钢桁架的次应力和极限状态

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1、陈绍蕃:钢桁架的次应力和极限状态钢桁架的次应力和极限状态陈绍蕃(西安建筑科技大学西安710055)摘要钢桁架通常按节点铰接对待,但实际构造却经常形成刚性节点。5钢结构设计规范6(GB50017-2003)规定,当杆件高长比超过一定数值时,应考虑节点刚性所引起的次弯矩,但规范并未指出如何计算次弯矩的效应。通过桁架承载能力极限状态的分析,提出了考虑次弯矩时杆件强度和稳定性的计算方法,建议的公式可用于设计工作中。关键词钢桁架次弯矩次应力力矩重分布塑性铰强度稳定SECONDARYSTRESSANDULTIMATESTATEOFSTEELTRUSSES

2、ChenShaofan(XicanUniversityofArchitectureandTechnologyXican710055)ABSTRACTSteeltrussesareregularlytreatedashingedatthejoints,butactualconstructionaldetailingoftenrendersthejointsrigid1/TheCodeforDesignofSteelStructures0(GB50017-2003)prescribesthatifthedepth-to-lengthratioof

3、amemberexceedsaspecificvalue,considerationshallbegiventothesecondarymomentcausedbyjointrigidity1But,noinstructionsaregivenintheCodeofhowtotakeaccountoftheeffectofthesecondarymoment1Throughanalysisoftheultimatestateofloadcarryingcapacityoftrusses,thisstudyputsforwardmemberst

4、rengthandstabilitycalculationapproachtakingaccountofthesecondarystresses,andthesuggestedformulascanbeusedindesignwork1KEYWORDSsteeltrusssecondarymomentsecondarystressmomentredistributionplastichingestrengthstability以提高16%~2018%(只限于强度验算)。这些规1问题的提出定都是由上述条件得出的,然而GB50017规范并未钢桁架

5、通常都按节点铰接设计,但杆件之间的指出符合上述条件时如何去计算次应力的影响,也连接构造却时常形成刚性节点。节点刚性限制杆件未指出强度计算和稳定计算的区别。设计人员遇到间夹角的变化,造成杆件弯曲,由此产生的杆弯矩具这种情况自然会作为常规的拉弯和压弯构件处理。有二阶效应的性质,称为次弯矩,相应的应力称为次如文献122结合实际工程探讨了次应力的分布规律,应力。早在一个多世纪以前,Manderla就对钢桁架但未论及内力重分布。不考虑内力重分布的有利作112的次应力进行过分析,此后不断有学者进行研用,有时会使设计偏于保守,而考虑内力重分布则要究。文献1

6、12从过去的成果总结出符合下列两种条求杆件由厚实的板件组成。同时,高长比等于1/10件时,静力设计可以忽略次应力:的杆不计次应力,而超过1/10的杆计入全部次应1)节点连接比构件强,而构件能够实现力矩重力,在分界处形成承载力的跳跃,也是不合理的。分布;杆件次弯矩起因于两端节点的相对位移,弯矩2)节点较弱但有足够的延性,足以实现重分布。值为:这就是说,在杆件和连接节点具有充分延性的M=6EIQ/l情况下,次应力可以通过力矩重分布而得到缓解。式中,Q为相对位移和杆长度之比;EI/l为杆件的5钢结构设计规范6(GB50017-2003)(以下简称线

7、刚度。虽然杆端弯矩因节点平衡的要求而有所改GB50017规范)的81415条规定,用节点板连接的桁变,线刚度仍然是影响次弯矩大小的决定性因素。对架,当杆件刚度较大而高长比大于1/10(对弦杆)或一定截面类型的杆,I/l可以由h/l来代替,但不同1/15(对腹杆)时,需要考虑次弯矩。5铁路桥梁钢结构设计规范6(TB1000212)(以下简称TB1000212作者:陈绍蕃男1919年2月出生硕士教授收稿日期:2005-02-05规范)规定,当外力组合包括次应力时,容许应力可SteelConstruction12005(4),Vol120,No18

8、01科研开发类型截面的h/l和I/l的对应关系并不相同。型桁架模型试验,弦杆h/l达到1/3和1/6,丧失承GB50017规范的101114条对钢管桁架规定不同于载