考虑侧移失稳的弹性框架柱的计算长度

土建结构（或构件）的稳定是结构设计的突出问题。本文对于框架柱的稳定承载力的确定、长度系数的计算等问题的解决方法作了研究，并结合工程实例给出了算例。     

梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数

根据框架柱计算长度理论,通过引入梁削弱式节点参数特性,建立了四跨三层的梁削弱式节点连接的侧移钢框架数值模型.利用ANSYS软件对梁削弱式节点连接的侧移钢框架数值模型进行了非线性屈曲分析,得到了梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数.结果显示,梁削弱式节点侧移钢框架柱计算长度系数较常规节点增加1.5%～12.9%.最后,经过回归得到了梁削弱式节点连接的侧移钢框架柱计算长度系数建议公式.     

钢筋混凝土框架柱计算长度

压杆的计算长度,是按弹性稳定理论计算压杆临界力时引出的一个与杆件实际长度和杆端约束条件有关的变数。对钢筋混凝土框架柱来说,由于材料的塑性和受拉区的裂缝出现与开展,必然使构件的相对劲度(亦即约束程度)发生变化,从而影响到计算长度的取值。目前国外已有文献提出,设计压杆(单个的或结构中的)时不用计算长度的方法。但这些方法不是尚未成熟,就是必须借助计算机进行反复的数值计算。所以在一般的建筑结构设计中,要加以应用是不太现实的。     

变截面框架柱的计算长度

用初参数法计算变截面柱的临界荷载，方法简单，公式推导容易，计算机时少，对各种不同边界条件易处理，精度可以控制。     

楔形钢框架柱的计算长度

本文在推导楔形框架柱计算长度公式时,采用具有足够精度的近似截面惯性矩,从而避开了楔形杆截面参数较多的不利因素,得到了楔形框架柱计算长度公式的解析解.所得结果与现行钢结构设计规范 GBJ17-88中等截面框架柱计算长度公式相衔接,适用于各类腹板呈线性变化的楔形框架柱.     

柱顶无侧移的单阶柱计算长度系数

推导了适用于双跨和多跨单层厂房框架的柱顶无侧移单阶柱的屈曲方程,从而得到上段柱和下段柱的计算长度系数。除列出了μ_2值的数表外,为便于应用,还给出了单阶柱下段计算长度系数的实用计算公式。     

框架柱抗侧移刚度D值的讨论

通过对上千个框架的框架柱水平抗侧移刚度的分析，考虑实际框架各层各跨梁柱的实际变形对梁柱线刚比影响系数α及框架水平抗侧移刚度Ｄ值的影响，提出一系列便于计算机编程使用且较为精确的梁柱线刚比α的计算公式，修正了传统的Ｄ值法。     

高层框架侧移计算的连续化方法

建立了考虑柱轴向变形的高层变截面框架分段连续化模型 ,利用考虑剪切变形的梁弯曲理论导出了高层变截面框架侧移计算公式。算例分析说明 ,忽略柱轴向变形的影响将会给高层框架侧移计算带来较大误差。     

高层框架侧移计算的连续化方法

建立了考虑柱轴向变形的高层变截面框架分段连续化模型,利用考虑剪切变形的梁弯曲理论导出了高层变截面框架侧移计算公式。算例分析说明,忽略柱轴向变形的影响将会给高层框架侧移计算带来较大误差。     

单层厂房框架阶形柱计算长度系数

本文利用有侧移的轴心受压柱两端抗弯约束常数之间的关系式求解了单层厂房阶形柱的计算长度系数,并给出了单阶柱和双阶柱下段计算长度系数的实用计算公式。     

剪力墙抗侧移刚度变化对框架柱内力的影响

利用框架-剪力墙结构协同工作的基本微分方程,给出矩形柱框架楼层剪力与框架-剪力墙结构刚度特征值的关系,分析在高层矩形柱框架-剪力墙结构设计中,改变剪力墙的弯曲刚度对框架柱楼层剪力的影响,并通过算例分析调整剪力墙数量时柱内力(剪力和轴力)的变化情况。最后给出优化剪力墙抗侧移刚度时,可以将矩形柱的截面尺寸当作常量的结论     

有侧移半刚性连接组合框架柱的稳定分析

为了研究有侧移半刚性连接组合框架的稳定性能,利用三柱子框架模型,考虑了梁端和柱远端不同约束情况对柱有效长度系数的影响,提出柱有效长度系数的简化方法.通过算例研究了节点的非线性弯矩-转角关系和荷载水平大小对柱有效长度系数的影响,比较了简化方法、Barakat-Chen方法与精确方法的计算结果.研究表明:简化方法比Barakat-Chen方法有更好的精确度,与精确方法计算结果接近.     

半刚性钢框架柱有效长度系数的计算方法

介绍了现有的半刚性钢框架柱有效(计算)长度系数的计算方法:一般屈曲方程法;转角位移方程法.分析、比较了此2种方法的计算结果后得出结论:屈曲方程方程法计算复杂,一般不采用;转角位移方程法计算简单,并且可以借助已有的结论及规范,因此采用较多.     

阶形柱计算长度的计算

阶形柱的荷载通常作用在其顶端和截面变化处。阶形柱的设计是费时和复杂的。其计算长度必须对每个柱段进行计算,这是一个弹性稳定理论的问题。阶形柱的临界条件取决于各柱段间复杂的相互作用,从而导致整个柱子屈曲。每个柱段所起的作用是其性质和荷载的函数。作者分析了十八种有实际意义的情况。求解计算长度的临界状态方程都是一些复杂的超越方程。由于其复杂性,故编制了能计算十八种情况中任一情况的计算机程序。这个程序可以很好地用于微机。根据作者的经验,证明它是一个很有效的和相当准确的工程工具。     

铰接中心支撑钢框架阶形柱计算长度系数

以某火力发电厂主厂房铰接中心支撑钢框架体系为研究背景,对该体系中阶形柱计算长度系数进行了研究。基于小变形弹性稳定理论,推导了一端铰接、一端弹性支承的双阶柱计算长度系数,采用特征值屈曲分析对推导的计算长度系数μ0进行了验证,吻合程度较好。以厂房结构中横向3轴框架为例,采用特征值屈曲分析、弹塑性屈曲分析对推导的μ0及柱的稳定承载力进行了验证。结果表明,按数值计算得到的柱稳定承载力与理论计算值吻合程度较好。建议铰接中心支撑钢框架结构中柱的计算长度系数可按本文推导的公式计算。该方法的优点在于不必对结构的侧移类型进行判断,对于柱发生有侧移失稳的情况,还可考虑上下层柱对所研究楼层柱的约束作用。     

多层钢结构厂房框架柱平面内计算长度研究

多层钢结构厂房是火电、核电工程主厂房常用的结构形式.对于钢框架结构设计,我国的钢结构设计规范采用的是计算长度设计法;由于荷载工况和荷载组合的复杂性,对主厂房采用考虑二阶效应的非线性分析方法还有一定难度.在总结各种钢框架柱计算长度系数算法的基础上,从计算长度系数的定义出发,通过3种有代表性的计算长度分析模型的比较研究,提出了一种适用于火电、核电工程钢结构主厂房框架柱计算长度的确定方法.该方法考虑了(包含重力二阶效应的)模型的几何非线性效应和荷载分布情况对计算长度的影响,并能与主厂房建模过程紧密结合,也符合工程设计简单、便利的原则.最后,通过某核电工程常规岛主厂房框架柱计算长度实例分析,阐明了所提出的方法和步骤,获得了一些有益的结论,供设计人员参考.     

钢筋混凝土排架柱的计算长度

钢筋混凝土单层和多层房屋结构,现在常用横梁与柱铰接的构造方案以简化施工。在这种条件下,柱子计算长度的取值,钢筋混凝土结构设计规范《TJ10—74》(以后简称“规范”)中规定得不够完全和明确。现拟按弹性稳定理论加以探讨,从而提出这类结构方案中柱子计算长度取值的建议。对于有横向支撑(无侧移)的结构,柱子的计算长度值,已有定论。这里只考虑无横向支撑(有侧移)的这类结构。     

基于非全柱失稳模型的钢框架柱计算长度系数

针对传统“七杆模型”在确定计算长度系数过程中关于“全柱失稳”和“所有柱稳定函数相等”的假定与真实情况相差较大,基于非全柱失稳模型,同时考虑柱稳定函数的不同,提出了一种改进方法,并进行了一系列数值计算。研究结果表明：改进方法所得到的计算长度系数的公式与传统方法是一致的,改进方法公式中参数的计算包含了有别于传统方法的失稳模式、梁柱线刚度、柱轴力和其他层的影响,能更加全面地反映框架的失稳行为;改进方法总体上比传统方法具有更高的精度。