中欧单层钢框架受压柱计算长度系数对比.pdf

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1、耿旭阳等：中欧单层钢框架受压柱计算长度系数对比73中欧单层钢框架受压柱计算长度系数对比耿旭阳，周东华(昆明理工大学建筑工程学院。昆明650000】【摘要】计算长度系数法是结构稳定验算最常用的方法，用该法可避免复杂的整体结构的稳定计算，该法的核心是确定受压柱的计算长度，对此《钢结构设计规范》给出了一些相应的计算公式和表格，但这些公式和表格由于一些特定的假定有一定的适用范围，不适用于特殊情况下的柱的计算长度确定(不通用)。对此本文给出了欧洲结构设计手册中的一些图表，这些图表能确定非规则情况下柱的计算长度系数，通过算例对比两国不同的算法。【关

2、键词】计算长度系数；框架柱；等效柱；方法对比【中图分类号】TU392【文献标识码】B【文章编号】1001—6864(2013)08—0073—03稳定性是钢结构设计中的一个突出问题，目前国(两端的转角和两端的相对位移)，计算分离柱的稳定内外大多数国家的规范采用计算长度系数法进行框承载力(临界力)自然要简单和方便得多。这种分析架柱的设计和整体稳定性验算。我国的钢结构设计方法将对整体结构柱的稳定分析转化为对单根柱的规范中给出了确定受压柱(或框架柱和排架柱)的计稳定分析，并认为两者的失稳临界力相等，所以分离算长度的一些相关公式和表格，这些公式

3、和表格都有柱也叫等效柱-z。以下就以一个常见的体系作为例基于规则框架所做假定的背景，譬如，假设框架各节子来分析说明框架中受压柱的分离过程。点的转角相等，所有的受压柱同时达到临界状态(同对单层框架无侧移的情形，在柱的分离过程中首时失稳)等，这些假定使得计算或确定柱的计算长度先利用框架的对称性，可将框架分为左右两部分，之得到了简化，但同时影响了规范公式和表格的适用范后取左半部分为分析对象，然后将与左柱相连的横梁围，对于非规则框架的情况目前钢结构设计规范中还对左柱的约束作用以相应的转动弹簧来替代，弹簧刚缺少相应的公式和表格。为此本文选取了欧洲

4、结构度为横梁左端产生单位转角时所需施加的弯矩，这样设计手册中计算受压柱计算长度系数的两个表格(如左柱经过两次边界条件的替代便从整个框架当中分。Pn●上儿图2和图3中所示)，这类表格在我国较少见，但是在离出来了(见图1C)。欧洲早就已经普遍使用。这种表格可以计算特殊情况下的框架柱的计算长度。对于两国不同的计算方法，文中将通过对比两道计算例题进行说明。1框架柱变成单根柱确定柱的计算长度系数即可由框架的整体分析也可对局部的单根柱进行分析而获得，对单根柱分析时，需从整体的框架中先把要分析的局部的柱分离出(b)来，分离出来的柱也叫分离柱⋯。整体分

5、析由于框架图1单层框架无侧移有众多的节点和众多的未知量使得计算复杂，很少采用。而局部的分析相对较简单，计算长度系数法的精2计算图表度取决于杆件分离过程中边界条件的选取，分离柱的对于具体的计算中使用的图表，我国的规范当中边界条件越能准确反映柱在整体框架中的实际变形，给出了附表D一1(无侧移框架柱)和附表D一2(有侧则其精度越高。移框架柱)这两个表格，是以框架是否发生侧移来区将柱子从框架中分离出来是运用欧洲结构设计别计算时要使用的表格。在欧洲结构设计手册当中手册中的图表所必须的一个步骤，分离时除要考虑结却是相当详细的列出了几乎所有常见情况的

6、计算表构的侧向变形(有侧移还是无侧移)外，还要考虑与该格，下面就选取了其中的两个表格，分别如图2和图3柱相连的约束情况，分离柱的两端可能还带有各种不所示，图2是柱子不能发生侧移的情况与我国规范中同的约束，但相比之下已大大简化了稳定分析和计的附表D一1形成对比；图3是可以发生侧移的情况，算，因一个柱仅有两个节点和三个独立的位移未知量但是又不像我国规范中的附表D一2中所示的那样可74低温建筑技术2013年第8期(总第182期)以发生自由侧移，很容易的可以看到图3中柱子的侧移是被侧移弹簧约束的。图2中的柱端约束是对应于无侧移框架柱的约束情况，

7、此种约束情况的受压柱，在欧洲结构设计手册中有相应的计算长度系数图表可供使用，图表如下所示。图2中c。代表柱子下端的转动弹簧的刚度，c：代表柱子上端的转动弹簧的刚度。一一1乜图3计算长度系数值点情况是常见的欧拉柱的情况。上述的两个图表和我国规范中所给的图表显然不同，其实两者的使用范围也存在差异，下面就通过两道例题来说明欧洲结构设计手册中的图表也即图2和图3与我国规范中附表D一1和D一2使用的异同，cI。一l对两道例题的计算结果进行对比，得出结论。图2计算长度系数3例题图2中的相对刚度，和：与《钢结构设计规范》本文给出了欧洲结构设计手册中的

8、两个关于柱的计算长度的图表(图2和图3)，通过下面算例来实表D一1中的K。和含义完全相同，但墨和的上际运用这两个图表，同时使用我国钢结构设计规范中限仅为1O，而。和的上限为无穷大，也就是说在给出的表格进行计