单跨等截面柱门式刚架结构柱计算长度系数研究

钢骨架轻型屋面板作用下的门式刚架厂房,在铁路类检修厂房中得到较为广泛的应用。其屋面恒荷载取值通常远高于传统压型钢板门式刚架厂房的荷载取值,由于其自重较大,超出了《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》的适用范围;而应用《钢结构设计标准》对其进行设计时,梁、柱设计截面往往过大,且大多是由构件局部及整体稳定限值的构造要求引起的,造成工程造价的大幅增大。亟需进行相关研究解决以上问题。结合工程实际,采用力学方法,提出了两种柱脚连接方式的刚架柱顶支座刚度及平面内计算长度系数的计算公式。通过数值拟合,得到了近似公式。研究结果表明计算长度系数只与柱脚连接方式、水平弹簧支座刚度、转动弹簧支座刚度有关。研究结果对铁路类门式刚架厂房的设计具有现实的指导意义。     

带摇摆柱门式刚架楔形变截面柱计算长度分析

门式刚架轻型房屋钢结构在我国的应用越来越广泛,已积累了较多的工程经验,同时,在工程实践中也发现了一些需要对《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102：2002）进行修改和补充之处。应用有限元软件分析了门式刚架的屈曲临界力和稳定极限承载力,通过ANSYS计算,研究了摇摆柱对门式刚架变截面柱计算长度的影响,比较分析了现行规范中变截面柱计算长度系数计算的误差,对现行规范中带摇摆柱门式刚架的计算长度系数放大公式进行了修正并对修正公式进行验算。     

STS软件如何计算门式刚架中变截面柱的计算长度系数

系统介绍STS软件如何运用《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS10 2 :2 0 0 2 )中的一阶分析法计算变截面柱的计算长度系数。     

变截面门式刚架平面内稳定发展概况

回顾了轻型钢结构体系的发展趋势,简要介绍了目前国内外对门式刚架体系的主要研究范围与设计方法,并针对在门式刚架稳定设计中存在的问题和局限,论述了对门式刚架研究的展望。     

柱脚固接有吊车厂房门式刚架柱的计算长度

有吊车厂房中框架柱轴力和截面都阶型变化 ,对于柱脚固接的阶型柱 ,规范只给出了顶端铰支或固支时的计算长度系数 ,没能考虑梁对柱的约束作用。通过对柱脚固接阶型的弹性屈曲分析 ,得到了框架柱平面内、平面外计算长度系数的表达式和计算表格 ,结果与有限元分析符合较好。在此基础上 ,对计算长度系数公式进行了简化     

轻型门式钢刚架变截面柱的楔率选择

对轻型门式钢刚架变截面柱从稳定承载力和抗侧刚度进行了理论推导和数值计算。以用钢量相同作为比较基准 ,对不同参数的构件在楔率变化的情况下进行分析 ,对构件楔率的最佳取值范围进行了讨论。     

变截面门式刚架的平面内弹性稳定计算

对楔形变截面轴压杆在各种边界条件(包括弹性约束)下的稳定性进行了详细研究,提出了简单而精度较高的计算式;对门架有侧移失稳时变截面梁对柱子提供的转动约束进行了分析,提出了高精度的近似计算式,可直接用于计算变截面门式刚架的计算长度或临界荷载.     

轻型钢结构变截面门式刚架的稳定计算

论述轻型变截面门式刚架钢柱稳定计算公式的特点及楔形柱在刚架平面内、平面外的计算长度系数和等效弯矩系数的确定方法,方法也可用于横梁为变截面的刚架.     

大跨度变截面门式刚架静力仿真分析

针对某大跨度门式刚架设计,采用变梁柱变截面形式,利用有限元软件ANSYS,建立了单榀门式刚架有限元模型。通过对单榀门式刚架模型进行静力性能分析,得到其内力、应力和位移的极值及分布情况,经验算结构强度和变形均满足要求。进一步讨论了柱脚约束形式及刚架高跨比对结构的内力、应力及变形的影响,为同类变截面门式刚架结构设计提供参考。     

轻型钢变截面刚架结构计算的程序实现

轻型钢门式刚架结构是一种有效利用材料的结构形式,近年来,随着彩色压型钢板的迅速发展,门式钢刚架结构的应用越来越广泛。这种结构杆件通常采用变截面形式,在变截面结构计算中,变截面杆件的形常数和载常数的确定是一项重要内容。本文提出了计算变截面杆件形常数、     

带摆柱门式刚架的稳定性

对单层厂房设有两端铰接柱的门架进行了弹性稳定分析,针对铰接柱的不同布置给出了相应的门架柱计算长度系数计算公式。算例验证,公式具有极好的精度,可供设计坡度较大的门架时参考。     

变截面梁对框架柱无侧移失稳时的约束

本文根据数值计算结果拟合出楔形构件高精度的转角位移关系。根据单段楔形构件的四个约束刚度系数,对单段、两段、三段变截面构件组成的钢梁在刚架发生无侧移失稳时对钢柱的转动约束进行分析,给出了高精度的计算公式。这些公式可以方便柱子稳定性的计算,也可方便软件的编制。     

半刚接钢框架稳定分析中柱的计算长度取值研究

根据钢框架稳定设计中柱子计算长度的概念 ,研究了钢框架中梁柱节点半刚接柱的计算长度系数取值问题 ,采用螺旋弹簧模拟梁柱节点连接的半刚性 ,考虑了梁柱间的相对转角关系 ,通过引入梁柱线刚度比修正系数的计算方法 ,推导了有侧移和无侧移半刚接钢框架柱计算长度系数的修正公式 .研究结果表明 :受节点半刚性影响 ,半刚接钢框架柱的计算长度系数比按刚接考虑的计算长度系数增大 ,增大范围约在 6 %～ 9%左右 ;框架柱除底层外 ,其上下两端与横梁的连接基本是半刚接的形式 ,按横梁有侧移考虑 ,柱的计算长度系数比柱两端按照刚性节点计算出的计算长度系数值增大了 9%左右 .由此可见在钢框架的稳定分析和设计中 ,应考虑梁柱节点采用半刚接的连接形式对框架柱的稳定性产生的不利影响     

有侧移半刚性连接钢框架柱的计算长度系数

利用三层柱的框架结构计算模型,引入梁柱线刚度比修正系数,采用螺旋弹簧模拟横梁对柱子的约束弯矩及节点连接的半刚性,考虑连接的非线性弯矩—转角关系,建立梁柱有侧移半刚性连接转角位移方程,推导了有侧移半刚性钢框架柱计算长度系数的公式,本文推导的半刚性连接柱的计算长度系数公式与《钢结构设计规范》(GB50017-2003)中的刚性钢框架柱的计算长度系数形式相同。研究结果表明:有侧移半刚性连接钢框架柱的计算长度系数比刚性连接的钢框架柱的计算长度系数增大6%~14%左右,故在半刚性连接的钢框架柱的稳定和分析中,应考虑梁柱节点的半刚性连接对钢框架稳定性产生的影响。本文引入的梁柱线刚度比修正系数物理意义明确,计算方法简捷方便,便于工程推广。     

考虑层与层相互支援的框架柱计算长度系数

框架稳定计算的传统假定导致梁对柱子的约束在上下柱之间按照柱子的线刚度分配，因此强柱反而得到更多的约束，与实际情况可能不符。本文放弃了传统计算长度系数法的三个理想化假定，提出了考虑层与层相互作用的框架柱计算长度的几乎精确的简单代数方法。对于两层框架，通过求解一个一元二次方程得到分配给各柱柱端的转动约束；对于三层框架，通过求解一个一元三次方程得到各柱柱端的转动约束；进而由传统公式计算或从规范附表查得μ值。对于更多层的情况，假设相邻层柱子远端的梁约束在上下柱之间按线刚度分配。可以得到很精确的薄弱层柱子计算长度系数。其它层柱子的计算长度系数则从各柱子计算长度之间存在的关系得到。由于这个模型引入了相邻层柱子远端的梁约束。因此可以考虑远端铰支或固定的情况。获得的结果在所有情况下满足工程要求的精度。     

An efficient method for computation of effective length factor of columns in a steel gabled frame with tapered members

The concept of effective length is the only available common method for column design without non-linear structural analysis. Researches conducted for determination of effective length of members are mainly related to a constant moment of inertia. In many investigations related to members with variable moment of inertia, finite element and approximation methods are used. In this article, a method for quick calculation of the effective length factor of columns in steel gabled frames with tapered members is proposed. The method is based on two-dimensionless design-oriented charts relating the critical load of columns to frame characteristics and boundary conditions. Since I-sections are usually used for gabled frames members, the variation of moment of inertia along the length of members (beams or columns) is approximated as a parabolic function. As is demonstrated in the Numerical studies, these calculations can yield, in a very efficient way, accurate results for gabled frames consisting of tapered elements.     

有吊车作用柱脚铰接门式刚架柱的计算长度

有吊车厂房中框架柱轴力和截面都呈阶形变化 ,对柱脚铰接的阶形柱的计算长度规范没有规定。通过对柱脚铰接的阶形柱的弹性屈曲分析 ,得到了框架柱平面内、平面外计算长度系数的表达式和计算表格 ,结果与有限元分析符合得很好。在此基础上 ,对计算长度系数公式进行了简化 ,结果对于工程设计人员进行框架柱的稳定性设计具有重要的指导意义。     

计算长度系数的物理意义及对各种钢框架稳定设计方法的评论

本将有侧移失稳的框架柱计算长度系数与结构力学的D值法联系，论证了柱子计算长度系数计算柱子抗侧刚度系数．通过柱子计算长度系数可以较精确地确定整个楼层的抗侧刚度。本计算表明考虑同层各柱的相互支援对框架柱计算长度系数进行修正后，薄弱层柱子的计算长度系数能够得到略偏安全的精度。利用整体分析时各个柱子的计算长度系数存在的关系就可以得到所有其它非薄弱层柱子的计算长度系数，且同样略偏安全。通过例子发现框架层与层相互作用的一个重要性质：层对层的支援，对同一层的每个柱子而言．获得的好处(临界力增加)或贡献出来的刚度(临界荷栽的减小)具有相同的比例。本对当前各种框架稳定性计算方法(传统的线性分析计算长度系数法、线性分析层整体稳定计算法、结构整体稳定计算法和二阶分析法)进行了简单的讨论。