钢结构教学-2(郭彦林)

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1、钢结构课件－郭彦林教授第五章整体结构中的压杆和压弯构件1、结构设计方法对于无支撑纯框架：µ计算长度系数法：线弹性内力计算，再应用计算长度系数法校核构件的承载力µ计算长度系数取“1”：在框架每层柱顶，施加假想的水平力，采用二阶弹性分析计算内力，计算长度系数取“1”µ二阶高级分析：结构极限承载力分析；对于有支撑框架（支撑桁架，剪力墙，电梯井）：µ计算长度系数法：µ二阶高级分析：2、平面桁架中构件的计算长度系数µ影响构件计算长度系数V相连构件的线刚度及端部约束V相连构件的受力情况：轴心压力或拉力µ桁架平面内计算长度系数：V弦杆，支座竖杆，

2、支座斜杆，腹杆（l=αl）0µ桁架平面外计算长度系数：两支撑点之间的距离µ变内力构件的计算长度N2l0=l1(0.75+0.25)，但所得l0不得小于0.5l1。N1N较大压力；N较小压力（压力取正号，拉力取负号）。12µ交叉腹杆的平面内计算长度（0.5）V连接情况：斜杆在交叉点处有两种可能的构造方式：（a）一是两杆均不断开；（b）二是一杆不断开，另一杆断开但用节点板拼接；无论是否有斜杆断开，两斜杆总是用螺栓相连的V平面内计算长度（0.5）µ交叉腹杆的平面外计算长度①相交另一杆受压，两杆截面相同并在交叉点不中断：1N0l=l(1+)

3、02N②相交另一杆受压，此杆在交叉点中断但以节点板搭接：2πN0l=l1+012N③相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点不中断：13N0l=l(1−)≥0.5l024N④相交另一杆受拉，此杆在交叉点中断但以节点板搭接：3N0l=l1−04N式中l为节点间的距离（交叉点不作为节点）；N为计算杆件的内力；N为相交另一杆内力，均取绝对值。0V计算杆受压，另一杆受拉，且拉压绝对值相等(0.5)V两杆均受压，且压力相等(1.0)3、框架稳定及框架柱计算长度系数(1)单层框架的稳定性及计算长度系数¾无侧移框架（支撑桁架，剪力墙，电梯井）：刚接

4、及铰接？µ强支撑框架µ弱支撑框架¾有侧移框架：刚接及铰接？(2)单层多跨框架的稳定性计算¾无侧移框架和有侧移框架柱的计算程度系数的计算µ计算长度系数取决于梁与柱线刚度的比值，故可以制成表格以供查阅：K=i/i，i=I/L，i=I/L0bcbbbcccµ表5-2：单层等截面柱的计算长度系数（p174）V框架类型：无侧移和有侧移V柱与基础的连接方式：固接和铰接¾非典型框架柱的计算长度系数（作业:横梁远端铰接！横梁远端嵌固时？）¾规范（GB50017）对于非典型框架柱计算长度系数的修正（表5-2）µ梁远端铰接和固接：修正方法是对横梁线刚度

5、乘以下列系数V无侧移框架梁远端铰接：1.5梁远端嵌固：2.0V有侧移框架梁远端铰接：0.5梁远端嵌固：2/3µ梁有轴压力的情况：梁线刚度乘以下列折减系数V无侧移框架横梁远端与柱刚接和远端铰接时α=1−NNNbEb横梁远端嵌固时α=1−N(2N)NbEbV有侧移框架横梁远端与柱刚接α=1−N(4N)NbEb横梁远端铰接时α=1−NNNbEb横梁远端嵌固时α=1−N(2N)NbEb2πEI式中N=Eb2l¾单层多跨框架柱的计算长度系数：同样的方法，但线刚度的比值计算不同K=(i+i)/i1b1b2c(3)多层多跨框架的稳定性计算¾无侧移

6、框架µ基本假定V所研究的“12”柱与上下柱同时屈曲；V框架屈曲时同层各横梁两端的转角大小相等，但方向相反；V屈曲时节点处产生的梁端不平衡力矩按节点处柱的线刚度正比例地分配给柱端使之平衡；V各柱的kl值均相同，即其抗弯刚度系数均为C和S；V不及横梁中轴力的影响。µ平衡方程V建立节点1的平衡方程，可获得关于θ和θ的一个平衡方程12V根据假定“屈曲时节点处产生的梁端不平衡力矩按节点处柱的线刚度正比例地分配给柱端使之平衡”建立平衡方程，可获得关于θ和θ的12另一个平衡方程µK1和K2的计算VK1：该柱上端节点处相交的横梁线刚度之和与柱线刚度

7、之和的比VK2：该柱下端节点处相交的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值µ已知K1和K2查表可获得柱子的计算长度系数¾有侧移框架µK1和K2的同样处理……(4)变截面阶形柱的计算长度系数:平衡法可以精确地求出Ncr¾平衡法求解屈曲荷载Ncr（柱轴力）¾查表计算柱子上下段的计算长度系数µ上下段柱的计算长度分别是：H=µH和H=µH01110222µ查表附表（19-1）：柱上端完全自由；柱上端可自由侧移，但不能转动IHHNI12112µ=µηK1=，η1=µ2，121IHHNI21221(5)具有摇摆柱的框架的稳定性计算¾摇摆柱的影响：负

8、面影响，不利影响¾框架柱的计算长度系数：按不考虑摇摆柱的计算长度系数乘以增大系数∑(N1/h1)η=1+∑(Nf/hf)∑(N1/h1)各摇摆柱轴力和高度比值之和∑(Nf/hf)各框架柱轴力和高度比值之和¾摇摆柱的计算长度系数：取“1