轻型门式刚架结构中关于稳定分析问题的探讨

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 轻型门式刚架结构中关于稳定分析 问题的探讨 摘 要：门式刚架轻钢结构在现 代建筑中有着广泛用，但是从实际情况 来看，现行的各项规程在其稳定设计中 存在许多不足之处，这将会对结构的应 用造成不良影响。因此，本文主要对门 式刚架轻钢结构稳定问题内容的分析， 同时阐述了非对称情况下变截面式刚架 临界荷载情况，通过相关分析希望进一 步优化其结构设计，仅供参考。 中国论文网 /1/view-13027489.htm 关键词：钢架结构；稳定分析； 结构稳定 1 带摇摆柱刚架的稳定问题的分 析 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 带摇摆柱刚的多跨钢架结构如图 1 所示，通过图 1 可以发现摇摆柱两端 铰接，在结构中未提供任何侧向刚度， 但是在结构中的中间柱的轴向力对整个 结构的稳定性会造成一定影响，其会导 致刚架构结构在具体应用过程中出现失 稳，考虑到该内容，因此针对边柱的计 算长度系数乘以一个放大系数，有用 表示放大系数。 边柱计算长度系数 1 的计算方 式如公式（1）所示。 在公式（1）中，E 表示弹性模 量，其单位为 N/mm2，Pcr 表示的为钢 结构在整体失稳情况下，截面轴力大小， 单位为 N，I 和 l 都是钢结构的中的常 数，其值依据具体结构而定。 在具体分析过程中，放大系数 可以通过公式（2）计算获取： 在公式（2）中，1 表示的为带 摇摆柱的多跨刚架边柱的计算长度系数 的大小；而 0 表示的则是在除了不存 在摇摆柱，其它条件都相同的情况下的 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 计算长度系数。 在针对变截面柱小头与大头两种 不同类型的截面惯性矩的具体比值，通 过分析结果可以发现，其具体大小在 0.028-0.72 之间。在具体分析过程中， 针对比值在 0.4 时，两跨结构进行对比 分析，荷载作用下的比较结果如图 2 所 示。 通过图 2 可以看出，在具体分析 过程中过如果 K2/K1 的数值超过了 0.2，此时， 门式刚架轻型房屋钢结构 技术规程中计算长度放大的系数相对 来说比较安全，因此，并不需要对相应 的计算公式进行修正，而如果 K2/K1 的 数值处于 0.1-0.2 之间，则应当对门 式刚架轻型房屋钢结构技术规程中计 算放大系数公式进行适当修正，从而确 保最终计算结果的准确性，完成对结构 的合理分析。 当 K2/K1 的数值处于 0.1-0.2 之 间时，对于 的计算可以通过公式 （3）完成。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 在公式（3）中 false 表示为修正 系数，系统参数间门式刚架轻型房屋 钢结构技术规程 。 通过修正后的参数，对不同跨度 的带有摇摆柱的门式钢架进行处理，最 终得到的数据，更加接近模拟计算值， 并且相对来说更加安全，从而提高了结 构的稳定性。 2 非对称情况下变截面式刚架临 界荷载分析 从实际工程的具体情况来看，刚 架在具体应用过程采用的各项荷载都并 不具有对称性。但是，在计算钢架的整 体稳定性过程中，通常都会考虑在整个 结构中，所有的柱在同一时间出现失稳 的情况，这样实际上就对结构中出现的 作用荷载当作对称荷载进行处理，这显 然与结构的整体情况是不符的。在进行 实例分析过程中，针对钢架系数，长度 系数内容的分析，本次分析，主要通过 变截面门式钢架平面镍稳定有限元程序 完成。非对称荷载下门式刚架如图 3 所 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 示。 在具体计算过程中，H 的取值为 6.0m，L 的取值为 18m；屋面的坡度为 1/9，用 i 表示；斜梁分段参数的取值为 1/3，利用 a 表示；整个结构中的焊接界 面通过焊接的方式制作，翼缘板的规格 都为 248mm9.8mm，腹板为 5.8mm； 楔形柱截面的具体高度主要集中在 280- 280mm 之间，梁高在截面变化分别为 580mm，280mm，580mm。1 表示的 为结构竖向的荷载系数，2 表示的水平 荷载比例系数，初始荷载的大小为 100kN，用 P 表示，同时在该过程中还 设置了荷载参 =Pcr/P，为刚架整体失 稳临界荷载与初始荷载的比值。在具体 分析过程中，针对不同的 1 和 2 的组 合，钢架平面内稳定有限元的计算结果 也会有所不同。 通过具体分析可以发现，在对轻 型门式刚架构结构进行分析过程时，柱 的计算长度一方面会与结构受到的各项 因素有着紧密联系，另一方面也许实际 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 荷载情况有着一定关系。此外，结构荷 载的作用形式的不同也会导致钢架的稳 定性表现出一定的差异性。相应的分析 结果表明，在结构中存在柱间支缓，在 一定程度上可以提高结构自身的稳定性。 如果分析时，不考虑水平荷载对 结构整体稳定性造成的影响，取 1=1.0（柱与柱间没有相应的支援效果） 和 1=0.5（柱与柱之间存在的较大的支 援作用） ，此时刚架整体失稳临界荷载 的最大相差达到了 35%。除此之外，依 据分析结果也可以发现，结构中存在的 水平荷载对于单层门式刚架的失稳影响 并不强烈。 结束语： 通过对轻型刚架结构的稳定性进 行深入分析，大量的计算结果表明： 钢结构在具体应用过程中，其受 到的荷载作用并非对称分布的，这一情 况的存在会对整个结构的稳定性造成较 为严重的影响。因此，在问题处理时， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 以对称荷载方式对钢架进行处理，这在 一定程度上低估了刚架结构的在具体应 用中的整体稳定性。 结构受主弯矩作用影响，导致钢 架结构整体平面的稳定性下降，此外屋 面的坡度大小，也会对钢结构的整体稳 定性造成一定程度影响。需要特别注意 的是，如果