接有吊车厂房门式刚架柱的计算长度

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1、柱脚固接有吊车厂房门式刚架柱的计算长度季渊童根树（浙江大学土木系杭州310027）摘要：有吊车厂房中框架柱轴力和截面都阶型变化，对于柱脚固接的阶型柱，规范只给出了顶端铰支或固支时的计算长度系数，没能考虑梁对柱的约束作用。通过对柱脚固接阶型的弹性屈曲分析，得到了框架柱平面内、平面外计算长度系数的表达式和计算表格，结果与有限元分析符合较好。在此基础上，对计算长度系数公式进行了简化。关键词：门式刚架稳定性计算长度系数EFFECTIVELENGTHFACTORFORTHEBASE-FIXEDCOLUMNFORPORTALFRAMESWITHCRANELOADSJiYuanTon

2、gGenshu（DepartmentofCivilEngineering，ZhejiangUniversityHangzhou310027）Abstract：Becauseofthecraneloads，columnsinportalframesarestepped.Theeffectivelengthofthesteppedcolumnsisnotavailableeitherfromthespecificationsorfromtheliterature，whenthecolumnbaseisfixed.Thispaperanalysesthebucklingofh

3、ingedportalframewithcraneloads.Formulasandtablesoftheeffectivelengthfactorsforthebase-fixedcolumnbothinplaneandoutofplaneareproposed.TheresultsfromtheproposedmethodareingoodagreementwiththoseofFEM，basedonwhichtheformulasoftheeffectivelengthfactorsarealsosimplified.Keywords：portalframesta

4、bilityeffectivelength1概述如图1所示门式框架，由于吊车荷载作用，钢架柱分为上下两段，下段柱轴力、长度和惯性矩为N2、H2、I2，上段柱轴力、长度、惯性矩分别为N1、H1、I（1一般I1=I2），钢架稳定性设计以有侧移失稳控制。我国国家规范［1］及R.J.Roark、［2］给出了柱顶铰支或固支时的计算长度系W.C.Yan（g1975）数的表格，而要将实际结构硬性归入此两类，近似程度较大。图2柱脚固接阶型柱模型在此类框架中，梁对柱的约束作用对于框架柱的稳定性影响定理论［3］，得到有侧移失稳时的临界方程如下：很大，必须加以正确考虑。（K1u1cosu1s

5、inu2+u2sinu1cosu2）·（ucosusinu）-u2Ksinu11+6Kb1112=0（1）其中u1=H1ﾍN1（/EI1），u2=H2ﾍN2（/EI2），K1=i1/i2，Kb=ib/i1，i1=EI1/H1，i2=EI2/H2。图2的模型柱中，柱顶受梁转动约束，稳定承载能力得到提高。对于这类阶型柱，现有钢结构规范［1］和R.J.Roark、［2］仅给出两个表格，分别对应于iW.C.Yan（g1975）b=0和ib［4］给出了求解式（1）平衡方程=∞的情况。Timoshenk（o1961）图1柱脚固接门式框架的稳定函数的表格。而对于柱顶有转动约束的阶型柱

6、没有2平面内失稳的计算长度系数图2所示阶型柱，柱脚固接，柱顶与梁转动约束，约束刚第一作者：季渊男1976年4月出生博士度为6ib，ib为横梁的线刚度（ib=EIb（/2S））。利用刚架稳收稿日期：2003-12-20IndustrialConstructionVol.34，No.7，2004工业建筑2004年第34卷第7期67涉及。经过详细分析，下柱的计算长度系数可以很精确地用utanuu2tanu11-u122i1+i2=0（5）下列式子表示：tanu1u1tanu2-u22tan-u122µ2=｛（3+20M2+15M）r+［3+2（01+M）2r2+2π1（51+

7、M）r］η42+（1+2M）［15+30M+10η+30η（21+M）r］｝［20+6（01+M）2r2/{+10βr26（01+M）r］η22（2）+（20+60M+60M）r+}KbK1其中H1N1I2，r=1（/K2），M=2，η=HNI1ηβ-1-K1ηβ=2ﾍ213Kb/r+6KbK1/r+3KbK1。6KbK1+6Kb+1式（2）给出的下柱的计算长度系数与式（1）的精确解误差不超过6%（图3）。a-Kb=1.0；b-Kb=0.2—■—K1=0.05，公式（1）；—×—K1=0.50，公式（1）；—Δ—K1=1.00，公式（1）