最新關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)中計(jì)算長(zhǎng)度的討論-資料下載頁(yè)
2025-06-28 04:34本頁(yè)面
【正文】 曲系數(shù)的方法。整體模型的屈曲分析具有較為直觀的屈曲模態(tài)，可以直接看到結(jié)構(gòu)整體的屈曲變形，通過(guò)判斷各階屈曲模態(tài)對(duì)應(yīng)的變形來(lái)判斷具體結(jié)構(gòu)構(gòu)件是否發(fā)生屈曲，從而得到其對(duì)應(yīng)的屈曲臨界力[57]。該方法較難判斷具體構(gòu)件應(yīng)對(duì)應(yīng)的屈曲模態(tài)，常導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果偏于保守；但該方法考慮了諸多計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的影響因素，與實(shí)際情況也相符合，較為合理。本文采用SAP2000做鋼框架的屈曲分析。在荷載q的作用下，鋼框架的軸力如圖47(a)所示，圖(b)為構(gòu)鋼框架的第一階屈曲模態(tài)，從變形圖可以看出，柱子發(fā)生了屈曲。(a) q作用下的軸力(kN)(b) 第一階屈曲模態(tài)()圖47 荷載作用下的軸力及屈曲模態(tài)所以，柱子的臨界荷載為：由歐拉臨界荷載公式反算各桿件的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)：由此可見(jiàn)，兩者非常接近。工程中的一系列對(duì)比，也說(shuō)明這些做法是正確的，下面以筆者的一個(gè)實(shí)例來(lái)說(shuō)明些方法在工程實(shí)踐中的運(yùn)用。本算例取決于某工程的施工頂升架，頂模鋼平臺(tái)由桁架層、支撐柱和支撐鋼梁組成，鋼平臺(tái)桁架層由主桁架、次桁架、三級(jí)桁架和邊桁架及內(nèi)部小次梁、吊架梁等構(gòu)件組成。頂模鋼平臺(tái)設(shè)計(jì)采用SAP2000軟件。 頂模鋼平臺(tái)立面圖 頂模鋼平臺(tái)平面圖荷載考慮：恒荷載、活荷載、風(fēng)荷載（考慮三種情況：施工狀態(tài)及提升狀態(tài)下遭遇八級(jí)風(fēng)、施工狀態(tài)下遭遇十級(jí)風(fēng)、施工狀態(tài)下遭遇臺(tái)風(fēng)荷載）、頂升不同步位移、施工電梯荷載。 邊界約束條件根據(jù)邊界約束條件的不同，鋼平臺(tái)分為兩種計(jì)算模型。施工狀態(tài)時(shí)，假定兩道支撐梁兩端為鉸接，；頂升狀態(tài)時(shí)，忽略支撐梁的約束作用，將千斤頂與支承柱的連接簡(jiǎn)化為鉸支座。下列僅以施工狀態(tài) 支承柱計(jì)算長(zhǎng)度取值（根據(jù)屈曲分析）采用十級(jí)風(fēng)施工狀態(tài)模型：以結(jié)構(gòu)整體模型為基礎(chǔ)，對(duì)結(jié)構(gòu)進(jìn)行特征值屈曲分析。正常施工狀態(tài)下取D+L計(jì)算屈曲工況，圓管柱及格構(gòu)柱在Mode98的屈曲模態(tài)下首次發(fā)生屈曲。其屈曲變形及屈曲荷載如下：支撐柱首次屈曲模態(tài)圓管柱在D+L工況下的最小軸力值為：2634kN，則根據(jù)屈曲分析結(jié)果，施工階段的支承柱的一階彈性屈曲臨界荷載為2634=，根據(jù)歐拉公式可以反推得到理論計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)： 鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計(jì)算應(yīng)力比將各計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)值手工輸入模型中，應(yīng)力比計(jì)算結(jié)果如下圖所示：鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件應(yīng)力比示意圖具體各構(gòu)件應(yīng)力比數(shù)值可在模型中查看，，滿足規(guī)范要求。整體穩(wěn)定性計(jì)算步驟如下【3】P61鋼結(jié)構(gòu)系統(tǒng)整體穩(wěn)定性理論分析的主要步驟包括：（1） 建立完善結(jié)構(gòu)力學(xué)模型按理論設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)構(gòu)型建立完善結(jié)構(gòu)計(jì)算模型，包括確定結(jié)構(gòu)幾何模型、構(gòu)件單元模型、構(gòu)件規(guī)格尺寸、構(gòu)件材料特性、結(jié)構(gòu)邊界條件等。確定整體穩(wěn)定性驗(yàn)算的荷載組合荷載組合常采用標(biāo)準(zhǔn)組合。對(duì)于活荷載需要按不同的分布模型分別進(jìn)行組合； 對(duì)于風(fēng)荷載需要按不同的風(fēng)向分別進(jìn)行組合。結(jié)構(gòu)線性整體穩(wěn)定性分析對(duì)每一種荷載組合，通過(guò)對(duì)穩(wěn)定特征方程的分析，分別計(jì)算結(jié)構(gòu)線性整體穩(wěn)定的臨界荷載因子（）及相應(yīng)的屈曲模態(tài)矩陣（）確定結(jié)構(gòu)的初始幾何缺陷模型對(duì)每一種荷載組合，確定相應(yīng)的初始幾何缺陷模式及幅值，可采用“一致缺陷模態(tài)法”模擬。若第一臨界點(diǎn)為重臨界點(diǎn)，應(yīng)選用與臨界荷載因子（）相應(yīng)的所有模態(tài)。對(duì)于第一臨界點(diǎn)附近頻率密集的結(jié)構(gòu)，應(yīng)多選用幾個(gè)模態(tài)。結(jié)構(gòu)大位移幾何非線性整體穩(wěn)定性分析包括完善結(jié)構(gòu)和有缺陷結(jié)構(gòu)分析，獲得相應(yīng)的整體穩(wěn)定最小臨界荷載因子（）和（）判斷構(gòu)件是否出現(xiàn)屈服變形現(xiàn)象判斷在幾何非線性分析過(guò)程中，當(dāng)荷載達(dá)到整體穩(wěn)定最小臨界荷載因子（）之前，主要構(gòu)件是非否屈服，若未屈服，則轉(zhuǎn)第（8）步，進(jìn)行結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性評(píng)定，否則，進(jìn)入第（7）步。結(jié)構(gòu)大位移彈塑性整體穩(wěn)定性分析分析缺陷結(jié)構(gòu)的彈塑性整體穩(wěn)定性，獲得相應(yīng)的整體穩(wěn)定最小臨界荷載因子（）結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定性判定根據(jù)第（5）或第（7）步的數(shù)值計(jì)算結(jié)構(gòu)，按JGJ 612003（加規(guī)程名稱(chēng)）或常用方法，分別判定不同荷載組合條件下結(jié)構(gòu)伯整體穩(wěn)定性，并確定結(jié)構(gòu)整體穩(wěn)定的設(shè)計(jì)最大荷載因子（）.
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