本文转载自 公众号非常稳定 我国规范《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》 GB51022-2015 对于阶形柱的计算长度系数有单独的计算方法。与常用的钢框架柱的计算长度系数的计算方法不同,阶形柱的计算长度系数与上下柱的刚度比、轴力比有关。此外,
我国规范《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》 GB51022-2015 对于阶形柱的计算长度系数有单独的计算方法。与常用的钢框架柱的计算长度系数的计算方法不同,阶形柱的计算长度系数与上下柱的刚度比、轴力比有关。此外, 部分设计人员在实际工程应用中发现,在一定参数范围内,《门刚》方法会因为根号内出现负值,而无法得到计算长度系数 。本文将针对这两点进行说明和讨论。
四种不同的计算长度系数
( 4 )同时考虑同层各柱和上下柱在失稳时的相互支援作用(记为 k 23 ): 理论上来说这一方法最为精确,但是实际应用困难较大,有限元分析得到的结果属于这种情况(见小编的“ 如何用弹性屈曲分析确定柱子的计算长度 ”)。
阶形柱中的支援作用
答:通过研究发现,杆系结构的荷载负刚度可以表示为 aP / L ,其中系数 a 与荷载形式和端部约束条件相关,对于有侧移失稳 a 在 1~1.216 之间变化(详见童根树教授《钢结构的平面内稳定性》)。从该表达式可以发现,对于特定结构,荷载的负刚度与荷载大小呈线性关系。
《门刚规范》的印刷错误带来的问题
有部分设计人员在实际应用中发现,在某些参数条件下,确定上柱计算长度系数的 A.0.4-2 式可能由于根号内数值小于零而无解。 经过检查发现,规范的 A.0.4-6 式存在印刷错误,该公式的最后一个参数 i c1 应为 i c2 ,即:
主要参数影响的验证
下面以一单阶柱算例来对上下柱刚度和轴力对计算长度系数的影响进行说明。下段柱:截面 H600x320x8/14 ,高度 9m ,轴力 300kN ,下端固结。上段柱:截面 H600x260x8/14 ,高度 4m ,轴力 70kN ,屋面梁提供的约束刚度 K z2 =6.12x10 10 N.mm 。通过计算发现,这种情况下 K 1 为负数,表明上柱为下柱提供支援作用。
图 2 中通过变化上柱的翼缘宽度来改变上下柱的刚度之比,可以发现,随着上柱翼缘刚度增加(翼缘宽度加大),上柱可以为下柱提供更大的支援作用,因此上柱的计算长度系数增大,下柱的计算长度系数减小。
需要说明的是,图 2 和图 3 仅用于说明参数的影响,相对实际工程部分参数可能处于不合理的范围。
本文小结
(4) 《门刚规范》种阶形柱的公式存在印刷错误,可能影响实际工程应用。
致谢:感谢网友“幸福是什么”告知小编《门刚规范》计算结果存在的问题。
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