概述鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定特點和設(shè)計計算原則

《概述鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定特點和設(shè)計計算原則》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。

1、概述鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定特點和設(shè)計計算原則　　【摘要】只有處理好鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性問題，才能避免產(chǎn)生不必要的損失。本文介紹了鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計基本概念，設(shè)計的原則和特點，探討了設(shè)計步驟及思路?！娟P(guān)鍵詞】鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性設(shè)計中圖分類號：TU391文獻標識碼：A文章編號：一、前言隨著我國鋼產(chǎn)量的快速增長，經(jīng)濟的不斷發(fā)展，對綠色環(huán)保型建筑的不斷要求，鋼材應(yīng)用于建筑主體結(jié)構(gòu)是歷史所趨，對用鋼政策由限制用鋼到合理用鋼到積極用鋼，我國正在加速發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)產(chǎn)業(yè)化進程，發(fā)展以標準化、系列化、通用化，以專業(yè)化、社會化生產(chǎn)和商品化供應(yīng)為基本方向的現(xiàn)代化體制。二、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性設(shè)計基本概念1、鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定與強度的區(qū)別

2、鋼結(jié)構(gòu)的強度屬于應(yīng)力問題，指在穩(wěn)定平衡的狀態(tài)下，對單個結(jié)構(gòu)或構(gòu)件施加由荷載引發(fā)的最大應(yīng)力，是否突破建筑材料的強度極限。穩(wěn)定性則屬于變形問題，即找出結(jié)構(gòu)內(nèi)部抵抗力與外荷載之間的不穩(wěn)定平衡狀態(tài)，找出并設(shè)法避免鋼結(jié)構(gòu)變形的急劇增長。2、鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)類型5鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)問題分為分支點失穩(wěn)、極值點失穩(wěn)和躍越失穩(wěn)。如完善直桿軸心受壓時的屈曲和平板中面受壓時的屈曲，屬于分支點失穩(wěn)；當建筑鋼材的偏心受壓構(gòu)建材料塑像發(fā)展到一定程度失去穩(wěn)定能力時，屬于極值點失穩(wěn)；躍越失穩(wěn)是喪失平衡之后接著進入下一個穩(wěn)定平衡狀態(tài)。區(qū)分結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的性質(zhì)能夠保證估量結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力。三、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計的原則。1、結(jié)構(gòu)計算簡圖

3、和實用計算方法所依據(jù)的簡圖需要一致目前設(shè)計單層和多層框架結(jié)構(gòu)時，經(jīng)常不作框架穩(wěn)定分折而是代之以框架柱的穩(wěn)定計算。在采用這種方法時，計算框架柱穩(wěn)定時用到的柱計算長度系數(shù)，自應(yīng)通過框架整體穩(wěn)定分析得出，才能使柱穩(wěn)定計算等效于框架穩(wěn)定計算。但是在實際的建筑中，由于投資方的美觀和使用需要，施工單位會選擇不同類型的框架結(jié)構(gòu)，隨著設(shè)計的深入，相應(yīng)的建筑框架也隨之復(fù)雜起來，設(shè)計師為了減少工作量，提高工作效率，需要適當?shù)暮喕嬎愎ぷ?，基于此，設(shè)計師需要設(shè)定一些典型條件。在實際工程中，框架計算簡圖和實用方法所依據(jù)的簡圖不一致的情況還可舉出以下兩種，即附有搖擺拄的框架和橫梁受有較大壓力的框架。這

4、兩種情況若按規(guī)范的系數(shù)計算，都會導(dǎo)致不安全的后果。所以所用的計算方法與前提假設(shè)和具體計算對象應(yīng)該相一致。52、結(jié)構(gòu)整體布置必須考慮整個體系以及組成部分的穩(wěn)定性目前結(jié)構(gòu)大多數(shù)是按照平面體系來設(shè)計的。保證這些平面結(jié)構(gòu)不致出平面失穩(wěn)，需要從結(jié)構(gòu)整體布置來解決，即設(shè)計必要的支撐構(gòu)件。同時由平面桁架組成的塔架，需要注意桿件的穩(wěn)定和橫隔設(shè)置之間的關(guān)系。3．鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計特點。（1）穩(wěn)定性整體分析：桿件能否保持穩(wěn)定牽涉到結(jié)構(gòu)的整體。穩(wěn)定分析必須從整體著眼。（2)穩(wěn)定計算的其它特點：在彈性穩(wěn)定計算中，首先要做的就是二階分析，其次，普遍用于應(yīng)力問題的迭加原理．在彈性穩(wěn)定計算中不能應(yīng)用。（3)失

5、穩(wěn)和整體剛度：現(xiàn)行規(guī)范通用的軸心壓桿的穩(wěn)定計算法是臨界壓力求解法和折減系數(shù)法。隨著新型鋼結(jié)構(gòu)體系地不斷發(fā)展，對穩(wěn)定問題的研究要求也不斷地提高，之所以在設(shè)計中出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)問題，另一個重要原因就是對新型結(jié)構(gòu)穩(wěn)定知之甚少。四、設(shè)計步驟及思路1、結(jié)構(gòu)選型與結(jié)構(gòu)布置5結(jié)構(gòu)選型時，應(yīng)考慮它們不同的特點。在輕鋼工業(yè)廠房中，當有較大懸掛荷載或移動荷載，就可考慮放棄門式剛架而采用網(wǎng)架?；狙捍蟮牡貐^(qū)，屋面曲線應(yīng)有利于積雪滑落(切線5O度內(nèi)需考慮雪載)，建筑允許時，在框架中布置支撐會比簡單的節(jié)點剛接的框架有更好的經(jīng)濟性。而屋面覆蓋跨度較大的建筑中，可選擇構(gòu)件受拉為主的懸索或索膜結(jié)構(gòu)體系高層鋼結(jié)

6、構(gòu)設(shè)計中，常采用鋼混凝土組合結(jié)構(gòu)，在地震烈度高或很不規(guī)則的高層中，不應(yīng)單純?yōu)榱私?jīng)濟去選擇不利抗震的核心筒加外框的形式。宜選擇周邊巨型SRC柱，核心為支撐框架的結(jié)構(gòu)體系。我國半數(shù)以上的此類高層為前者。對抗震不利。結(jié)構(gòu)的布置要根據(jù)體系特征，荷載分布情況及性質(zhì)等綜合考慮。一般的說要剛度均勻。力學(xué)模型清晰。盡可能限制大荷載或移動荷載的影響范圍，使其以最直接的線路傳遞到基礎(chǔ)。柱間抗側(cè)支撐的分布應(yīng)均勻。其形心要盡量靠近側(cè)向力(風(fēng)震)的作用線。否則應(yīng)考慮結(jié)構(gòu)的扭轉(zhuǎn)。結(jié)構(gòu)的抗側(cè)應(yīng)有多道防線。比如有支撐框架結(jié)構(gòu)，柱子至少應(yīng)能單獨承受1／4的總水平力?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的樓層平面次梁的布置，有時可以調(diào)整其

7、荷載傳遞方向以滿足不同的要求。通常為了減小截面沿短向布置次梁，但是這會使主粱截面加大，減少了樓層凈高，頂層邊柱也有時會吃不消，此時把次梁支撐在較短的主梁上可以犧牲次梁保住主梁和柱子。2、預(yù)估截面5結(jié)構(gòu)布置結(jié)束后，需對構(gòu)件截面作初步估算。主要是梁柱和支撐等的斷面形狀與尺寸的假定。鋼梁可選擇槽鋼、軋制或焊接H型鋼截面等。根據(jù)荷載與支座情況，其截面高度通常在跨度的1／20～1／50之間選擇。翼緣寬度根據(jù)梁間側(cè)向支撐的間距按1／b限值確定時，可回避鋼梁的整體穩(wěn)定的復(fù)雜計算，這種方法很受歡迎。確定了截面高度和翼緣