二阶位移法分析带三角形横梁的门式刚架

门式刚架是目前工程中广泛应用的结构体系之一。目前对门式刚架的稳定分析基本上是基于线性屈曲理论的,而门式刚架由于其横梁存在坡度,因此其几何非线性效应对门式刚架的稳定也有一定的影响。本文研究的门式刚架是框架带三角形横梁,这种结构在单层厂房中用的较多,并用二阶位移法对其弹性稳定进行分析。

确定框架和排架柱计算长度的实用图表法

确定柱的计算长度是稳定验算的关键一环,对此,GB50017—2010《钢结构设计规范》中给出了一些相关的计算公式和表格,但这些公式和表格仍存在两方面的不足:一是这些公式和表格基于计算假定只适用一般情况,对于一些特殊情况,如框架各柱内的轴力或各排架柱的轴力和柱高相差较大时,这些公式和表格就不再适用了;二是使用这些公式和图表难以得到计算长度随各相关参数变化的直观表现。针对这些不足,本文作者利用二阶位移法推导了相关的公式并制成了确定计算长度的实用图表,利用这些图表可快速地确定计算长度,并可得到计算长度随各参数变化的直观趋势。

两层框架计算长度实用图表法

采用计算长度法进行钢结构设计和整体稳定性计算是目前大多数国家的常用方法,因此确定框架中柱的计算长度是研究框架稳定问题的关键。对此《钢结构设计规范》(下称《规范》)中给出了一些相关的表格和计算公式,但这些已有的表格和公式是以理想模型为基础有一定的适用范围。本文针对两层框架中当竖向构件和作用在其上的荷载不同时,《规范》中已不再适用的特殊情况,通过二阶位移法推导了相关公式并绘制成图表。利用这些图表可简便直观的快速确定具有较高精确度的计算长度系数,大大减少了设计的计算工作量。

分离式支撑的稳定性研究

在钢结构设计中,确定受压构件的计算长度系数是稳定验算的重要步骤,而对于有支撑的压杆,GB50017-2003《钢结构设计规范》中仅仅给出了支撑在压杆中央的相关计算公式,并没有提及支撑杆刚度不同而造成压杆的不同失稳形式,也没有分析支撑刚度对临界压力的影响。文中针对这些不足,采用二阶位移法推导了相关公式、确定了分离式支撑的最小弹簧刚度并绘制了压杆稳定临界力随着支撑刚度变化的实用图表。这些图表可以确定相应支撑刚度对应的压杆计算长度,并能直观的从图表中看出计算长度随着支撑刚度的变化趋势。