• event2022-11-30 14:38:41
• person 穩(wěn)圖WESAFE
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問(wèn)：什么是計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)？如何考慮計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)？

答：  

在結(jié)構(gòu)力學(xué)中，設(shè)某根長(zhǎng)為l的、材料線彈性的細(xì)長(zhǎng)理想桿件承受軸向壓力P。當(dāng)P較小時(shí)，桿件保持直線并且只經(jīng)受軸向壓縮，這種平衡的直線形式是穩(wěn)定的，這意味著如果作用一垂直于桿軸線的橫向力并產(chǎn)生微小撓度，那么當(dāng)橫向力被移去時(shí)，撓度將消失，桿件將回到原直線形式。當(dāng)軸向壓力P增加到Pcr時(shí)，壓桿的直線平衡狀態(tài)開(kāi)始失去穩(wěn)定，產(chǎn)生彎曲變形，在此荷載下，壓桿在理論上可能有任意的微小撓度值，而且一個(gè)很小的橫向力將產(chǎn)生撓度，在橫向力移去后它并不消失。在更大壓力值時(shí)，壓桿是不穩(wěn)的并將發(fā)生坍塌。這種不穩(wěn)定的現(xiàn)象稱為屈曲，Pcr具有臨界的性質(zhì)，因此稱為臨界力，臨界力也可以定義為足以使壓桿保持微彎狀態(tài)的軸向力。兩端鉸接的軸心受壓構(gòu)件的臨界力為

為了鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)用上的方便，可以把各種約束條件下構(gòu)件的臨界力值換算為相當(dāng)于兩端鉸接的軸心受壓構(gòu)件臨界力的形式，而計(jì)算長(zhǎng)度l0與構(gòu)件實(shí)際的幾何長(zhǎng)度之間的關(guān)系是l0=μl，這里的系數(shù)μ就是計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。其理論取值，如下表所示。

鋼結(jié)構(gòu)中鋼柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)與框架類(lèi)型、相交于柱上端節(jié)點(diǎn)的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K1、相交于柱下端節(jié)點(diǎn)的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K2、柱與基礎(chǔ)的連接方式、橫梁遠(yuǎn)端連接方式、橫梁軸力大小以及柱的形式等因素有關(guān)。

《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》GB 50017-2017第8.3.1條及附錄E給出了無(wú)側(cè)移框架和有側(cè)移框架中框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)μ的公式及相關(guān)表格可供查詢。

對(duì)于貨架結(jié)構(gòu)，梁柱節(jié)點(diǎn)與柱腳節(jié)點(diǎn)均為半剛性，按照以上方法計(jì)算K1與K2時(shí)，必須要考慮節(jié)點(diǎn)的剛度值。并且由于貨架并不是在每個(gè)框架平面內(nèi)都設(shè)置抗側(cè)力體系（背拉），導(dǎo)致其有效長(zhǎng)度計(jì)算更為復(fù)雜。因此有效長(zhǎng)度法不是設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)的較優(yōu)方法。

參考文獻(xiàn)：

《圖說(shuō)鋼結(jié)構(gòu)疑難問(wèn)題》婁宇等. 中國(guó)建筑工業(yè)出版社，2022.