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《探討門式剛架輕型房屋鋼結構的穩(wěn)定問題》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、探討門式剛架輕型房屋鋼結構的穩(wěn)定問題：本文通過系統(tǒng)的有限元分析，對門式剛架輕型房屋鋼結構的穩(wěn)定問題進行了探討，有一定的參考價值?！ ￡P鍵詞：輕型門式剛架結構；變截面柱；計算長度系數 1單跨門式剛架變截面柱計算長度系數 門式剛架變截面柱的穩(wěn)定問題實質上屬于剛架的整體穩(wěn)定問題，應由剛架的整體穩(wěn)定分析來解決.整體穩(wěn)定分析時使用可承受拉、壓、彎作用的單軸梁單元Beam3，采用分段等截面法，將變截面梁、柱分段離散成若干等截面梁單元.鋼材為Q235，屈服強度為fy=235N/mm2，彈性模量為E=2.06105N/mm2，設材料的應力-應變關系為理想彈塑性模型. 根據剛架的彈性穩(wěn)定分析，得到剛架
2、整體失穩(wěn)時變截面柱的軸力Pcr，根據軸心受壓構件的屈曲荷載轉化為歐拉荷載的通式： 可以得到計算長度系數μ： 分析了變截面柱小頭與大頭截面慣性矩之比Ic0/Ic1在0.026～0.73范圍內變化，屋面坡度均為0.1的19榀典型門式剛架，并與文獻[1]中的取值結果進行對比1本文僅選取Ic0/Ic1分別為0.1和0.175的比較 結果，分別如圖2和圖3所示.需要說明的是：考慮實際工程中鉸接柱腳構造均有一定轉動約束，因此對數值計算結果均乘以0.85的系數. 由圖2和圖3可以看出，當門式剛架梁柱線剛度比K2/K1>0.2時，文獻[1]與數值分析計算結果基本吻合；當K2/K1<0.
3、2時，計算所得的計算長度系數要小于數值計算的結果，偏于不安全1而且文獻[1]表6.1.3僅考慮Ic0/Ic1[0.2的情況，但在實際工程中大量的門式剛架變截面柱的Ic0/Ic1都是大于0.2的，目前只能用現行表格進行表格外的線性插值，計算結果存在一定誤差1因此，不但要對文獻[1]表6.1.3在K2/K1<0.2的情況進行修正，而且要補充其在Ic0/Ic1>0.2的情況下的取值. 2帶搖擺柱剛架變截面柱計算長度系數 帶搖擺柱的多跨剛架，搖擺柱兩端鉸接，不提供任何側向剛度，但中間柱的軸向力卻有促使剛架失穩(wěn)的作用，因此邊柱的計算長度系數應乘以一個放大系數η. 帶搖擺柱的多跨剛架
4、邊柱的計算長度系數L1的計算方法同第1節(jié)，放大系數η可由下式表示： 式中：L1為帶搖擺柱的多跨剛架邊柱的計算長度系數；L0為相同條件下不帶搖擺柱的單跨剛架柱的計算長度系數. 本文僅選取Ic0/Ic1為0.4時兩跨、三跨、四跨帶搖擺柱的典型剛架在滿跨均布荷載作用下的比較結果，當K2/K1>0.2時，柱計算長度放大系數公式略偏于安全，可以不作修正；但當0.1<K2/K1<0.2時，柱計算長度放大系數公式偏于保守，需作適當修正. 當0.1<K2/K1<0.2時，柱計算長度放大系數η由式（4）計算. 修正后公式的計算結果與數值計算和公式計算結果的對比如圖5，圖
5、6和圖7所示1不同跨數帶搖擺柱的門式剛架邊柱放大系數修訂后的公式計算結果比原規(guī)程中的放大系數公式更加接近數值模擬計算值，且仍略偏安全. 3工字形截面構件腹板有效寬度系數 采用非線性屈曲分析方法分析了3組108根軸心受壓以及3組333根偏心受壓工字形截面短柱.分析時為獲得較好的計算精度，對短柱采用四節(jié)點Shell181單元；鋼材為Q235或Q345，屈服強度為fy=235N/mm2或345N/mm2，彈性模量為E=2.06105N/mm2，設材料的應力-應變關系為理想彈塑性模型.為了實現鉸接約束和保證構件端面變形滿足平截面假定，在構件的兩個端面生成了剛域，剛域的主節(jié)點為截面的形心點，在底
6、部端面主節(jié)點上約束3個方向的平動位移和繞構件長度方向的轉動位移，頂部端面釋放長度方向的平動位移，約束另兩個方向的平動位移和長度方向的轉動位移.對軸心受壓短柱，荷載均布施加在端面翼緣、腹板的節(jié)點上；對偏心受壓短柱，模擬偏心受壓將荷載等效為不同數值的均布線荷載施加在端面翼緣上.短柱計算模型的初始幾何缺陷根據第一特征值屈曲模態(tài)）））局部屈曲，取為雙波形的局部屈曲，分別計算了無缺陷和初始缺陷最大幅值為構件長度L的1/10000，5/10000，1/1000，2/1000，5/1000時其非線性極限承載力.分析結果表明，構件的初始幾何缺陷的幅值越大，其承載力越低，當初始幾何缺陷最大值小于L/1000
7、時，初始缺陷的大小對極限承載力的大小影響不大，因此初始幾何缺陷幅值根據鋼結構工程施工質量驗收規(guī)范6（GB50205-2001）附錄C.0.8，最大取為構件長度L的1/1000. 公式（6）計算結果小于數值分析結果平均約23%，偏于：本文通過系統(tǒng)的有限元分析，對門式剛架輕型房屋鋼結構的穩(wěn)定問題進行了探討，有一定的參考價值。 關鍵詞：輕型門式剛架結構；變截面柱；計算長度系數 1單跨門式剛架變截面柱計算長度系數 門式剛
