概述钢结构稳定特点和设计计算原则

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1、概述钢结构稳定特点和设计计算原则　　【摘要】只有处理好钢结构的稳定性问题，才能避免产生不必要的损失。本文介绍了钢结构的稳定性设计基本概念，设计的原则和特点，探讨了设计步骤及思路。【关键词】钢结构稳定性设计中图分类号：TU391文献标识码：A文章编号：一、前言随着我国钢产量的快速增长，经济的不断发展，对绿色环保型建筑的不断要求，钢材应用于建筑主体结构是历史所趋，对用钢政策由限制用钢到合理用钢到积极用钢，我国正在加速发展钢结构产业化进程，发展以标准化、系列化、通用化，以专业化、社会化生产和商品化供应为基本方向的现代化体制。二、钢结构的稳定性设计基本概念1、钢结构的稳定与强度的区别

2、钢结构的强度属于应力问题，指在稳定平衡的状态下，对单个结构或构件施加由荷载引发的最大应力，是否突破建筑材料的强度极限。稳定性则属于变形问题，即找出结构内部抵抗力与外荷载之间的不稳定平衡状态，找出并设法避免钢结构变形的急剧增长。2、钢结构的失稳类型5钢结构的失稳问题分为分支点失稳、极值点失稳和跃越失稳。如完善直杆轴心受压时的屈曲和平板中面受压时的屈曲，属于分支点失稳；当建筑钢材的偏心受压构建材料塑像发展到一定程度失去稳定能力时，属于极值点失稳；跃越失稳是丧失平衡之后接着进入下一个稳定平衡状态。区分结构失稳的性质能够保证估量结构的稳定承载力。三、钢结构设计的原则。1、结构计算简图

3、和实用计算方法所依据的简图需要一致目前设计单层和多层框架结构时，经常不作框架稳定分折而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种方法时，计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，自应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。但是在实际的建筑中，由于投资方的美观和使用需要，施工单位会选择不同类型的框架结构，随着设计的深入，相应的建筑框架也随之复杂起来，设计师为了减少工作量，提高工作效率，需要适当的简化计算工作，基于此，设计师需要设定一些典型条件。在实际工程中，框架计算简图和实用方法所依据的简图不一致的情况还可举出以下两种，即附有摇摆拄的框架和横梁受有较大压力的框架。这

4、两种情况若按规范的系数计算，都会导致不安全的后果。所以所用的计算方法与前提假设和具体计算对象应该相一致。52、结构整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性目前结构大多数是按照平面体系来设计的。保证这些平面结构不致出平面失稳，需要从结构整体布置来解决，即设计必要的支撑构件。同时由平面桁架组成的塔架，需要注意杆件的稳定和横隔设置之间的关系。3．钢结构稳定设计特点。（1）稳定性整体分析：杆件能否保持稳定牵涉到结构的整体。稳定分析必须从整体着眼。（2)稳定计算的其它特点：在弹性稳定计算中，首先要做的就是二阶分析，其次，普遍用于应力问题的迭加原理．在弹性稳定计算中不能应用。（3)失

5、稳和整体刚度：现行规范通用的轴心压杆的稳定计算法是临界压力求解法和折减系数法。随着新型钢结构体系地不断发展，对稳定问题的研究要求也不断地提高，之所以在设计中出现结构失稳问题，另一个重要原因就是对新型结构稳定知之甚少。四、设计步骤及思路1、结构选型与结构布置5结构选型时，应考虑它们不同的特点。在轻钢工业厂房中，当有较大悬挂荷载或移动荷载，就可考虑放弃门式刚架而采用网架。基本雪压大的地区，屋面曲线应有利于积雪滑落(切线5O度内需考虑雪载)，建筑允许时，在框架中布置支撑会比简单的节点刚接的框架有更好的经济性。而屋面覆盖跨度较大的建筑中，可选择构件受拉为主的悬索或索膜结构体系高层钢结

6、构设计中，常采用钢混凝土组合结构，在地震烈度高或很不规则的高层中，不应单纯为了经济去选择不利抗震的核心筒加外框的形式。宜选择周边巨型SRC柱，核心为支撑框架的结构体系。我国半数以上的此类高层为前者。对抗震不利。结构的布置要根据体系特征，荷载分布情况及性质等综合考虑。一般的说要刚度均匀。力学模型清晰。尽可能限制大荷载或移动荷载的影响范围，使其以最直接的线路传递到基础。柱间抗侧支撑的分布应均匀。其形心要尽量靠近侧向力(风震)的作用线。否则应考虑结构的扭转。结构的抗侧应有多道防线。比如有支撑框架结构，柱子至少应能单独承受1／4的总水平力。框架结构的楼层平面次梁的布置，有时可以调整其

7、荷载传递方向以满足不同的要求。通常为了减小截面沿短向布置次梁，但是这会使主粱截面加大，减少了楼层净高，顶层边柱也有时会吃不消，此时把次梁支撑在较短的主梁上可以牺牲次梁保住主梁和柱子。2、预估截面5结构布置结束后，需对构件截面作初步估算。主要是梁柱和支撑等的断面形状与尺寸的假定。钢梁可选择槽钢、轧制或焊接H型钢截面等。根据荷载与支座情况，其截面高度通常在跨度的1／20～1／50之间选择。翼缘宽度根据梁间侧向支撑的间距按1／b限值确定时，可回避钢梁的整体稳定的复杂计算，这种方法很受欢迎。确定了截面高度和翼缘