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鋼結構穩定性驗算

發布者:建銘  發布時間:2019/3/27 8:14:57

 鋼結構穩定問題是高層鋼結構設計必須考慮的關鍵問題之一。鋼結構穩定分析主要是計及二階效應的結構極限承載力計算。二階效應主要是指P-~效應和梁柱效應。高層鋼結構一般不會由于豎向荷載引起結構整體失穩,但是當結構在風荷載或地震作用下產生水平位移時,豎向荷載產生的P-b.效應將使結構的穩定問題變得十分突出。尤其對于非對稱結構,平移與扭轉錮聯,P-A效應會同時產生附加彎短和附加扭矩。如果由于側移引起的內力的增加最終能與豎向荷載相平衡的話,結構是穩定的,否則結構將出現P-b.效應引起的整體失穩。

對于30層以下的高層鋼結構建筑,側向剛度一般較大,P -A效應并不顯著,通常可以忽略不計。但隨著建筑物層數的增加, p -b.效應會越來越顯著,對于50層左右的高層鋼結構建筑, p -b.效應產生的二階內力和位移可達15%以上。因此,在高層鋼結構房屋設計時,盡可能采用帶P-b.效應分析功能的程序或能考慮P-b.效應的計算方法。
根據理論分析和實例計算,若將結構的層間位移、柱的軸壓比和長細比限制在一定的范圍內,就能控制二階效應對結構極限承載力的影響。所以,《高層民用建筑鋼結構技術規程》通過對結構層間位移、柱子的軸壓比和長細比的限制,來考慮結構整體穩定問題。該規程規定,當高層建筑鋼結構同時符合下列兩個條件時,可不驗算結構的整體穩定。其中,第一個條件主要考慮梁柱效應,第二個條件,主要考慮P-b.效應。
(1)結構各樓層柱子平均長細比和平均軸壓比滿足下式的要求當不滿足上述要求時,需要對結構整體穩定性進行驗算。研究表明,對于無側移的結構,用有效長度法計算結構的整體穩定,可獲得較好的精度,計算長度系數按附表11采用;但對于有側移的結構,有效長度法偏于保守,因為它不能直接反映P-6.效應的影響。對于有支撐結構(鋼支撐、剪力墻和核心筒等),可認為是無側移的結構。無支撐的結構側的有支撐結構,可認為是有側移的結構,應按能反映二階效應的方法驗算結構的整體穩定。
 
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