2017年结构师备考知识钢结构设计原理

　　【摘要】环球网校提醒：2017年结构师考试已进入备考阶段。根据学员对钢结构设计原理的反馈，同时为进一步加深大家对钢结构设计原理的了解，环球网校老师为大家整理了“2017年结构师备考知识钢结构设计原理”，希望对大家有所帮助。

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　　钢结构设计原理

　　(1) 将预埋的插筋清理干净，按1：6调整其保护层厚度符合规范要求。先绑2～4根竖筋，并画好横筋分挡标志，然后在下部及齐胸处绑两根横筋定位，并画好竖筋分档标志。一般情况横筋在外，竖筋在里，所以先绑竖筋后绑横筋，横竖筋的间距及位置应符合设计要求。

　　(2) 墙筋为双向受力钢筋，所有钢筋交叉点应逐点绑扎，竖筋搭接范围内，水平筋不少于三道。横竖筋搭接长度和搭接位置，符合设计图纸和施工规范要求。

　　(3) 双排钢筋之间应绑间距支撑和拉筋，以固定钢筋间距和保护层厚度。支撑或拉筋可用φ6和φ8钢筋制作，间距600mm左右，用以保证双排钢筋之间的距离。

　　(4) 在墙筋的外侧应绑扎或安装垫块，以保证钢筋保护层厚度。

　　(5) 为保证门窗洞口标高位置正确，在洞口竖筋上画出标高线。门窗洞口要按设计要求绑扎过梁钢筋，锚入墙内长度要符合设计及规范要求。

　　(6) 各连接点的抗震构造钢筋及锚固长度，均应按设计要求进行绑扎。

　　(7) 配合其他工程安装预埋管件、预留洞口等，其位置、标高均应符合设计要求。

　　顶板钢筋绑扎

　　(1) 清理模板上的杂物，用墨斗弹出主筋，分布筋间距。

　　(2) 按设计要求，先摆放受力主筋，后放分布筋。绑扎板底钢筋一般用顺扣或八字扣，除外围两根筋的相交点全部绑扎外，其余各点可交错绑扎(双向板相交点须全部绑扎)。如板为双层钢筋，两层筋之间须加钢筋马凳，以确保上部钢筋的位置。

　　(3) 板底钢筋绑扎完毕后，及时进行水电管路的敷设和各种埋件的预埋工作。

　　(4) 水电预埋工作完成后，及时进行钢筋盖铁的绑扎工作。绑扎时要挂线绑扎，保证盖铁两端成行成线。盖铁与钢筋相交点必须全部绑扎。

　　(5) 钢筋绑扎完毕后，及时进行钢筋保护层垫块和盖铁马凳的安装工作。垫块厚度等于保护层厚度，如设计无要求时为15mm。钢筋的锚固长度应符合设计要求。

　　常见错误做法总结于下：

　　1.暗梁当楼面梁使用。这是最常见的错误。暗梁之所以不能当楼面梁是因为其刚度不够，荷载不能按自己设想的方式传递，即楼面荷载—板—暗梁—柱的传递方式几乎是不可能的。这样将大大低估板的内力。我个人认为，根据内力按最短距离传递的原则，用暗梁代替梁只有在板受集中力时，在集中力处沿板的最短方向(双向板沿两个垂直方向)设置暗梁，可以认为集中力由暗梁承受以满足抗弯强度和裂缝要求，此时板的计算跨度绝对不能按支承于暗梁来考虑。但很多时候，这种做法也没有必要，直接加大板的受力钢筋即可，除非因抗剪(冲切)需要箍筋而使用暗梁。

　　2.与上一个问题相对应的是，在刚度发生较大突变(增加)处，应视为梁。典型的问题是不同高程的板之间出现的错台，错台本身平面外刚度比较大，而板的平面外刚度较小，不管你是否愿意，板上的荷载都要传递到错台上，因此应当按梁来设计，尤其是抗剪钢筋应满足要求。地下通道、车站遇到的这种情况较多，其荷载又比较大，但大多数人对错台的处理却非常草率，这很令人担忧。

　　3.框架结构形成事实上的铰接。最常见的是梁刚度比柱大的多，使柱对梁的约束作用较弱，形成事实上的铰。这样减少了超静定次数，于抗震不利，也难以形成“强柱弱梁”。 坂神地震时，地铁车站柱的破坏相当严重，也提醒我们不能忽视这个问题。地铁车站顶底板可看作筏板，其梁的刚度当然大于柱，但中板处不宜将梁的刚度做得较大。另外，地下工程如通道、涵洞、地铁车站等，有时不小心也容易作成刚度较大的顶底板和刚度较小的侧墙，这样横剖面就形成铰接的四边形，两侧墙土压力相差较大时很容易失稳，也不利于抗震。

　　4.板墙受力钢筋置于分布钢筋的内侧。很多人总把分布钢筋想象成类似梁的箍筋，因此配筋不小心就这样倒置。分布钢筋的作用在于固定受力钢筋位置，传递受力及防止温度收缩裂缝，它不需要象梁柱箍筋那样外包以防止钢筋受压向外鼓出，更重要的是，板墙截面高度较小，为增加有效高度发挥受力筋作用，一般情况下应当外置受力钢筋。某些特殊情况，如地下连续墙，由于施工方便原因可牺牲板有效高度，将受力钢筋内置。

　　5.在紧靠柱的位置框架梁上搭梁。由于紧靠柱支承的位置，框架梁的转动受到约束，当其上所搭的梁荷载较大时，将产生很大的扭矩，使框架梁的配筋变得困难。某些设计人员将此处框架梁与搭接梁的连接看作铰接，这是很不安全的，因为梁的塑性变形能力有限。

　　6.板钢筋不伸入上翻梁受力钢筋之上。这在地面上结构中还不容易出现，但在地下工程中，由于结构形式不够直观，稍有疏忽就会犯错。最常见的是通道入口处顶板有一道收口的横梁，其底部顺板向下倾斜，形成不规则的梁。多数人配筋将此梁受力钢筋仍然沿水平方向布置，板的纵向钢筋则从下侧锚入梁内。地下工程没有完全的分布钢筋，在这个横梁处，板的纵向钢筋实际上是受力钢筋，不但要按受力钢筋锚固，还应当在梁受力钢筋之上。另外，很多人认为此梁受力小，因而配筋马虎。实际上，此梁由于单边受力，有一定的扭矩，配筋应考虑板上荷载传递到此梁上。

　　7.地铁车站不计中板开洞。由于开洞的影响比较难算，也由于部分人对开洞影响没有当成一回事，因而计算时都加以忽略。当开洞较小时，这样也许没有多大影响，但地铁车站有时在中板沿横向平行布置三排楼、扶梯，严重削弱该处楼板刚度，虽然洞边有加强的梁，但梁高受到限制，中板厚度通常都为400～500，因此不足以弥补其刚度的损失。至于加暗梁来加强洞口，更不能弥补计算模式与实际不符的不足。

　　在使用钢结构建筑的时候，虽然这种结构的使用具有很多的优势。但是在安装的时候，却需要一定的清洗工作。对于建筑师来说，介绍一些主要清洗的部分。

　　钢结构房屋抛丸机，清理过程中由电气控制的可调速输送辊道将钢结构件或钢材送进清理机室体内抛射区，其周身各面受到来自不同坐标方位的强力密集弹丸打击与磨擦，使之其上的氧化皮、锈层及其污物迅速脱落，钢材表面就获得一定粗糙度的光洁表面，在清理室外两边进出口辊道装卸工件。落入钢材上面的弹丸与锈尘经吹扫装置吹扫，撒落下来的丸尘混合物由回收螺旋输送到室体漏斗、纵横向螺旋输送机汇集于提升机下部，再提升到机器上部的分离器里，分离后的纯净弹丸落入分离器料斗中内，供抛丸循环使用。抛丸清理中产生尘埃，由抽风管送向除尘系统，净化处理后的净气排放到大气中，颗粒状尘埃被捕捉收集。

　　彩板主要构成

　　1.清理室

　　清理室为大容腔板式箱形组焊结构，室体内壁衬有ZGMn13耐磨防护板，清理作业在密封的容腔内进行。

　　2.输送辊道

　　分为室内输送辊道和装卸料段输送辊道。

　　室内辊道外套高铬耐磨护套及限位环，高铬耐磨护套用于保护辊道，承受弹丸打击，限位环可使工件按预定的位置运行，防止跑偏，造成事故。

　　3.提升机

　　主要由上、下部传动、筒体、皮带、料斗等组成。

　　提升机上下同径带轮采用筋板、轮板与轮毂组焊成多边形结构，以增强磨擦力，避免打滑现象，延长了皮带使用寿命。

　　提升机罩壳折弯成形，打开提升机中壳上的盖板可维修更换料斗和搭接皮带。打开提升机下壳上的盖板可排除底部弹丸的阻塞。

　　调整提升机上壳两侧螺栓带动拉板上下移动便可保持提升皮带的松紧度。

　　上下带轮采用带方座外球面球轴承，受到振动冲击时可自动调整，密封性好。

　　4.分离器

　　螺旋输送器主要由减速电机、螺旋轴、螺旋体壳组成。

　　采用带方座外球面球轴承，该轴承受到振动冲击时能自动调整，密封性好。

　　6.输丸管道

　　本输丸管道具有双重控丸功能，每一闸管上方均设一闸板，分别切断来自分离器的弹丸，便于维修各自的抛丸器;闸板开启大小，可以调节弹丸流量，也可根据清理工件的规格任意组合，开启与关闭闸门数量，以节约能源，减少对机器的磨损，并保证满足生产需要。

　　7.抛丸器

　　采用单圆盘抛丸器，成为当今国内完美无缺的高水平抛丸器。它主要由转动机构、叶轮、罩壳、定向套、分丸轮、护板等组成，其中叶轮采用Cr40材质 由锻造而成，叶片、定向套、分丸轮及护板均采用高铬。

　　8.吹扫装置

　　本装置采用高压风机，并在室体内辅室部分设有不同角度的多组弹性吹嘴，对工件表面余留的弹丸进行吹扫清理。

　　9.进出口密封

　　工件进出口密封装置，均采用橡胶弹簧钢板制成，为防止在抛丸时，弹丸飞溅出清理室外，在工件进出口处各设多道加强密封，其特点为弹性强、寿命长、密封效果俱佳。

　　10.除尘系统

　　布袋式除尘器

　　主要由袋式除尘器和风机、除尘管道等一起组成除尘系统。除尘效率可达99.5%.

　　11.电气控制

　　电气控制系统采用常规控制实现对全机的控制，采用国内外生产的优质电器元件，具有可靠性高及维修方便等优点，主电路由小型断路器和热继电器实现对各电机的短路、缺相、过载保护。并设有多处急停开关，方便紧急关机，防止事故扩大。

　　在清理室及清扫室的各个检修门上设有安全保护开关，当任何一个检修门打开后，抛丸器不能启动。

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