柱的计算长度系数该如何计算?
变形结构侠
2018年02月05日 13:27:09
只看楼主

本文来源:公众号:IADI3,如有侵权请联系删除 实际工程中,柱子的计算长度确定往往需要用欧拉公式反算,过程比较繁琐。今天小i介绍一个快速计算柱子计算长度的插件,希望对一线的工程师有帮助。 在高层建筑或者空间结构的设计中,柱的计算长度系数常常是一项必需的工作。钢结构规范对于框架柱的计算长度系数的计算方法做出了规定,但是在使用时具有一定局限性,我们常常需要依靠欧拉公式来获得计算长度系数。通常情况下,我们遵循如下步骤:

本文来源:公众号:IADI3,如有侵权请联系删除

实际工程中,柱子的计算长度确定往往需要用欧拉公式反算,过程比较繁琐。今天小i介绍一个快速计算柱子计算长度的插件,希望对一线的工程师有帮助。

在高层建筑或者空间结构的设计中,柱的计算长度系数常常是一项必需的工作。钢结构规范对于框架柱的计算长度系数的计算方法做出了规定,但是在使用时具有一定局限性,我们常常需要依靠欧拉公式来获得计算长度系数。通常情况下,我们遵循如下步骤:

(1)在需要计算的构件上施加荷载,常用的是在构件两端施加一对反力,或者施加升温荷载;

(2)运行该荷载的静力工况,获得该构件的轴力N;

(3)以该荷载作为激励荷载,运行屈曲工况,获得对应构件屈曲的屈曲因子f;

(4)计算构件的屈曲荷载Ncr=Nf,然后按照下式获取计算长度系数μ,其中E为弹性模量,I为截面惯性矩,l为构件几何长度。

微信图片_20180205132045.jpg

以上流程是标准化的,工程师在操作时需要反复执行以上流程,并借助EXCEL表进行计算,费时费力。笔者前段时间承担了某超高层的巨柱巨撑的计算长度系数计算工作,工欲善其事,必先利其器,基于VISUAL STUDIO 2010平台及C#语言,编写了一个SAP2000的API插件,能够方便的执行以上流程,快速获取结果。借助此插件,笔者在短时间内就能够获得大量的计算数据,节省了不少工作时间。我们结构工程师应该减少机械性工作所花费的时间,用更多的精力去研究结构的本质,为此,中国中元建筑三院在此公开此插件供大家免费使用,包含v17和v19两个版本。设计不易,我们结构工程师更应同舟共济,“马背上的时光,没有一分钟是可以浪费的”。

微信图片_20180205132050.png

使用说明

软件的安装

(1)运行.msi文件,完成安装,将该程序添加至计算机中。

(2)进入SAP2000界面,点击“工具”,并选择“添加/显示插件”。

微信图片_20180205132054.jpg

(3)对于SAP2000 v17的用户,在插件名称中输入“LengthFactor_v17”,对于SAP2000 v19的用户,在插件名称中输入“LengthFactor_v19”,菜单文字输入任意文字(如lengthfactor),点击右边的添加按键,显示OK表示插件添加成功。


微信图片_20180205132057.jpg

两端荷载法的执行

(1)点击“工具”——lengthfactor,弹出插件警告,选择“是”。

微信图片_20180205132100.jpg

(2)弹出软件的主界面。

微信图片_20180205132103.jpg

(3)选择“构件截面”,根据实际情况选择。

微信图片_20180205132107.jpg

(4)程序可自动计算构件的几何长度,但在某些情况下无法得到正确的结果,因此建议手动填写几何长度,单位mm,并可根据需要填写“提取模态阶数”,程序默认为20阶。

微信图片_20180205132111.jpg

(5)如果选择的构件是圆形或方形钢管混凝土,则需填写其几何参数,并选择其混凝土标号,如果不是这两种截面,则不可在这些空格中填写任何内容。

微信图片_20180205132116.jpg

(6)在SAP2000的窗口中选择要获取计算长度系数的构件,使其处于高亮状态,然后点击“两端荷载法加载”,由此程序将在构件两端施加一对1kN的反力。需注意的是,每次施加荷载前都先应点击“刷新两端荷载法”,去除之前施加的荷载,否则之前施加的荷载都会作为激励荷载参与屈曲工况的计算。

(7)保持构件高亮,点击“执行两端荷载法”,程序即自动开始计算,首先运行静力工况获取轴力N,然后运行屈曲工况获取屈曲因子。如果没有选择构件,则程序无法读出轴力N,计算时便会报错。

(8)计算完毕后,将在计算机E盘位置生成一个名为“temp_result”的txt文档,记录过程数据。在视窗中查看结构模态,寻找符合杆件屈曲的模态阶数,并查看构件是在强轴还是弱轴屈曲。

(9)选择“强轴/弱轴”,选取对应的模态阶数。默认为一阶和弱轴。

微信图片_20180205132120.jpg

(10)点击“计算长度系数”按钮,即可显示计算长度系数以及屈曲荷载结果。

需要注意的是,在使用此程序前需仔细阅读以上流程,并进行测试校核,充分掌握本程序的使用方法后才可用于实际工程,确保计算的正确性。


升温法的执行

升温法的操作与两端荷载法大致相同,只是在选择需要计算的构件后,直接点击“执行升温法”就能完成加载及计算工作,程序加载的是10℃的升温荷载。升温法适用于构件刚度不大的情况,而两端荷载法则是万能方法。

微信图片_20180205132124.png

该程序的安装程序可免费下载,对于有兴趣学习SAP2000 API技术的朋友,这里也提供源代码下载,笔者在代码中加入了很多注释,能够帮助你更深入的了解本程序的原理,甚至可以依样画葫芦,编制出自己的API程序。需要源代码的朋友,只需转发此文至朋友圈并收集3个赞,即可凭截图在后台索取下载密码。知识共享,共同进步,也是我们的初衷。

如需下载插件,可关注原文。

免费打赏

相关推荐

APP内打开