格构式阶形柱计算长度系数研究

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4、教授阶形柱主要以其各段计算长度系数来表征其屈曲荷载。计算长度系数μ即计算长度l0与几何长度l的比值，其用于描述不同端部约束条件的轴心受压构件在屈曲临界荷载NE作用下几何长度与两端铰接杆的等效程度，其取值意义不言而喻。格构式阶形柱的空腹截面高度h>1m，虽其平面外侧向刚度较大、抗扭刚度大，但其局限性亦较明显，即截面形状尺寸和缀材体系所产生剪切变形不可忽略，剪切变形存在即削弱其临界荷载。同时，大量研究表明，高强钢有利于提高构件稳定承载力，可适当考虑其对计算长度系数的有利影响。再者，其梁柱连接约束刚度，初始弯曲、柱间相互约束作用及缀材体系等因素对其

5、计算长度系数影响的可予以考虑。格构式阶形柱稳定设计目前仍按上段、中段、下段柱均为实腹式柱来确定其计算长度，《钢结构设计规范》亦无上述相关影响因素的具体条文规定，工程上习惯于对等截面柱惯性矩Ix乘以0.9折减系数以考虑剪切变形的方法对于阶形柱μ值影响甚微，并不适用。本文引入截面形状尺寸剪切变形系数和缀件临界荷载折减系数，综合考虑高强钢、实际结构初弯曲、变阶处柱间相互约束作用的影响，基于考虑剪切变形的有侧移轴压柱两端抗弯约束常数之间关系式，提出不同柱端约束格构式阶形柱计算长度系数的计算方法，并利用有限元进行整体稳定性屈曲验证分析，结果表明，剪切变

6、形存在即削弱稳定承载力，且严格控制其换算长细比方可发挥高强钢有利作用，实际结构的相关影响较大地降低了其临界荷载，《规范》相关公式已偏于不安全，按照本文所述方法可在实际中予以一定的修正。关键词：阶形柱；计算长度系数；剪切变形；高强钢；相互约束作用西安建筑科技大学硕士学位论文StudyonEffectiveLengthFactorsofBuilt-upSteppedColumnsAbstractSpecialty:StructuralEngineeringName:YangLigeInstructor:LiFengSteppedcolumntak

7、esmainlyeffectivelengthfactorsofitseachcolumnsectiontodescribethebucklingload.Theeffectivelengthfactorμistheratiooftheeffectivelengthl0versusthegeometriclengthofl,whichisusedtodescribetheequivalentdegreeforgeometriclengthofaxialcompressionmemberswithdifferentendconstraintsb

8、earingthebucklingcriticalloadPcrandthememberswithhingedrod,thevalueofthefactorμiss