多高层钢结构的稳定设计方法.pdf

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1、2014年第3期(总197期)安徽建筑多高层钢结构的稳定设计方法D虽esignMethodofStabilityofSteelStructureDesignPhaseofBuilding张磊，缪彤彤冶肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥230009)摘要：高层建筑钢结构在竖向荷载及风荷载或地震作用下，其结构结构需按线弹性P一△效应分析法计算内力和位移，计算稳定已成为设计中需要考虑的问题。文章从结构整体稳定性的主要参的位移需满足位移限值，构件承载力设计采用考虑P一△效应数控制和结构构件的轴心受压和偏心受压等方面，总结了在实际应用后的计算内力。中如何保证多高层铜结构

2、稳定性的设计方法。1．2考虑P一△效应关键词：高层钢结构；整体稳定性；构件稳定性结构在罕遇地震作用下，因P—A效应可能回引起失稳倒中图分类号：TU391文献标识码：A塌。弹塑性变形计算中，如需考虑P一△效应的不利影响，可采文章编号：1007—7359(2014)03—0156—02用非弹性P—A效应分析方法，也可采用如下的近似计算方法：0前言(5)(6)随着钢结构因质轻高强、延性好及计算准确、安装方便等优点而在高层建筑中普遍应用，钢构件因长细比较大而容易引DiM起结构失稳问题也更加引起人们的重视和关注_1_。本文从整体式中：为罕遇地震作用下考虑P一△效应后的层间位

3、稳定及构件稳定两个方面总结多高层钢结构设计中的稳定问其移；A为罕遇地震作用下不考虑P一△效应的层问弹塑性位题。中结移(计算方法见《高规》)；F为考虑P—A效应的放大系数。构设1结构整体稳定计2结构构件的稳定与研当结构在水平荷载作用下(风荷载或地震作用下)产生水究结构构件的失效有可能引起结构整体或局部坍塌，因此，应平位移时，重力荷载将引起结构的P—A效应，从而使结构的位在高层建筑中应注意对危险构件的极限承载力验算，应考虑最用移和内力增加，导致结构失稳。研究表明，刚重比是影响P—A危险荷载效应组合时的内力和应力分析。由于结构侧移和重效应及结构稳定的主要参数田。因此，在

4、高层建筑结构在水平荷力荷载引起的P一△效应较明显，可使结构的位移和内力增载作用下的稳定设计中，应控制结构的刚重比以限制P一△效加，当位移较大、竖向构件出现显著的竖向变形时可导致结构应。失稳。因此，高层建筑结构构件的稳定设计，主要是控制、验算1．1控制刚重比结构在风或地震作用下，重力荷载及其产生的P—A效应对结高层建筑结构在风荷载和多遇地震作用下，结构刚重比可构构件性能降低的影响以及由此可能引起的结构构件失稳。采用弹性刚度进行计算。徐培福等人考虑实际刚度折减的影2．1轴心受压构件的稳定性响，建议刚重比控制条件如下：对于理想的轴心受压杆件，其临界荷载可采用欧拉公式计①

5、当弯剪型结构满足式(1)，剪切型结构满足式(2)，此时算，欧拉临界应力为：结构可不考虑P一△效应的影响。o-~2E／A。(7)t>2．7(1)式中：A为构件的长细比。20(2)Perry公式考虑了几何初始缺陷及屈服应力对临界应力的其中Gz为阜；H为。影响，其公式为：日∑G∑Gi=1J=1一1y／[]一(8)②当弯剪型结构满足式(3)，剪切型结构满足式(4)时：图1给出了欧拉临界应力和Perry临界应力与构件长细比安1．4≤Gz<2．7(3)关系曲线。徽10<~H<20(4)将Perry公式除以屈服应力，得到轴心受压构件稳定系建筑数：收稿日期：2014—04—21作

6、者简介：张磊(1987一)，男，安徽合肥人，合肥工业大学土木与水利工：=【(1++A一、／[(1+8o】+A]2-4A)(9)_程学院在读硕士，研究方向：混凝_-E_T-程与砌体工程。安徽建筑2014年第3期(总197期)2．2．2单向压弯构件平面外的稳定性对于双轴对称截面的理想压弯构件，可能发生弯矩作用平面外侧向弯扭屈曲，因此应进行平面外弯扭屈曲的控制【5I。控制方程为：苦)(1一=。2．2．3双向受弯压弯构件的稳定性验算我国《钢结构设计规范》采用如下验算公式：音鲫+08+-

7、0．8’。)一式中：_一1T、V／为相对长细比。，式中：、分别为构件绕截面轴和Y轴的构件稳定系轴压构件稳定系数与长细比A的关系曲线成为柱子曲数；‰分别为构件截面轴和Y轴的受弯构件稳定系数；线，我国《钢结构设计规范》为确定设计用柱子曲线，考虑构件卢分别为构件绕截面轴弯曲的平面内稳定弯矩等效系数出弯曲为~1000，选用不同的截面形式和残余应力模式，计算和平面外稳定弯矩等效系数；卢、分别为构件绕截面Y轴弯出近200条呈相当宽的带状分布的柱子曲线。然后根据数理统曲的平面内稳定弯矩等效系数和平面外稳定弯矩等效系数；计原理，将这些曲线分成a、b、c、d组。截面分类及具体计算、

8、分别为构件