新聞動態

您現在的位置: 首頁 > 新聞動態內容

鋼網架結構設計的構件的計算長度和允許長細比


    計算長度是鋼網架結構設計中頻繁出現的術語,什麽是計算長度?這不是一二句話就可以說清楚的。可以看看規範P.3頁上的術語解釋:“構件在其有效約束點間的幾何長度乘以考慮杆端變形情況和所受荷載情況的係數而得的等效長度,用於計算長細比。計算焊縫連接強度時采用的焊縫長度。”事實上這句話,不如簡化為:“用於計算長細比的等效長度”。什麽又是等效長度呢?就是等效歐拉柱的長度。所謂歐拉柱就是兩端為鉸支的軸心受壓柱。

關於歐拉柱向日葵破解版app下载安装在前麵一節已經提到了,理想狀態的歐拉柱的臨界荷載是:,將截麵慣性矩用

為截麵麵積和截麵回轉半徑)替代,可以得到:該式也可以寫為,再引入穩定係數, 顯然,即穩定係數是長細比的函數。如果截麵應力小於臨界應力,即,則柱的穩定是可以保證的。也即。這就是向日葵免费下载app软件熟悉的計算軸心壓杆穩定的公式來源和基本運算思路。實際運用時,先求出長細比,再查表得到穩定係數,就可以得到結果。當然,規範給出的穩定係數實際上考慮各種缺陷的影響,已經進行了折減,同時屈服應力也改換成設計應力。

不同邊界條件(約束條件)的臨界荷載是不同的,圖.9給出了幾種典型的臨界荷載解答。如果向日葵免费下载app软件用,則可以得到統一的計算式,也就是向日葵破解版app下载安装可以查一個穩定係數表,這樣給實際計算帶來很大的方便。l0就是計算長度,就是計算長度係數。根據圖.9向日葵破解版app下载卐很容易得出,對於兩端簡支的杆,其計算長度就是杆的幾何長度,計算長度係數就是1,對於一端固定,一端簡支,其計算長度係數是0.7(實際運用取0.8),計算長度係數選取的正確與否直接影響到穩定驗算是否正確。必須慎重決定。

    本次鋼網架結構規範對交叉壓杆平麵外計算長度的規定比老規範要更全麵更準確一些(見規範的5.3.2條)。

    對於框架柱的計算長度,本次新規範有兩點修正,一是對於有支撐的框架根據抗側移剛度的大小分為強支撐框架和弱支撐框架。二是在計算框架梁的線剛度時,增加了梁遠端約束的影響係數。同時還規定了柱與基礎為鉸接時,平板柱腳取K2=0.1。事實上,根據加拿大的研究和實驗表明[1]:對於通常視為典型的鉸接的那種僅中部有兩個螺栓的平板柱腳,實際上也有很強的嵌固作用,0.1顯然取值偏低。

    強支撐和弱支撐的判別,在實際計算時是比較煩瑣的,但是通過一些實際的計算結果表明:按照以往慣例設置的支撐,都是強支撐。一個計算實例[2]是6層辦公樓,層高4米,3跨8+4+8米。縱向60米,柱距6米,僅設置了4片交叉支撐,計算的結果是,用2L80X8角鋼就可滿足強支撐的要求。因此可以認為實際結構中的框架,隻要設置了支撐,絕大部分都是無側移框架。

    規範規定受壓構件的允許長細比,一般不宜超過150,還是沿用前蘇聯的規範,這是因為在上世紀八十年代以前,我國的鋼結構基本上用於冶金企業的廠房,這些廠房大都荷載大且環境惡劣,長細比要求嚴格一些是應該的。但與國際上多數國家相比較,偏於保守一些。現在世界上多數國家的規範都把受壓構件的長細比控製在200以上。比如美國[4],英國是200,而法國和日本是250。顯然我國的規範是偏低。由於鋼結構的承載力較高,在不少場合是構造要求起控製因素,例如管道支架等,長細比就可以適當的放寬一些。我國的《網架結構設計與施工規程JGJ7-91》則規定壓杆的長細比為180。筆者認為長細比應該再規定的細致一些,多幾個區段,這樣會使設計者使用起來更方便。

    另外還要注意,對於多層和高層鋼網架鋼結構房屋,在基本地震烈度6度以上(即需要考慮抗震時,框架柱的長細比都小於120。而且是強製性條文,具體規定見GB50011。