方法1、按傳統(tǒng)抗風柱布置。即抗風柱柱腳與基礎鉸接(或剛接)，柱頂

18、與屋架通過彈簧片連接。2、按門式剛架輕鋼結構布置。即抗風柱柱腳與基礎鉸接(或剛接)，柱頂與屋架鉸接。對于第一種布置方式，抗風柱就可以按兩端簡支的梁考慮，承受計算寬度內(nèi)的均布風荷載。計算長度可以按支承情況分別取值。對于第二種布置方式，抗風柱就需要按雙向受壓的壓彎構件考慮，在抗風柱平面內(nèi)承受計算寬度內(nèi)的均布風荷載，同時還受軸向壓力?？癸L柱的柱腳節(jié)點分剛接和鉸接兩種形式。鉸接時,基礎只承受較小的軸力與剪力，設計和構造件簡單。抗風柱傳遞給基礎的軸力只有抗風柱本身的重量和相鄰山墻墻板的重量。如果采用剛接,傳遞給基礎的彎矩和軸力要大得多,偏心距非常大,不利于基礎的設計。但抗風柱比較高的時候，如果柱腳還采用

19、鉸抗風柱按兩端簡支梁考慮時，鉸接端只傳遞剪力和軸力，抗風柱承受計算寬度內(nèi)的均布風荷載與山墻墻面豎向荷載，計算長度可以按支承情況分別取值。這種設計方法簡單實用，對于一般的單跨兩端山墻封閉單層廠房抗風柱計算可優(yōu)先考慮此種方法。接模式，抗風柱截面將很不經(jīng)濟，這時候可以做成剛接柱腳、或者設置抗風桁架。較大噸位吊車采用圓鋼管會引起太大變形，使吊車運行不穩(wěn)定。10. 梁翼緣寬厚比超過了穩(wěn)定要求怎么辦？11. 疲勞的原理是什么？什么情況下需要進行疲勞計算？ 12. 高強螺栓孔徑加大對摩擦型承載力影響如何？13. 你在進行剛架內(nèi)力分析時，荷載效應組合中是否考慮了地震作用？為什么？答：沒有考慮地震作用。輕鋼結構

20、廠房地震作用在內(nèi)力組合中不起控制作用,可按規(guī)定采取加強支撐布置和連接節(jié)點等措施,以提高抗震能力。14. 你的設計資料要求地震設防烈度是多少？是否進行了抗震驗算？如果考慮地震作用，采用什么計算方法？答；7度。沒有進行抗震驗算。D值法（修改后的反彎點法），底部剪力法。15. 屋面水平支撐風力如何分配，平均分配對不對？不對，應該是按照面積分配的。16. 穩(wěn)定和強度驗算是否都屬于承載能力極限狀態(tài)驗算？二者有何區(qū)別？是，他們都屬于承載能力極限狀態(tài)驗算。強度驗算是驗算鋼結構構件在不同的環(huán)境條件下承受外載荷的能力，完全由材料的本質(zhì)屬性決定。在達到承載力極限狀態(tài)之前構件往往會先失穩(wěn)破壞。影響構件的穩(wěn)定的因素：

21、截面形式，加工條件，初彎曲，殘余應力，長細比等。17. 梁的整體穩(wěn)定性受哪些因素影響？什么情況下不需要驗算整體穩(wěn)定？為什么要進行梁的局部穩(wěn)定驗算？什么情況下不需要驗算局部穩(wěn)定？影響因素：1. 荷載的類型 2. 荷載作用位置 3. 梁的截面形式 4. 梁受壓翼緣側(cè)向支承點間的距離 5. 端部支承條件 6. 初始缺陷 7. 鋼材強度。按照GB50017-2003規(guī)范設置了可靠的縱向支撐系統(tǒng)的梁可不進行整體穩(wěn)定性驗算。防止局部失穩(wěn)。在鋼梁中，當腹板或翼緣的高厚比或?qū)捄癖冗^大時，就有可能在梁發(fā)生強度破壞或喪失整體穩(wěn)定之前，組成梁的腹板或翼緣出現(xiàn)偏離其原來平面位置的波狀屈曲。對于承受靜力荷載和間接承受動力荷載的梁，GB50017規(guī)定可以考慮腹板的屈曲后強度，這時，只需要按照規(guī)范4.4節(jié)的內(nèi)容計算即可，也就是說，不需要驗算局部穩(wěn)定（因為腹板可以發(fā)生失穩(wěn)）18. 梁中縱向加勁肋對平面我穩(wěn)定起不起作用？鋼梁如果沒有足夠的側(cè)向剛度或扭轉(zhuǎn)剛度，可能會在未達到強度極限承載力之前喪失整體穩(wěn)定性