鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)指南

鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)指南簡(jiǎn)介鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)形式存在多樣性外，還應(yīng)了解下列四個(gè)方面的特點(diǎn)（1）穩(wěn)定問(wèn)題要考慮構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的整體作用；（2）穩(wěn)定計(jì)算要按二階分析進(jìn)行；（3）考慮初始缺陷的極值穩(wěn)定計(jì)算正在取代完善構(gòu)件的分岔點(diǎn)穩(wěn)定計(jì)算；（4）穩(wěn)定性不僅通過(guò)計(jì)算來(lái)保證，還需要從結(jié)構(gòu)方案布置和構(gòu)造設(shè)計(jì)來(lái)配合。關(guān)鍵字鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，軸心壓桿，計(jì)算長(zhǎng)度，受彎構(gòu)件，框架穩(wěn)定一鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問(wèn)題的待點(diǎn)失穩(wěn)形式存在多樣性外，還應(yīng)了解下列四個(gè)方面的特點(diǎn)（1）穩(wěn)定問(wèn)題要考慮構(gòu)件及結(jié)構(gòu)的整體作用；（2）穩(wěn)定計(jì)算要按二階分析進(jìn)行；（3）考慮初始缺陷的極值穩(wěn)定計(jì)算正在取代完善構(gòu)件的分岔點(diǎn)穩(wěn)定計(jì)算；（4）穩(wěn)定性不僅通過(guò)計(jì)算來(lái)保證，還需要從結(jié)構(gòu)方案布置和構(gòu)造設(shè)計(jì)來(lái)配合。二軸心壓桿的穩(wěn)定計(jì)算（1）影響軸心壓桿穩(wěn)定承載力的最主要因素是殘余應(yīng)力，它是把穩(wěn)定系數(shù)分成A、B、C三類的依據(jù)，殘余壓應(yīng)力越大，位置距形心軸越遠(yuǎn)，值越低。（2）軸心壓桿不僅會(huì)發(fā)生彎曲失穩(wěn)，也可能發(fā)生扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)。在采用單軸對(duì)稱截面時(shí)需要特別注意扭轉(zhuǎn)的不利作用。（3）設(shè)計(jì)格構(gòu)柱時(shí)，需要了解幾何缺陷的不利影響和柱肢壓縮對(duì)綴條的影響。三軸心壓桿的計(jì)算長(zhǎng)度關(guān)于壓桿計(jì)算長(zhǎng)度的確定，需要明確以下幾點(diǎn)（1）確定桿系結(jié)構(gòu)中的桿件計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)，應(yīng)把它和對(duì)它起約束作用的構(gòu)件一起作穩(wěn)定分析。這是穩(wěn)定性整體計(jì)算的一種簡(jiǎn)化方法。壓桿一般不能依靠其他壓桿對(duì)它的約束作用，除非兩者的壓力相差懸殊。（2）節(jié)點(diǎn)連接的構(gòu)造方式會(huì)影響桿件的穩(wěn)定性能。因此，桿件計(jì)算長(zhǎng)度和構(gòu)造設(shè)計(jì)有密切聯(lián)系。比如桿件在交叉點(diǎn)的拼接會(huì)影響它的出平面彎曲剛度并使計(jì)算長(zhǎng)度增大。又如起減小計(jì)算長(zhǎng)度作用的撐桿的連接有偏心，會(huì)降低它的有效性。（3）塔架桿件的計(jì)算長(zhǎng)度有不同于平面桁架（屋架）的特點(diǎn)主桿和腹桿都各有其特殊之處。此外、塔架中單角鋼桿件預(yù)期繞平行軸失穩(wěn)時(shí)，需要考慮扭轉(zhuǎn)的不利影響。（4）桁架體系的支撐構(gòu)件和塔架中的橫隔構(gòu)件都對(duì)桿件的計(jì)算長(zhǎng)度有直接影響。確定桁架桿件出平面計(jì)算長(zhǎng)度時(shí)，需要特別注意桿系的相互關(guān)系四受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定（1）梁的穩(wěn)定承載力與梁的截面形式、彎矩分布和荷載作用部位等多種因素有關(guān)，并受其影響。（2）簡(jiǎn)支梁的支承條件必須保證梁端不能繞縱軸扭轉(zhuǎn)，才符合規(guī)范系數(shù)的計(jì)算前提。懸臂梁根部是否完全嵌固，對(duì)它的穩(wěn)定承載力也影響極大。這些均應(yīng)結(jié)合構(gòu)造進(jìn)行分析。（3）當(dāng)梁的截面由整體穩(wěn)定控制時(shí)，不宜做成變截面的。梁端切去一部分翼緣也會(huì)使穩(wěn)定承載力下降。（4）支撐可以起到防止梁整體失穩(wěn)的作用，但與其設(shè)置部位有關(guān)；梁上采用鋪板作文撐時(shí)，鋪板應(yīng)滿足一定剛度要求，才能起到防止梁失穩(wěn)的作用。五兼承軸力和彎矩的構(gòu)件穩(wěn)定（1）壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算需要引進(jìn)適當(dāng)?shù)牡刃澗叵禂?shù)（或）（2）單軸對(duì)稱的冷彎薄壁壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算不同于熱軋或焊接構(gòu)件。（3）規(guī)范給出的框架柱計(jì)算長(zhǎng)度是由典型框架計(jì)算得出的（其各柱相同），對(duì)于非典型的情況，該系數(shù)需要修正。（4）橫梁受有軸線壓力的框架和附有搖擺杠的框架，設(shè)計(jì)柱子時(shí)不能直接采用GBJL788規(guī)范規(guī)定的計(jì)算長(zhǎng)度。六框架穩(wěn)定（1）承受重力荷載作用的框架彈性穩(wěn)定，可以用轉(zhuǎn)角位移法分析。（2）有水平荷載作用的框架穩(wěn)定問(wèn)題，宜用二階彈塑性分析。二階效應(yīng)可以通過(guò)放大系數(shù)加以考慮，但還應(yīng)計(jì)入缺陷影響。單層和雙層的簡(jiǎn)單框架?？捎肕ERCHSNT法計(jì)算極限承載。（3）現(xiàn)在通行的用一階分析計(jì)算框架內(nèi)力，再用計(jì)算長(zhǎng)度法計(jì)算柱子的穩(wěn)定的方法，般可以保證框架穩(wěn)定，但要注意的是它低估了橫梁的內(nèi)力。（4）軸線壓力使框架構(gòu)件剛度下降，這一二階效應(yīng)在框架計(jì)算中不應(yīng)忽視。七板件的穩(wěn)定（1）影響受壓板件穩(wěn)定的主要因素是寬厚比而不是長(zhǎng)厚比。（2）組成構(gòu)件的各板會(huì)因相互牽制而同時(shí)失穩(wěn)，弱板受到強(qiáng)板約束而提高臨界應(yīng)力，強(qiáng)板因提供約束而降低臨界應(yīng)力。（3）加勁助必須有足夠剛度，才能對(duì)板件起完全支承作用。（4）設(shè)計(jì)重型桁架和帶撐框架的節(jié)點(diǎn)時(shí)，必須特別重視節(jié)點(diǎn)板的穩(wěn)定性。八板件屈曲后的強(qiáng)度與利用（1）寬厚比大的受壓、彎或剪的板件都具有屈曲后強(qiáng)度。四邊支承板的屈曲后強(qiáng)度高于一縱邊自由的板。（2）單軸對(duì)稱截面利用板件屈曲后強(qiáng)度，需要考慮有效截面形心移動(dòng)的不利影響。（3）利用薄腹板梁的屈曲后強(qiáng)度時(shí)，對(duì)梁的加勁肋。尤其是端加勁助，必須考慮拉力帶的效應(yīng)。九穩(wěn)定設(shè)計(jì)中的支撐（1）設(shè)置支撐可以提高壓桿、梁和框架的穩(wěn)定承載能力。支撐設(shè)置得當(dāng)可以獲得節(jié)約鋼材的效果。（2）支撐并非不受力的構(gòu)件。它作為支承構(gòu)件的彈性支座，應(yīng)滿足一定的剛度要求，同時(shí)還應(yīng)具有必要的承載力。（3）只對(duì)一根構(gòu)件起支承作用（減小自由長(zhǎng)度作用）的支撐，按規(guī)范規(guī)定的容許長(zhǎng)細(xì)比和壓桿剪力V設(shè)計(jì)，能夠滿足要求。但是對(duì)多根構(gòu)件起支承作用的支撐則未必能滿足要求。（4）軸心受壓構(gòu)件的支撐桿有偏心時(shí)，其支撐作用有所下降，但梁的支撐卻以設(shè)在上翼緣平面為好。（5）阻止框架柱失穩(wěn)時(shí)出現(xiàn)側(cè)移的斜撐體系，除承受風(fēng)力和其他水平力外，還應(yīng)承受一定的支撐力。十塑性設(shè)計(jì)和抗震設(shè)計(jì)中的穩(wěn)定問(wèn)題（1）在塑性設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)中，構(gòu)件及其組成板件必須在形成塑性鉸和鉸的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中保持穩(wěn)定。為此，板件寬厚比的限值和側(cè)向支撐間距的限值都比常規(guī)設(shè)計(jì)要嚴(yán)格。（2）單層的一、二跨框架的整體穩(wěn)定承載力通常接近形成機(jī)構(gòu)的承載力；按現(xiàn)行GBJL788規(guī)范設(shè)計(jì)的框架