挠度计算公式 关于钢结构你必须要知道的32个知识点

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钢结构设计中挠度超限，会后会怎样？

影响正常使用或外观的变形；影响正常使用或耐久性的局部损坏；影响正常使用的振动；其他影响正常使用的具体情况。

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用直缝钢管代替无缝管，不知道能不能用。

理论上，结构钢管应该是一样的，只是差别不大。直缝焊管不像无缝管那样规则，焊管质心可能不在中心。因此，当用作受压构件时，应特别注意焊管中缺陷的概率相对较高，重要零件不能代替无缝钢管。由于加工工艺的限制，无缝钢管不能做得很薄。在许多情况下，无缝管不如焊管效率高。

无缝管和焊管最大的区别是用于压力气体或液体输送。

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长细比是什么？

长细比λ = μ l/I，其中I为回转半径。概念可以简单地从计算公式中看出:长细比是构件的计算长度与其对应的回转半径之比。从这个公式可以看出，长细比的概念综合考虑了构件的端部约束、构件本身的长度以及构件的截面特征。长细比对受压构件稳定计算的影响很明显，因为长细比越大，越容易失稳。可以看看轴心受压和压弯构件的计算公式，其中有与长细比相关的参数。规范中对受拉构件也给出了长细比限值要求，以保证构件在运输和安装中的刚度。稳定性要求越高，代码给出的稳定性极限越小。

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长细比和挠度有什么关系？

1.挠度是加载后构件的变形量，即其位移值。

2.长细比用于表示轴向受力构件的刚度。“长细比应该是材料属性。任何构件的性能和构件在轴向载荷下的刚度都可以通过长细比来测量。

3.挠度和长细比是完全不同的概念。长细比是杆的计算长度与截面回转半径的比值。挠度是构件受力后某一点的位移值。

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挠度不符合设计中的规范，可以用起拱来保证吗？

1.结构的挠度根据正常使用的极限状态来控制。对于钢结构，挠度过大容易影响屋面排水，引起恐惧，而对于混凝土结构，挠度过大会对耐久性造成局部破坏。在我看来，以上建筑结构挠度过大造成的破坏，可以通过起拱来解决。

2.有些结构容易拱起。例如，如果绝对挠度超过极限，可以通过增加屋顶坡度来调整。有些结构不易起拱。比如大跨度梁，如果相对挠度超过极限，每根梁都会拱起。由于拱形梁拼接成折线，挠度变形为曲线，两条线很难重合，会造成屋面不平整。架扁梁拱起难度更大，扁梁不可能做成弧形。

3.如果你是要通过拱起来降低挠度控制的结构的用钢量，而且挠度控制规定要降低，那么活载下的挠度一定要控制，恒载引起的挠度要通过拱起来保证。

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弯工字梁受压翼缘的屈曲是沿弱轴还是沿强轴？

当荷载不大时，梁基本上在其最大刚度的平面内弯曲，但当荷载达到一定值时，梁会同时产生较大的侧向弯曲和扭转变形，最终失去继续承载的能力。此时，梁的整体失稳必然是侧向弯曲和扭转弯曲。

大致有三种解决方案:

1.增加梁的横向支撑点或减小横向支撑点之间的距离；

2.调整梁的横截面，增加梁的横向惯性矩Iy或简单增加受压翼缘的宽度；

3.梁端支撑对横截面的约束。如果支座能提供转动约束，梁的整体稳定性将大大提高。

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后屈曲承载力的物理概念是什么？

后屈曲承载力主要是指构件局部屈曲后继续承载的能力，主要发生在薄壁构件中，如冷弯薄壁型钢。计算中采用有效宽度法考虑后屈曲承载力。后屈曲承载力主要取决于板的宽厚比和板边的约束条件。宽厚比越大，约束越好，后屈曲承载力越高。目前，国内外规范主要采用有效宽度法。然而，在计算有效宽度时考虑的因素在不同的国家是不同的。

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钢结构设计规范中为什么没有钢梁的扭转计算？

通常钢梁都是开口截面，其抗扭截面模量比受弯截面小一个数量级左右，也就是说其抗扭承载力约为受弯截面的1/10，用钢梁来承受扭矩不经济。所以通常是被结构保护不受扭转，所以钢结构设计规范中没有钢梁的扭转计算。

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无吊车使用砌体墙时，柱顶位移极限是h/100还是h /240？

这个限值在轻钢规范中确实有修正，主要是因为柱顶位移的1/100不能保证墙体不开裂。同时，如果墙建在刚架内部，我们在计算柱顶位移时不考虑墙对刚架的嵌固作用。

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最大刚度平面是多少？

最大刚度平面是绕强轴旋转的平面。截面一般有两个轴，其中一个轴的转动惯量较大，称为强轴，另一个为弱轴。

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剪力滞和剪力滞有区别吗？他们各自的工作重点是什么？

剪力滞效应是结构工程中普遍存在的力学现象，小到一个构件，大到超高层建筑。剪力滞，有时也称剪力滞，是力学中自然界的圣维南原理，其具体表现是在一定的局部范围内，剪力可以起到有限的作用，所以正应力分布不均匀，称为剪力滞。

开墙洞形成的空腹筒也叫框筒。开孔后，由于梁的变形，剪力传递延迟，使柱内的正应力分布呈抛物线状，称为剪力滞。

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地脚螺栓的锚固长度加长会对柱的受力产生什么影响？

锚杆内轴向拉应力分布不均匀，呈倒三角形，最大轴向拉应力在上部，下部为零。随着锚固深度的增加，应力逐渐减小，当达到直径的25 ~ 30倍时，应力最终减小到0。因此，增加锚固长度是没有用的。只要锚固长度满足上述要求，且端部设有吊钩或锚板，一般不会损坏基础混凝土。

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高强度螺栓长度如何计算？

高强度螺栓的螺纹长度=两个连接端板的厚度+一个螺母的厚度+两个垫圈的厚度+三个螺纹的长度。

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应力幅准则和应力比准则的异同及其各自的特点？

长期以来，钢结构的疲劳设计一直是按照应力比准则进行的。对于一定数量的载荷循环，构件的疲劳强度σmax与应力比r所代表的应力循环特性密切相关，在σmax中引入安全系数，可以得到疲劳应力的许用值 = f 。将应力限制在，这是应力比准则。

自焊接结构用于承受疲劳载荷以来，工程界逐渐从实践中认识到，应力比R与此类结构的疲劳强度并不密切相关，而是与应力幅δ σ密切相关。应力幅准则的公式为δ σ ≤ 。

对于r >: =0，应力幅准则完全适用，因为有残余应力和无残余应力构件的疲劳强度差别不大。关于r

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为什么在边坡较小时，梁要进行面外和面内稳定计算？

梁只有面外不稳定的形式。从来没有梁的面内不稳定性理论。对于柱，当有轴向力时，平面外和平面外的计算长度不同。对于刚架梁，虽然称之为梁，但其内力的一部分始终是轴力，所以严格来说，其验算应采用柱模型，即压弯构件应在平面内和平面外稳定。但当屋面坡度较小时，轴力较小，可以忽略不计，所以可以采用梁模型，即不需要计算面内稳定性。门规中的含义是，当屋面坡度较小时，斜梁构件只需在平面内计算强度，但在平面外仍需稳定。

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为什么次梁一般设计成与主梁铰接？

如果次梁只是和主梁连接，那么主梁两侧相同位置有相同荷载的次梁也是可以的。如果不是，则次梁末端的弯矩对于主梁来说是面外扭转，需要计算扭转刚度、风扇转动惯量等。另外要增加施工工作量，现场焊接工作量大增，得不偿失。一般来说，次梁不一定非要直接连接。

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什么是整形算法？扣合后强度如何？

塑性算法是指超静定结构按照预期的屈服强度出现塑性铰，从而达到重新分配塑性内力的目的，并且必须保证结构不形成可变或瞬态系统。考虑后屈曲强度是指受弯构件的一种计算方法，其中腹板失去局部稳定性，仍然具有一定的承载力，并充分利用其后屈曲强度。

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什么是刚性系杆，什么是柔性系杆？

刚性系杆可压可拉，一般采用双角钢和圆管，柔性系杆只能拉，一般采用单角钢或圆管。

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角撑可以做支撑吗？和其他支持的区别？

1.护膝和支具是两个结构概念。角撑用于保证钢梁截面的稳定，而斜撑用于与钢框架一起形成结构体系的稳定，保证其变形和承载力满足要求。

2.角撑可以作为钢梁受压翼缘平面外的支点。用于保证钢梁的整体稳定性。

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设计钢结构轴向受拉构件需要考虑什么？

1.在无疲劳的静载荷下，残余应力对拉杆的承载能力没有影响。

2.如果横拉杆的横截面突然变化，变化处的应力分布不再均匀。

3.屈服应作为设计拉杆的极限承载力状态。

4.承载力的极限状态应从总截面和净截面两个方面来考虑。

5.应考虑净截面的效率。

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钢柱弹簧刚度如何计算？计算公式是什么？混凝土柱的弹簧刚度和带圈梁的混凝土柱的弹簧刚度怎么计算？计算公式是什么？

弹簧刚度是根据悬臂构件计算一个单位力作用在柱顶上引起的侧向位移。此位移为弹簧刚度，单位一般为KN/mm，若有圈梁，在无圈梁约束的方向，弹簧刚度计算与悬臂构件相同；在另一个方向上，因为在柱的顶部有一个环梁，所以计算公式中的EI是该方向上所有柱的总和。

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什么是皮肤效应？

在竖向荷载作用下，坡顶门式刚架的运动趋势是屋面向下，檐口向外变形。屋面板将以深梁和支撑檩条的形式抵抗这种变形趋势。此时屋面板承受剪力，起深梁腹板的作用。而边檩条则承受轴向力，起深梁翼缘的作用。显然，屋面板的抗剪强度远大于其抗弯强度。因此，蒙皮效应是指蒙皮板对由于其剪切刚度而导致板平面变形的载荷的阻力效应。对于坡顶门式刚架，抵抗竖向荷载的蒙皮效应取决于屋面坡度，坡度越大，蒙皮效应越明显。水平荷载的蒙皮效应随着坡度的减小而增大。

是皮肤单位构成了整个结构的皮肤效果。蒙皮单元由两个刚性框架之间的蒙皮板、边缘构件、连接件和中间构件组成。边缘构件是指相邻的两个框架梁和侧檩条，中间构件是指中间部分的檩条。蒙皮效应的主要性能指标是强度和刚度。

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轴向受压构件的弯曲和屈曲采用小挠度和大挠度理论。不知道小挠度和小变形理论有什么区别？

小变形理论是指结构变形后几何尺寸的变化可以忽略不计，内力仍按变形前的尺寸计算！这里的变形包括所有变形:拉伸、压缩、弯曲、剪切、扭转及其组合。根据小挠度理论，位移很小，这是一个几何线性问题。可以用一个挠度曲线方程来近似，从而建立能量，推导出稳定系数。变形曲率可以近似用y "= 1/ρ代替！用“y”代替曲率来分析弹性杆的小挠度理论。在带有弹簧的刚性杆中，情况并非如此。另外，大挠度理论并不意味着屈曲后载荷可以增加。例如，受压的圆柱壳在屈曲后只能在较低的载荷下保持稳定。简单来说，小挠度理论只能得到临界载荷，不能判断临界载荷下或屈曲后的稳定性。大挠度理论可以解决后屈曲行为。

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什么是二阶弯矩和二阶弹塑性分析？

对于很多结构来说，常采用未变形结构作为计算图形进行分析，结果足够准确。此时得到的变形与荷载之间存在线性关系，称为几何线性分析和一阶分析。对于某些结构，内力分析必须以变形后的结构为基础，否则结果的误差会更大。此时，变形与荷载的关系是非线性分析。这种分析方法称为几何非线性分析和二阶分析。以变形结构为计算基础，考虑材料的弹塑性进行结构分析，是二阶弹塑性分析。

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什么是「包申格效应」，对钢结构设计影响大吗？

包申格效应是材料达到塑性变形并静止后留下的不可恢复的变形。这种变形是塑性变形，当然可以想象这种变形对结构是否有影响。

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“刨平顶紧”，刨平顶紧后不需要焊接吗？

抛光顶进是一种传力方式，多用于承受动载荷的位置。避免焊缝疲劳裂纹的传力方法。有打磨不焊接的要求，也有焊接的要求。看具体的图纸要求。接触面的光洁度应不低于12.5。用测隙规检查接触区域。刨顶的目的是增加接触面的接触面积，一般用于有一定水平位移的简支梁接头，这类接头都应该有其他连接方式。

这种接头一般需要刨平和顶紧零件，不需要焊接。如果需要焊接，刨平顶起不利于焊接时熔液的加深，焊缝质量会很差。即使焊接部分没有打开凹槽，也不需要顶起。顶进和焊接是矛盾的，所以上面说顶进部分的重新焊接不准确，但是也有顶进接头对其他自由度约束不足的情况，没有其他部分提供约束，所以可以在顶进部分应用焊接来限制其他方向的自由度。这种焊缝是一种安装焊缝，不可能完全焊接，更不可能作为主应力焊缝。

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热轧和冷轧的区别？

热轧是用1000度以上的轧辊将钢材压出，通常板材小到2MM厚，而钢材在高速加工时的变形热无法匹配钢材面积增加带来的散热，即很难保持1000度以上的温度进行加工，所以我们不得不牺牲热轧这种高效廉价的加工方式，在常温下轧制钢材，即重新轧制热轧后的材料，以满足市场对更薄厚度的要求。冷轧当然带来了新的好处，比如加工硬化，提高了钢材的强度，但是不适合焊接。至少消除了焊接处的加工硬化，失去了高强度。当热轧钢材的强度恢复后，冷轧钢材可以热轧，比如钢管，或者冷轧，或者热轧。2mm为标准，最薄的热轧钢板为2mm，最厚的冷轧钢板为3mm。

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软钩起重机和硬钩起重机有什么区别？

软钩起重机:指通过钢丝绳和吊钩起吊重物。硬钩起重机:指通过刚体提升重物，如夹钳、耙等。硬钩起重机工作频繁，运行速度快。附在小车上的刚性悬臂结构防止起重机自由摆动。

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什么是钢的分层撕裂？

钢板的分层撕裂通常发生在厚度方向有大的拉应力时。在焊接接头中，当焊缝冷却时，会发生收缩变形。如果薄或者对变形没有约束，钢板就会变形，释放应力。但如果钢板较厚或有加劲肋，相邻板受到约束，钢板不能自由变形，在垂直于板面的方向会产生很大的应力。在强约束区域，焊缝收缩引起的局部应力可能比材料的屈服极限高几倍，导致钢板的层状撕裂。

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什么是钢或钢结构的脆性断裂？

指应力低于钢的抗拉强度或屈服强度时突然断裂。钢结构，尤其是焊接结构，由于钢材、制造和焊接等质量和结构原因，经常会出现类似裂纹的缺陷。大多数脆性断裂是由于这些缺陷的发展而发生的，这导致了裂纹的不稳定和扩展。当裂纹缓慢扩展到一定程度时，断裂以非常高的速度扩展，在脆性断裂前毫无征兆地突然断裂。

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箱型柱中隔板最后一道焊缝的焊接是如何操作的？

采用电渣焊，质量很容易保证。

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钢结构柱中央灌浆垫法是什么？

钢结构柱安装灌浆垫法省工省时，施工精度可控制在2mm以内，综合效益可提高20%以上。施工步骤如下:

根据施工图进行钢柱基础施工，基础顶部高出钢柱底面安装标准30 ~ 50 mm，为放置中心座的泥浆垫板做准备。

根据钢柱重量Q、螺栓预紧力F、基础混凝土承载强度P计算最小承载面积Amin。

方形或圆形中心泥浆垫板应由厚度为10毫米和12毫米的钢板制成，其面积不得小于最小承载面积Amin的2倍。

在已完成的基础上灌浆，放置中心灌浆底板。施工时，必须用水平仪等工具准确测量，以确保中心垫的水平度，垫的中心与安装轴线一致，垫上方的标高与钢柱底面的安装标高一致。

当砂浆层混凝土强度达到设计强度的75%以上时，应吊装钢柱。钢柱可直接吊装，只需调整地脚螺栓即可找平找正。

进行二次灌浆，采用无收缩混凝土或微膨胀混凝土。进行二次灌浆。