通常情况下，拉弯构件的截面设计可以先从静强度着手，再用刚性条件进行验算。对于长度较大而内力不大的构件往往是刚性条件起控制作用；对于直接承受动载荷的偏心拉杆，如门机的大拉杆也可能是疲劳强度起控制作用。[董达善，2011，P239]

1. 这里所说的控制作用指什么？例如对于长度较大而内力不大的构件，我们可以只验算其刚性，而不考虑强度和疲劳吗？

答：控制条件的意思是指在截面设计过程中起主要作用，以该条件为主要设计依据。设计完成后，利用其它条件进行验算。

2. 对于压弯构件而言，为什么不能通用拉弯构件的截面面积计算公式（公式8-4），而通过偏心率来计算？

答：拉弯构件远比压弯构件简单，例如拉弯构件在单向弯矩作用下，其强度验算即为材料力学普通验算公式：

而压杆构件，需要考虑轴向压力产生的弯矩放大系数，以及可能发生发生的整体弯扭失稳。压弯构件和拉弯构件是两种不同类型的设计问题。

完。

1. 金属结构的构件设计程序具体要求？

答：

1. 程序设计应能解决压杆（格构式、实腹式），梁（格构式、实腹式）、压弯构件（格构式、实腹式）的设计问题；
2. 程序针对实腹式构件应分别针对型钢和组合截面进行设计；
3. 程序设计完成后应能绘制三维模型；
4. 程序输出数据：截面类型、截面参数、构件重量。

2. 在ANSYS中如何分析三铰结构，即铰如何处理？

答：通常而言，铰接点可以有三种方法：

1. 选用带铰单元，如beam44;
2. 耦合CP；
3. 约束方程CE。

完。

1. ANSYS中的默认单位制是什么？

答：ANSYS APDL中没有默认单位制，用户确保单位制统一，建议采用国际单位制，或者中国工程常用单位制。ANSYS workbench中可以设置单位制。

2. ANSYS Preprocessor $\rightarrow$ Modeling $\rightarrow$ Operate $\rightarrow$ Booleans 中Divide之后剩下的是什么（比如面减去体ASBV）？

答：这是ANSYS中经典的布尔操作。布尔操作一般会产生新生成对象，对象编号发生改变。被操作对象可以选择保留或删除，此部分是ANSYS的难点，需深入学习。针对ASBV，一般而言就是在被操作的面上，去除体的部分，生成一个新面。

3. ANSYS Preprocessor $\rightarrow$ Modeling $\rightarrow$ Operate $\rightarrow$ Booleans中的Add、Overlap、Glue区别？

答：下面以”面A和面B存在交集为例“解释这三者之间的区别。Add是合并操作，注意合并后没有交线，两个面合并为一个新面。Overlap是搭接操作，会产生三个面，包括新面A、新面B、面A和面B的交集新面C，这三个面边缘没有关系，类似于“切割”。Glue是粘接操作，可以使上一步Overlap操作产生的面粘贴在一起，类似于“焊接”。

4.一些构件初步确定其尺寸后，如果是型钢，可以直接查型钢表查找尺寸，如果是组合截面的话，该怎么确定其最终尺寸？

答：下面以“梁”来举例，设计目的是：满足使用条件下梁自重最轻。对于组合梁首先要确定截面形式，开口还是闭口截面，然后先确定合理梁高，再确定其腹板厚度、翼板宽度和翼板厚度。

完。

1.课本P332“注“中当$\lambda_n >0.215$时，公式 $\varphi=\frac{1}{2\lambda^2_{n}}[(\alpha_2+\alpha_3\lambda_n+\lambda^2_{n})-\sqrt{(\alpha_2+\alpha_3\lambda_n+\lambda^2_{n})^2+4\lambda^2_{n}}]$是否有误？（根据勾股定理这个式子的$\varphi$恒小于0）。

答：尽信书不如无书，这个公式是印刷错误，可以从规范查找原始公式。正确的公式为：$\varphi=\frac{1}{2\lambda^2_{n}}[(\alpha_2+\alpha_3\lambda_n+\lambda^2_{n})-\sqrt{(\alpha_2+\alpha_3\lambda_n+\lambda^2_{n})^2-4\lambda^2_{n}}]$。

2.梁截面尺寸初值确定？

答：梁一般水平放置，不承受轴力，主要承受弯矩。梁可以分为实腹梁和桁架梁。

（1）实腹梁的截面初定

根据特征梁高$h_d$、强度条件确定的经济梁高$h_\sigma$和刚度条件确定的经济梁高$h_s$之间的关系，确定合理梁高$h$。然后确定腹板厚度$\delta$，翼板宽度$b$，最后确定翼板厚度$t$。

（2）桁架梁的截面初定

根据使用要求和受力状况选择桁架的外形和腹杆体系；确定桁架的主要参数：跨度$L$、桁架高度$h$、节间长度$l$。跨度$L$是根据使用要求由总体方案决定的。确定桁架的特征高度$h_d$、桁架经济高度$h_j$，并折中选择桁架高度$h$。桁架高度确定后，可以确定主弦的节间长度$l$，其节间长度取决于斜腹杆的倾角$\alpha$。

3. 受压构件的计算长度，绕主轴$x-x$和$y-y$的计算长度，有什么区别？

答：对于压杆来说，一般对于主轴$x$、$y$截面要保持等稳度。如果两个主轴截面边界条件一致，计算长度是相同的。如果边界条件不一致，计算长度$\mu l$需要考虑边界条件的$\mu$。

1. 单向压弯构件边缘纤维屈服准则计算公式中的$N_E$ 和$N_{cr}$的区别?

   答：$N_E$指的是压杆稳定中的欧拉临界力，一般可以表为$N_E=\pi^2 EI/(\mu l)^2$；而$N_{cr}$一般指的是临界载荷，和欧拉临界力$N_E$之间没有必然联系，只有当研究对象为压杆时，$N_{cr}$等于$N_{cr}$。

2. 双向偏心受压构件的整体稳定性安全工作线CFB段的含义？

   答：安全工作线CFB段为虚线。当构件的惯性矩比值$\gamma$值较大，构件长细比$\lambda$较小时，杆件的弹性弯扭屈曲曲线可能高于边缘屈服相关曲线（即CFB段）。这时可用边缘屈服相关线为安全工作线，无须考虑弯扭屈曲。我们进行验算时，只需要验算公式（1）和（3）即可，无须验算公式（2）。

3. 如果桁架结构外形要和弯矩图一致的话，那如果桁架梁受到的是均布载荷该如何处理 ？

   答：桁架梁受均布载荷时，其弯矩图一般为二次曲线。如果结构外形采用曲线，难以加工，因此利用多段折线来替代曲线。

4. 结构有静态刚性与动态刚性，什么时候考虑动态刚性？什么时候考虑静态刚性？起重机主梁刚性考虑什么？

   答：静态刚性一般指的是挠度变形，动态刚性一般指的是固有频率。《起重机设计规范GB/T 3811-2008》的5.5.2条对起重机的静态刚性做出了规定，例如对于塔式起重机，

   在额定起升载荷（有小车时还应包括在臂端的小车自重载荷）作用下，塔身在其与臂架连接处（或臂架与转柱的连接处）产生的水平净位移$\Delta L$与塔身自由高度$H$的关系，推荐为：$\Delta L\leq\frac{1.34}{100}H$。

   《起重机设计规范GB/T 3811-2008》的5.5.3条指出：对起重机的动态刚性一般不做要求，对于桥式和门式起重机的动态刚性可参见ISO22986:2007。

5. 格构式轴心受压件缀条、缀板怎么选取？怎么设计？

   答：目前，在塔式起重机上，缀板已经过时，一般采用缀条进行连接。缀条初步设计时，考虑三个因素：

   （1）缀条自身的长细比控制；

   （2）主肢与缀条的截面比；

   （3）构件横截面剪力Q和当量缺陷产生的剪力。

    

1. 有效迎风面积为什么是$A=A_0 sin^2 \theta$ ，而不是$A=A_0 sin \theta$ ?

   答：起重机国际标准ISO 8686-3:2018《Cranes – Design principles for loads and load combinations – Part 3: Tower cranes》中风载荷引用的是ISO 4302:2016《 Cranes – Wind load assessment》，其中$A=A_0 sin \theta$，在中国起重机标准GB/T 3811-83和 GB/T 3811-2008中都是采用$A=A_0 sin^2 \theta$。推荐采用$A=A_0 sin \theta$ 这样风载偏危险，结构偏安全。

2. 钢丝绳长度超过50m时的自重如何处理？

   答：通过单位长度重量$\times$起升高度$\times$倍率，可以得到钢丝绳的重量。将连续质量模型等效为两端集中质量模型，所以一端在吊臂端部，而另一端在重物上。在吊臂端部的重量当做自重，在重物上的重量当做吊重。

3. 侧焊缝最大计算长度为何静载时上限比动载时上限大？

   答：考虑到侧焊缝的应力分布特点，侧焊缝的最大计算长度规定为：承受静载荷，不宜大于$60h_f$；承受动载荷，不宜大于$40h_f$，超出部分不予考虑。动载荷焊缝受力更加危险，因此计算长度偏小，这是合理的。