網(wǎng)架鋼結構：鋼結構設計方法的新發(fā)展
DATE:2012-11-23 FROM:徐州天達網(wǎng)架幕墻有限公司
網(wǎng)架鋼結構：鋼結構設計方法的新發(fā)展
　　目前我國采用的概率極限狀態(tài)設計法的特點是用根據(jù)各種不定性分析所得到的失效概率（或可靠指標）去度量結構的可靠性，并使所計算的結構構件的可靠度達到預期的一致性和可比性。但是該方法還有待發(fā)展，因為用它計算的可靠度還只是構件或某一截面的可靠度而不是結構體系的可靠度，該方法也不適用于構件或連接的疲勞驗算。
　　目前大多數(shù)國家（當然包括我國）采用計算長度法計算鋼結構的穩(wěn)定問題。該方法的步驟是：采用一階分析求解結構內力，按各種荷載組合求出各桿件的最不利內力，按第一類彈性穩(wěn)定問題建立結構達臨界狀態(tài)時的特征方程，確定各壓桿的計算長度；將各桿件隔離出來，按單獨的壓彎構件進行穩(wěn)定承載力驗算，驗算中考慮了彈塑性、殘余應力和幾何缺陷等的影響。該方法的最大特點是采用計算長度系數(shù)來考慮結構體系對被隔離出來的構件的影響，計算比較簡單，對比較規(guī)則的結構也可給出較好的結果。
　　《規(guī)范》在5.3.3條中列入了有支撐框架柱計算長度系數(shù)的有關條款，并給出了強、弱支撐框架的概念。認為弱支撐不足以阻止框架的側移，其框架壓桿的穩(wěn)定系數(shù)可利用規(guī)范中查得的相應于有、無側移框架柱的穩(wěn)定系數(shù)經(jīng)插值求得。該法計算比較簡單，概忿也較清楚，完善了有支撐框架的穩(wěn)定計算方法。
　　計算長度法存在以下缺陷（以框架鋼結構廠房為例）：①不考慮節(jié)間荷載的影響，按理想框架分枝失穩(wěn)求特征值的方法求解穩(wěn)定問題，得不到失穩(wěn)時框架的準確位移，無法精確考慮二階效應的影響；②不能考慮結構體系中內力的塑性重分布，因此對大型結構體系常常給出保守的設計，使結構體系的可靠度高于構件的可靠度；③不能精確地考慮結構體系與它的構件之間的相互影響，無法在給定荷載下預測結構體系的破壞模式；④需要花費大量時間進行各構件的承載力驗算，包括計算長度的計算；⑤不便于基于計算機的分析和設計。
　　要克服上述問題，必須開展以整個框架結構體系為對象的二階非彈性分析，即所謂高等分析和設計。此時，可求得在特定荷載作用下框架體系的極限承載力和失效模態(tài)，而無需對各個構件進行驗算。目前歐洲鋼結構試行規(guī)范( EC3)和澳大利亞鋼結構標準都列有二階彈塑性分析或高等分析的條款。我國新規(guī)范GB 50017則列入了無支撐純框架可采用二階彈性分析的條款。上述的方法主要是用來計算內力的，然后還要驗算構件的承載力，只是計算長度或取構件的實際長度，或者按無側移框架確定計算長度。
應當指出，同時考慮幾何非線性和材料非線牲的全過程分析（高等分析）給出的結構承載能力，將同時滿足整個體系和它的組成構件的強度和穩(wěn)定性的要求，可完全拋棄計算長度和單個構件驗算的概念，對結構進行直接的分析和設計。但目前僅平面框架的高等分析和設計法研究的比較成熟，空間框架的高等分析距實用還有很大的一段距離有待跨越。
　　高等分析和設計方法的缺陷是：①由于考慮了非線性的影響，對荷載的不同組合都需要單獨進行分析，疊加原理不再適用；②高等分析依賴于精確的計算模型，如果初選截面不合理，將耗費較多的時間調整截面；③構件的局部穩(wěn)定和出平面空間穩(wěn)定必須確保，目前的高等分析還不包括這些方面的驗算內容；④該法是基于計算機的設計方法，無法進行手算，因此計算程序的優(yōu)劣將直接影響設計效率。
　　高等分析和設計是一個正在發(fā)展和完善的新設計方法，而且是一種較精確的方法，我們可以用其來評價計算長度法的精度和問題，提出有關計算長度法的改進建議?？梢灶A期，在近期內這兩種方法將并存，并獲得共同的發(fā)展。今后，隨著計算機技術的發(fā)展，高等分析和設計法將逐漸成為主要的設計方法。對于這一點，我們必

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文章來源： 永年加固公司
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