关于构件长细比的讨论(OKOK)

互动空间 由www. okok. org协办 关于构件长细比的讨论( 1) 1 � 长细比的概念问题 1�1 � 为什么受拉杆件会有长细比限值 newx: 受拉杆件有长细比限值, 说明受拉杆件也存在稳定问 题? 我总是很难理解。难道一根绳受拉还有失稳吗, 何况一 根钢构件了。 towerdesign: 在电力角钢铁塔中,拉杆长细比限制是为了防止构件在 风的作用下产生振动。这有过许多的研究和试验, 其他结构 想必也有类似的问题。 efan: 这主要是考虑受拉杆件, 在没有预拉力情况下 ,弯曲挠 度或振动影响。对于预拉构件, 由于先期提供结构刚度,长 细比可以适当放宽。但也应考虑弯曲挠度或振动影响。 torcher: 受拉杆件长细比限值,主要是考虑钢结构杆件过长时自 重对杆件弯曲的影响比例增大。 w- shiqi: 单从理论上讲, 受拉构件不需要限制长细比, 但是所谓 的受拉构件只是在结构使用中受拉, 在其加工、运输和安装 中并不一定受拉,可能会产生较大的变形, 另外还有上面几 位仁兄所说的对振动问题的考虑,所以要限制其长细比。 CuteSer: 同一个构件,在不同的荷载或荷载组合下, 可能是受拉 也可能是受压或是零杆,谁也不敢保证自己 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 时取用的荷 载以及组合就是所有可能碰到的情况。所以我认为, 出于这 种考虑, 也是应该限制受拉杆件的长细比的。当然, 楼上几 位说的也很有道理。 DYGANGJIEGOU: 拉杆要控制其长细比即控制它的刚度, 拉杆要控制刚度 是为了保证构件在使用过程中不产生过大的横向振动而使 杆件连接受到损害及改变杆件轴心受拉的性质。验算方法: 构件长细比小于或等于容许长细比,即 � � [ �] 。拉杆允许 长细比[�]与拉杆所受荷载的性质有关。 yuan80858: 受拉构件也需要保证一定的刚度(长细比限制) , 共有如 下原因: 1)任何构件都有自重, 若刚度过小, 在制造和运输过程 中构件会有大变形。 2)结构设计 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 虽然是按静荷载来设计的, 但是实际工 程中都有要考虑振动的要求, 如风振等;刚度过小就容易引 起较大的振动。 1�2 � 水平构件(梁)要不要满足长细比的要求 sxp76: 1)水平构件 (梁 )要不要满足长细比的要求? 2)在轴力 占多少比例时才能看成梁,否则应看成水平撑? walk and walk: 1)长细比通常是针对受压构件(柱 )而言的,限制长细比 的目的是为了防止构件发生失稳破坏。譬如柱的截面尺寸 不宜太小,一般控制在 L 0�b � 30 或 L0�d � 25,以免长细比过 大而发生失稳破坏。水平构件(梁) 主要承受的荷载效应是 弯矩和剪力, 因此只要保证其截面性能 (尺寸、材料)能够有 效抵抗所承受的弯矩和剪力即可,即其截面应满足正截面和 斜截面的验算。2)水平支撑应该是二力杆的一个延伸。大 部分水平支撑应该只是承受轴力,个别的也可能用来抵抗两 端的剪力, 但不应该承受弯矩; 而梁的作用是同时承受弯矩、 剪力和轴力,这或许就是梁与水平支撑的区别。 xqllf: 1)长细比通常是针对轴力构件,包括压(拉)弯构件而言 的, 主要是为了变形(刚度)的要求。当然,对受压构件, 还有 稳定问题。2)由于梁的轴力比较小,尤其是水平梁轴力一般 近似按零处理。sxp76 所提的问题本身就有些问题, 水平构 件与梁是有区别的,有的水平构件可能就是支撑。由于梁的 轴力比较小, 一般按受弯构件对待, 以挠度来控制刚度问题。 是梁还是支撑最简单的就是看构件承受弯矩否? 有弯矩就 是梁或者是梁柱(梁柱是指考虑轴力的梁, 由国际著名学者 陈惠发教授提出的)。3)实际梁是有轴力的, 规范是通过构 造限制来考虑,例如在抗震规范中就 规定 关于下班后关闭电源的规定党章中关于入党时间的规定公务员考核规定下载规定办法文件下载宁波关于闷顶的规定 按梁轴力的大小确 定梁翼缘和腹板的宽厚比。 sxp76: 你们没理解我的意思。其实,对于所有构件(梁柱)都是 压弯或拉弯构件,只是在设计时轴力和弯矩的比例比较大时 就按受弯(梁)或压(拉)弯(柱)进行设计的, 对于竖向构件一 般按柱计算肯定没问题, 而对于水平构件来说, 按梁或柱来 设计区别是很大的, 因为对于柱它有一个长细比的限值(即 刚度) ,我提这个问题的目的就是想请教各位 ,一个水平构件 是该按梁还是按柱来设计,有没有一个定量的 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 来进行判 断? 天使之翼: 水平构件当然也有按受压构件计算的, 我觉得什么时候 当作受压构件要看它所受荷载来判断。虽然没有纯粹的受 压构件, 但很多时候可以根据实际情况简化。例如, 梯形钢 屋架上弦杆一般是受压的,严格来说是压弯构件。但当纵向 屋面板的宽度等于每根上弦杆长时,而且板宽的中点对应着 屋架的节点时,可以假定荷载作用在节点处, 把均布荷载等 效为节点集中荷载。把弦杆看作二力杆, 只承受轴向力。可 130� � � Industrial Construction Vol�38, No�5, 2008 工业建筑 � 2008 年第 38 卷第 5期 以简化计算,又与实际相接近。当然屋面板宽小于每根弦杆 长时就不能作这样的假定。水平支撑正是由于没有节间荷 载才按受压构件计算。 1�3 � 平面内长细比的问题 defeat8888: 我做了一轻钢结构车间的设计,柱高 9 m,按轻钢结构计 算, STS 算出平面内长细比远大于 180, 如何解决? 要满足要 求,截面高度需加大到 900 mm, 截面是不是太大了? 应该如 何解决这个问题? dingding: 一般软件的平面内计算长度系数软件都可以自动分析 取值,至于平面外的就要人工干预了。如果平面内的长细比 不足的话,那只有增加截面或者加纵向的加强筋。 hndkwze: 一般情况采用系杆的方法只能减少平面外计算长度,而 不能减少平面内计算长度。我觉得减少平面内的长细比有 以下两种办法: 1)将铰接柱脚改为刚接来减少钢柱的计算长度系数,也 就减小了计算长度 L。 2)增大钢柱的截面高度, 也就增大了平面内回转半径 i。 但此方法不经济。 wsywdy123: 9 m 的柱子, 900 mm 高的截面太离谱了, 长细比一般取 50~ 100 就可以, 450 mm 高的截面足够。粗略估算一下, i= 450 � 0� 43= 193�5, �= 9 000�193�5= 46�5< 180, 一般的吊车 也足够了。 ruanpeng: 你的计算文件我看了,觉得可能哪里弄错了。钢梁的各 截面看起来不怎么符合�钢结构设计规范� ( GB 50017- 2003) , 建议重新修改一下: 1)中间两根钢柱最好不要设置成摇摆柱, 只要下端设置 成铰接就可以了; 2)既然是有吊车的厂房, 为什么将柱脚设成铰接呢? defeat8888: 因为我钢结构做的不多, 所以是有些问题, 你的回答我 不太理解,主要有以下不懂之处: 1)请明确告知截面哪里不符合� 规范� ( GB 500017- 2003) ? 2)既然不要做摇摆柱, 为什么要做成铰接呢? 3) 它只有边跨有吊车。我看有的参考书上写小于 50 kN 时,柱脚可以设计成铰接。 其实后来我也想改刚接,可是甲方不同意。现在甲方也 不同意截面增加, 单位领导也不同意增加。说如果增加,就 代表我们设计院以前出的图纸有问题了。 圆圆: 看你的计算文件可知, 平面内长细比不够是因为 �x 太 大,达 4�34。如果把中间柱上端做成刚接的,那么 �x = 2� 77, 平面内长细比小于 180。 haitaoz: 看了你上传的计算文件,有几个问题: 1)左右风载输入有问题。为何只在右侧输入风载? 若 是单面开敞式的双坡屋面,则屋面荷载也不对。请问您是如 何计算坡屋面风载的? 2)有关抗震计算参数输入中, 场地类别选择的是上海地 区的 ,而所用规范为何不用上海规范? 3) �门式刚架轻型房屋钢结构技术规程� ( CECS 102� 2002)中第 13 页最下一行注 3: �在永久荷载和风荷载组合作 用下受压的构件,其长细比不宜大于 250� , 对于这句话应如 何理解? 根据� 规范�( GB 500017- 2003) , 好像应该是受拉构 件, 并非受压构件。 1�4 � 关于长细比 zhangqinghe: 为什么Q235 的柱子长细比限值比 Q345的限值要大? zxinqi: 事实上, 对于压杆的整体屈曲是由杆的应力决定的, 除 薄壁型钢构件外,一般的轴心压杆都不希望在构件失稳之前 板件出现局部屈曲。为此在确定截面尺寸时需对板件的宽 厚比加以限制。对于无缺陷的完全弹性杆, 问题很简单, 只 要使杆的临界应力与板的临界应力相等, 就可以解决。由此 b�t= 0�3� k , 对于两纵向边简支板, k = 4� 0。一纵向边简 支、一纵向边自由的板, k= 0�425+ ( b�a) 2。当屈曲半波长度 a 远大于半波长度时, k= 0�425。以柱的临界应力 �c 表达: b�t = 0�951 k E�c � � 从钢材为弹塑性体着眼, 临界应力不能超过屈服点 f y . 故为方便起见 ,利用 f y 代替 �c ,可以起到简化。由于现实中 的构件都有缺陷,所以应考虑构件初始缺陷的不利作用。因 此, 各国规范均考虑构件初始缺陷的不利作用。德国规范 DIN 18800 将宽厚比限值乘以 0�7 系数。澳大利亚 AS 4100- 1990 根据热轧及焊接截面规定: 翼缘 � 16 f y�250~ 15 f y�250; 腹板 � 45 f y�250~ 40 f y�250; � 规范�( GB 50017)规定 : b�t � ( �+ ��) 235�f y。 因此, 采用高强度钢如果其板件应力达不到其临界应 力, 宽厚比可适当放宽, 比如采用 Q345 钢而板件应力仅为 235 MPa, 那么其宽厚比可以采用 b�t � ( �+ ��) 235�235。 zhangqinghe: 在�建筑抗震设计规范�( GB 50011- 2001)中, 多高层( < 12 层) 8 度抗震设防区柱子的长细比限值是对于 Q235 为 120,对于 Q345是 120 235�345, 也就是说用 Q345 的长细比 的限值更强, 这样的话, 对于某一根 Q345 的跃层柱子强度富 富有余,但是长细比不满足要求,因此就换成 Q235 吗? 如果 柱子是Q235 的,梁是 Q345 的,那么节点怎么保证强柱弱梁? laymond: 强柱弱梁是在破坏时, 要求塑性铰先在梁中出现, 柱中 不能先出现塑性铰。所以如果节点是刚接, 梁是 Q345 而柱 是 Q235,只能加大柱子截面以满足强柱弱梁的要求。 (待续) 整理: 万叶青 � 审核:袁鑫 131关于构件长细比的讨论( 1) � � � 互动空间 www. okok. org协办 关于构件长细比的讨论( 2) 2 抗震中的长细比要求 211 关于厂房在抗震设防设计中柱的长细比控制? lijingas 最近忙于做一个重钢厂房, 位于 7 度抗震设防区, 发现 了几个很头疼的问题。仔细地钻研了规范, 并且手算了长细 比,但仍觉得不可思议, 特提出,请方家指教: 1) 5建筑抗震设计规范6 ( GB 50011- 2001)中, 对单层厂 房柱的长细比规定不应超过 120( Q235)。在计算中间跨时没 有什么问题, 但边跨就不对了。由于跨度比较大,中间设置 了不少抗风柱,也就是摇摆柱, 但刚架截面与中间跨是完全 一样。由于有摇摆柱的缘故,导致边柱的计算长度有增大系 数。这样就出现了一种现象, 所有条件不变(边跨的荷载甚 至还小些) , 由于中间增加了几根柱(摇摆柱) ,反而使结构不 / 安全0(长细比超, 但应力很小) , 似乎不符合常理。 2)变阶柱的计算长度很奇怪。从规范给的公式可以看 出,它与横梁刚度没有关系, 也没有摇摆柱的增大系数。采 用MATHCAD编制的程序, 然后调了几个截面发现如果仅仅 加大上柱截面,基本对上柱的计算长度没有什么变化。如果 用STS 计算,可以发现: 仅仅调整上柱截面(下柱截面不动) , 那么上柱截面越大, 长细比甚至还增大 (小了强度会不够) ; 还好,折减后勉强达到抗震规范的要求。 其实每次做重钢(抗震设计) ,都发现长细比的控制真得 很难! suker75 1)5建筑抗震设计规范6( GB 50011- 2001)中对单层钢结 构厂房的规定中指出: 该规范不适用于轻钢门式刚架结构, 而/ 摇摆柱0好像只在轻钢门式刚架结构中有规定, 其他单层 钢结构厂房中似不应采用/ 摇摆柱0 ; 端跨抗风柱、屋面钢梁 如通过弹簧板或长圆螺栓孔连接, 不承受竖向荷载, 应不会 引起框架柱的计算长度增加。 2)加大上柱截面引起计算长度增加是可以理解的,而且 上柱截面加高,平面外的回转半径反而会减小, 所以平面外 长细比增大应是正常的。不过上柱平面内长细比应减小。 lijingas suker75 的看法似不对。 1)5钢结构设计规范6 ( GB 50017- 2003)中也有两端均为 铰接的柱,并由此对边柱的计算长度也有增加系数。这次做 的厂房为 150 t的吊车, 肯定超出轻钢范畴。至于说采用弹 簧片连接, 其实不是很方便, 更何况只是讨论。如果直接连 接,是否会使结构更不安全? 与常理不符? 2)加大上柱截面对上柱平面内的计算长度影响很小,你 可以试算一下就能发现。 suker75 其实增加摇摆柱后, 并非真地使结构变得不安全, 只不 过边柱的长细比超过了长细比的限值; 人为规定的构造要 求, 但作为规范的规定, 就必须遵守。类似的情况还很多, 比 如轻钢门式刚架结构中钢梁翼缘 220 mm 宽、8 mm 厚, 腹板 6 mm厚时, 选用 Q235 钢时满足要求, 选用强度更高的 Q345 钢反而宽厚比超限,程序提示不满足要求。这时钢梁并非变 得不安全,但考虑到规范规定了宽厚比的限值, 还是应加厚 翼缘。 zhengl128 这个问题我也遇到过, 我的理解是, 在边刚架的抗风柱 上设置隅撑,可以减小其平面外的计算长度, 而抗风柱的平 面外就相当于整片刚架的平面内,这样调整平面内计算长度 系数即可;不知是对是错, 请指教。 lijingas 加隅撑仅仅只能解决钢柱平面外稳定性! 但现在的问 题则是:边柱平面内长细比超标, 加隅撑对此毫无用处。 North Steel 1)长细比是有平面内和平面外之分的, 规范有无指出相 应的值? 2)边柱受抗风柱的影响是在边柱的平面外方向, 即平面 外的长细比受此规定; 3)如可能,将纵向垂直支撑放在端跨,限制了边柱的柱 顶位移,可以不理会那个长度调整系数。 hhh 1)所谓摇摆柱, 只指两端铰接的轴压柱。如果兼作抗风 柱, 对重钢厂房来说, 应该不是合理的选择,刚度不好。 2)既然不是合理的选择, 现在规范给出的阶形柱的计算 长度也不是基于此结构形式给出的,计算边柱的计算长度的 公式也无法借用5门式刚架轻型房屋钢结构技术规程6 ( CECS 102B2002)。 3)当然, 如果非得用这种结构形式, 从概念上说, 如果中 跨边柱的长细比刚刚够, 那边跨不满足反而是合情合理的, 那只能按规范的要求来调整截面, 但计算长度如何考虑, 尚 未见过这方面的资料;因此建议不要采取这种形式。 从理论上讲,柱的计算长度与横梁的刚度是有关的, 但 当横梁线刚度与阶形柱的上段柱的线刚度之比大于 115 时, 柱的计算长度相差不大。而实际工程一般均在此范围, 因 此, 规范的图表采用了简化的公式。 这种现象可以理解。上柱的计算长度与下柱的约束有 关, 即与二者的刚度比有关, 上柱截面增大, 下柱不变, 意味 着下柱对上柱的约束减小,上柱的计算长度增大是自然的。 lijingas 131Industrial Construction Vol138, No17, 2008 工业建筑 2008 年第 38 卷第 7期 遇到的情况是边跨柱的下段柱是满足的,引起疑问的是 上段柱。采用STS 计算时采用的想必是5钢结构设计规范6 ( GB 50017- 2003) ,虽然对 STS 没有仔细研究,但它计算这种 体系时, 采用的计算长度的方法很可能就是规范附录的表 值,并没有考虑摇摆柱造成的计算长度的增大。基于前面所 说的横梁线刚度到一定程度, 这样处理误差不大, 似乎是可 以接受的。但为什么会出现上柱长细比不满足的情况呢? 请 lijingas 兄仔细看看附录的公式,阶形柱的计算长度不但与 上、下柱的刚度比有关, 还与上、下段轴的轴力比有关; 在边 跨,由于摇摆柱分担了屋面荷载, 而下段柱要承受吊车荷载, 因此上、下柱的轴力比减小, 此时下柱的计算长度是减小的, 但上柱的计算长度反而变大。其力学概念是:其余条件不变 的情况下,下柱承受的压力越大, 其提供给上柱的约束能力 越小,表现为上柱计算长度的增大。这是计算结果中上柱长 细比超限的主要原因。 考虑稳定问题应该有整体性的概念。整个框架的稳定 计算较复杂,因此, 把柱拿出来简化计算, 阶形柱分析复杂, 就又把上柱和下柱拿出来单独分析,但彼此间的约束关系及 公式的适用条件应该搞清楚。 lijingas 现在讨论的不是摇摆柱兼作抗风柱是否适宜, 而是讨论 如果所有条件不变,而仅仅加摇摆柱 ,导致长细比超标 ,这是 否会导致结构不安全? 实际上这一条在 AISC 中是没有体现 的。我想长细比应该与应力有一定的联系。这样, 如果加了 摇摆柱后, 柱的应力大幅度降低。在足够的强度富裕下,地 震力是否能让结构屈服? 就像5建筑抗震设计规范6 ( GB 50011- 2001)中规定强柱弱梁的要求下,也允许当柱轴力设 计值与柱全截面面积与钢材抗拉强度设计值乘积的比值小 于01 4,或作为轴心受压构件在 2 倍地震力下稳定性得到保 证时,可不考虑。因此我觉得长细比也可以考虑类似的方 法。如最大轴力比小于 015或者 2 倍地震力考虑。 至于变阶柱的长细比与横梁有一定关系,但可能影响不 大。如果加了摇摆柱是否也要增大系数? 实际上总觉得硬性规定长细比很令人头疼, 尤其是变阶 柱的上段柱的长细比很难控制在抗震规范内。 hhh 1)规范对长细比要求是基于刚度要求, 如达不到规范要 求,可认为导致不安全。 2)如果 AISC 计算阶形柱也采用计算长度的方法, 相信 会有所体现。 3) lijingas 似乎把强度计算与稳定计算混淆了,不是一回 事。 lijingas 根据这个结论推导出一个奇怪的结果: 就是当所有条件 不变时,增加柱子(摇摆柱)会导致结构更不安全? 这个观点 实在让人难以接受。与 eddiechen 先生曾经探讨过这个问题, 都觉得有些不可思议。不过与国内不同的是,他们没有审图 公司,是由结构技师来判断结构是否安全, 规范仅仅只是一 个工具。而当规范硬性规定的话,就不好办。实际上这种情 况不仅仅是在山墙, 如果厂房内部有分区的话, 同样要设置 摇摆柱来作墙架柱。而弹簧片的做法在国外并不常用。 实际上, 他们说了一句话让我无法理解: 中国的现有的 钢结构设计规范基本都是引用国外的, 但补充了太多构造, 而又没有合适的解释。难道说国内的钢结构设计规范比国 外还先进(很多国外认可的但不符合国内的构造) ? 我以前用过 CISC(加拿大) , 就发现很多不一致的地方, 如: 螺栓最大、最小及边距要求, 国内一概是用构造来控制, 以前用 CISC 的时候都是通过计算板件的抗剪及撕裂来验算 的, 觉得国外较合理。如: 边距取 2d, 但当板件厚度较薄的 时候是否还安全, 或当板件较厚时是否还需要 2d ? 记得以 前用 M24 螺栓时,边距用的是 40 mm, 不符合国内构造, 但符 合 CISC 要求。 其实国内规范还有一个跳跃性的问题让人很不容易理 解, 如, 20 t吊车,钢柱可以按照5门式刚架轻型房屋钢结构技 术规程6设计,长细比取 180(好像与钢材材质无关) ,如果是 2215 t吊车, 就超过5门式刚架轻型房屋钢结构技术规程6 ( CECS 102: 2002)。那么,这样的结构就应按照5钢结构设计 规范6 ( GB 50017- 2003)执行, 就需要符合5建筑抗震设计规 范6 ( GB 50011- 2001) , 长细比应该是 120 235Pf y (与钢材材 质有关)。于是, 在设计原则上发生突变, 用钢量大幅度提 高。 总而言之,国外的计算多, 国内的构造多, 不但国外的结 构技师不明白,国内的工程师又能有几个明白那些构造呢 ? 至于 hhh认为/ 我似乎把强度计算和稳定计算混淆了0 , 我不认同。其实上面所写的都是在/ 抗震规范0中, 实际上长 细比是/ 抗震规范0控制得严格。我只是举了一个例子而已。 如强柱弱梁满足不了, 可以把地震力提高一倍来验算, 那么 现在长细比很难满足, 是否也可以把地震力适当提高(或提 高一倍) ,来验算结构是否满足稳定性要求, 这样可以把长细 比适当放宽(只是提供一个思路而已)。 hhh 1)不知对我前贴中对上柱长细比变大的原因的分析是 否认可? 如果认可,剩下的问题就是: 如果受力比较小, 设计 时长细比是否可以超限? 有个相关帖子,恰好里面 lijingas 兄 也有发言。 http:PPokok. orgPcg-i binPutPtopic- show. cgi? id= 51687&h= 1 # 233183 2)实际上这一条在 AISC 中是没有体现。不知/ 这一条0 是指的什么? 如果是指这种情况下, 上柱计算长度是否增 大, 我想与我国的规范是一致的, 因为力学原理如此。如果 是指对柱的长细比不作要求,我想也不会。国外多数规范对 压杆的容许长细比,一般不分压杆受力情况规定为 200(5钢 结构设计规范6 ( GB 50017- 2003) 513 条文说明 ) , 当考虑抗 震, 要求更严格一些, 不是奇怪的事。 3) /他们说了一句话让我无法解释: 中国的现有的钢结 构设计规范基本都是引用国外的, 但补充了太多构造, 而又 没有合适的解释,难道说国内的钢结构设计规范比国外还先 进0。国内规范整体上不及国外先进, 但不可一笔抹杀、国情 不同、经济水平、冶炼水平、设计水平、安装水平差异等等。 先进的未必是适合的, 整体先进的未必每个细节都先进合 132 工业建筑 2008 年第 38 卷第 7期 理,否则干脆用国外规范的中文版作规范好了。感觉没有合 理解释的在论坛提出或 许可 商标使用许可商标使用许可商标使用许可商标使用许可商标使用许可 以找到答案。 4)/ 国外的计算多,国内的构造多, 不但国外的结构技师 不明白,国内的工程师又能有几个明白那些构造呢? 包括审 图工程师,只是死搬教条而已 0。能把教条搬好用好已经不 容易了,什么都来计算, 恐怕大部分设计人员要下岗了 ,当然 我是在其中的。国内钢结构的发展才几年? 怕是要求过高 了。 5) /跳跃性的问题让人很不容易理解0。事物的发展需 要过程,做到挥洒自如, 浑然天成需要时间、金钱和耐心。 6)/ , ,可以把长细比适当放宽(只是提供一个思路而 已) 0。是一个思路, 但有依据否? 放宽到什么程度? 是否能 保证方方面面的问题都想清楚了,不会有不利的影响。 作为结构设计人员,还是在满足规范的前提下解决问题 得好。比如说:老兄发现上柱截面大, 则长细比大, 而且应力 富裕多,那调小截面是否反而可以满足呢。 lijingas 其实这个工程不以用钢量作为控制指标, 应力都不大, 主要是考虑制作方便。钢柱下端是连接在混凝土柱上的,因 此下柱高度限制死了。上柱可以调整, 但无论调大还是调 小,计算长度系数都降不下来,只好打一个擦边球。连续折 减了几个系数后, 就差不多了。至于边柱就没有计算, 一般 审图公司也不会提的。但是我知道如果算, 计算长度肯定超 标。因为我现在就是擦边了 ,再乘以摇摆柱的增大系数,肯 定超限。 至于说重钢不适宜摇摆柱,我觉得不一定。我曾经在成 都配合信息产业部十一所做了一个全钢的工程。在他们总 工审图的时候,与我探讨过这个问题。之所以以前习惯采用 弹簧片, 主要是考虑以前的厂房大部分是大型屋面板(不是 彩板) ,比较重。当边柱增加摇摆柱后, 会导致柱的轴力大幅 度减小。这样会产生不均匀沉降。但现在大部分厂房屋面 是轻钢,柱的轴力非常小。大家都知道基础沉降计算只与轴 力有关。因此增加了摇摆柱,因屋面荷载产生的轴力对基础 沉降影响非常小。所以现在有经验的钢结构设计师在边框 架设计中习惯将抗风柱直接设在钢梁处, 而很少再用弹簧 片。台湾是地震高发区,他们现在的厂房就很少用弹簧片。 至于说增加摇摆柱是否会导致结构不安全(其他条件不 变) , 这并不是指变阶柱,而且等截面柱也存在这样的问题。 国外的抗震设计对柱子长细比要求严格些, 但他们好像 没有摇摆柱的增大系数啊。也就是说, 如果你刚架算够了, 中间再加几个摇摆柱, 一样是可以的。而不会像国内的规 范,这样的结构, 计算不容易满足要求。 我们设计的工程当然要符合我国的规范, 所以做得很 累。 Rische 摇摆柱也好, 抗风柱也好, 本身都是不稳定的机构体。 都需要依附在其他结构上才能发挥自身的承载力。所依托 的结构抗侧能力越大,摇摆柱就越能发挥到两端铰的理想轴 压杆的承载能力。因此对依托结构的刚度有更高的要求。 这样在结构破坏中就出现两个极限阶段: 1)因依托结构 提供的刚度不足, 摇摆柱先失稳, 并退出工作。但此时结构 尚未倒塌; 2)继续加荷,依托结构失稳, 整个结构倒塌。 问题是哪一个极限状态应该成为结构最终要满足的承 载能力极限状态呢? 摇摆柱或抗风柱先失稳时,还能够完成 正常使用极限状态所要求的达到的使用功能吗? 这是不是 应成为探讨该问题的一个理论出发点呢? hhh 刚架和摇摆柱作为一个整体来承受外荷载,刚架破坏自 然意味着结构破坏, 而设置摇摆柱的目的是减小横梁的跨 度, 从而减小弯矩和剪力来达到节省材料的目的, 摇摆柱的 破坏同样意味着结构的破坏; 因此二者都应保证安全, 讨论 谁先破坏,我认为没有什么意义。 像 lijingas 所说的边刚架与中间刚架截面相同, 只是把抗 风柱兼作摇摆柱,这样的做法很少见, 因为没有利用摇摆柱 来减小梁柱截面,而又把抗风柱的单纯抗弯状态变为压弯状 态, 受力变得复杂。同时阶形柱的上柱的计算长度因此增大 而导致长细比超限,看不出这样做的好处。 考虑抗震时的长细比限制严格, 是因为长细比过大, 则 在地震作用下 ,反复受荷时的恢复变形和耗能能力差。在罕 遇地震下, 保证大震不倒, 主要靠构造而不是计算。因此规 范列为强制规定,在设计中必须满足。举个更易于说明问题 的例子。框架梁翼缘宽厚比的限制,目的是保证在大震下有 充分的转动能力以形成塑性铰来耗能, 如果在使用荷载下受 力很小, 或者说按 2 倍众值烈度下的地震作用来验算可以满 足, 是否能够认为: 构件可以不满足宽厚比限制呢? 结果是 只要不屈服,吸收的地震能量就越多; 就会表现为弯矩越来 越大, 直到最终屈服。而一旦屈服, 就是脆性破坏。抗震时 的柱长细比限值虽然与这个例子不完全相同 ,但其重要性和 必要性从这个例子中还是能领会到的。 212 抗震长细比问题以及平面外计算长度? ermu105 1)某厂房: 跨度 24 m, 两跨;柱顶 1315 m,牛腿 9 m 高,开 间 6 m。每跨30 t一台( A5) ,每柱列设有半龙门吊车( 5 m 高) 一台。请问: 半龙门吊吊车梁处可以作柱平面外侧向支点 吗? 如果可以 ,柱间支撑是否也要从这里分层设置? 2)另一个厂房, 除有 20 t吊车外, 其他条件同上。20 t吊 车在/ 规程0( CECS 102: 2002)与/ 规范0 ( GB 50017- 50017)界 限上, 只是高度略超规程 ( CECS 102: 2002)。是否可以采用 / 规程0( CECS 102: 2002)设计? 3) 5建筑抗震设计规范6 ( GB 50011- 2001)中(单层工业 厂房) ,第 912111 条规定柱的长细比不应大于 120 235Pf ay , 是否太严格( 6度时也要受它限制) ? 感觉5建筑抗震设计规 范6 ( GB 50011- 2001)与/ 钢规0 ( GB 50017- 2003)不衔接, 跳 跃性太大。 wanyeqing2003 有吊车梁的位置可以作为钢柱的平面外支点。吊车的 纵向刹车力是通过吊车梁传递到柱子上的。布置支撑时应 考虑力的传递关系,并以吊车梁作为压杆。所以在吊车梁的 位置应设置支撑传力点。 像这样的厂房还是以5钢结构设计规范6 ( GB 50017- 133关于构件长细比的讨论( 2) 2003)为依据比较好。 至于长细比控制问题。我也觉得按 120 235Pf ay控制的 规定过于严格。有时是难以实现的。当用 Q345 时, 长细比 只有 99。在做此类厂房时, 通常不按这条执行。 ermu105 还是说5建筑抗震设计规范6 ( GB 50011- 2001)。我认为 抗震规范需要做些调整, 特别是对单层钢结构房这一章内 容。至少对于采用压型钢板为屋面的普钢结构, 在长细比以 及板件的宽厚比方面应作些调整,使其与5钢结构设计规范6 ( GB 50017- 2003)相匹配! 两规范要求差距实在太大! lijingas 5建筑抗震设计规范6 ( GB 50011- 2001)必须是要遵守 的。否则我不知道你们是怎么通过审图公司审图的。我做过 了许多有大吨位吊车、大荷载的钢结构工程。也做过 7度区(成 都)、8度区(西安)的项目, 采取了一些措施,最终还是解决了长 细比的问题。虽然用钢量略微增大了一些,但还是可以接受。 相关内容请参考下面的帖子: http:PPokok. orgPcgi- binPutPtopic- show. cgi? id= 50523 http:PPokok. orgPcgi- binPutPtopic- show. cgi? id= 51687 lsrj 1)5建筑抗震设计规范6( GB 50011- 2001) 91211 条规定: 本规范不适用与单层轻型钢结构厂房。个人认为这里所指 的单层轻型厂房并不局限于符合5门式刚架轻型房屋钢结构 技术规程6 ( CECS 102: 2002)要求的钢结构厂房, 只要是采用 类似压型钢板等轻型维护的厂房就行, 吨位即使超过20 t也 没关系,抗震规范 51113 条规定: / 常用的软钩吊车的吊物组 合系数为 00。(硬钩厂房没做过,暂不考虑硬钩厂房。)也就 是不考虑吊重的抗震计算; 所以吨位对是否遵循5建筑抗震 设计规范6没有影响(当然在 9度区做大吨位的厂房除外,我 也没做过)。 2)吊车自身的重量相对吊车小许多, 常遇地震时产生的 水平力较满负荷时的横向水平刹车力还要小许多。罕遇地震 时局部刚架可能进入弹塑性状态, 但其他榀刚架荷载很小, 加 之大吨位轻钢厂房均要求设置纵向水平支撑,也能提供不少 帮助, 再则钢材自身的抗震性就不错, 不塌还是有把握的。 3 应用实例 311 此重钢厂房刚架上阶柱长细比如何调整? sunny8448 此重钢厂房概况如下: 总长 169 m, 柱距 615 m, 两联跨 2 @ 24 m,每跨各有一台 71 5 t, A5 级吊车, 应力循环次数小于 5 @ 104。最感头痛的是边柱上阶柱长细比超过构造要求(要 求限制小于 150) , 增大翼缘或是增大截面高度, 长细比反而 增加 ,不知如何解决。 detailer 与钢梁的线刚度有关,试着改变一下钢梁的截面。 点评 : 要想确定柱子的长细比, 必须先要知道柱子的计算长 度, 柱子计算长度分为平面内和平面外计算长度两种。平面 外计算长度可以通过设置柱平面外支点或增加翼缘宽度的 方法来解决。根据前面介绍的情况来看, 本例中为平面内的 计算长度问题。正如 detailer 所说,钢柱的计算长度与钢梁的 线刚度有关。可以通过改变钢柱与钢梁的线刚度来调整柱 子计算长度,进而改变柱子的长细比。 312 平面内长细比( K> 180) ,K= 201 会产生什么后果? wzq0349 边柱平面内长细比超限。边柱安全裕度 1116, 截面为 H500- 800@ 200@ 6@ 10 。截面用得着这么大吗? changyanbin163 单根柱子的稳定性会直接影响到整个结构的稳定性,建 议对于柱子这样重要构件宜提高安全性。 xiao ying 008 长细比是绝对不要超限的, 这样会导致整个结构的破 坏, 我们这儿做的工程都要控制长细比的。 wanyeqing2003 我觉得长细比限制是一个构造上的要求。也曾经听到 过这样的讨论。有人认为只要满足结构稳定性要求就可以 了, 没必要顾及长细比。不过,我想既然规范规定了, 就应当 尽量满足规范的要求。 (完) 整理: 万叶青 审核:袁 鑫 (上接第 61 页) 作用下的传递矩阵解。此法概念清晰, 推导简单 ,易于编程。数值计算结果表明:本文方法可以有效地处理井点抽水时饱和多层地基的分析计算 ,并具有较高的计算精度和速度, 可方便地应用于工程实际。 参考文献 1 Biot M A. 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