在傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法中存在的幾個(gè)問(wèn)題

發(fā)布時(shí)間:2024-07-24
從設(shè)計(jì)理念上,在傳統(tǒng)的分析過(guò)程中,采用線(xiàn)彈性分析方向,忽略了二階效應(yīng)及初始缺陷等因素,而在獲取桿件內(nèi)力后,在構(gòu)件承載能力校驗(yàn)上,補(bǔ)償性地考慮二階效應(yīng)、初始缺陷及殘余應(yīng)力等的影響。而對(duì)于簡(jiǎn)單規(guī)則的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而言,這樣的設(shè)計(jì)方法能滿(mǎn)足單根構(gòu)件設(shè)計(jì)要求。但是,這種補(bǔ)償機(jī)制,是否正確呢?
傳統(tǒng)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在明顯的問(wèn)題:
不能反映構(gòu)件真實(shí)的受力情況
低估與其相連的構(gòu)件以及節(jié)點(diǎn)上的設(shè)計(jì)彎矩
舉例:一懸臂柱僅承受軸向壓力p
若采用傳統(tǒng)線(xiàn)彈性分析方法,通過(guò)有效長(zhǎng)度法對(duì)柱子設(shè)計(jì)強(qiáng)度進(jìn)行折減,能獲得合理的柱子截面設(shè)計(jì)。但是:柱子真實(shí)的受力分析是否正確?柱底彎矩為零,如何設(shè)計(jì)柱腳?
依據(jù)二階分析,真實(shí)的柱底彎矩應(yīng)該包含二階彎矩,如下圖所示:
有效長(zhǎng)度法其它癥結(jié):
真實(shí)結(jié)構(gòu)中,有效長(zhǎng)度系數(shù)k常難以確定
斜撐等抗側(cè)組件對(duì)側(cè)向剛度的貢獻(xiàn)難以計(jì)入
假設(shè)所有構(gòu)件同時(shí)發(fā)生屈曲
真實(shí)結(jié)構(gòu)中,有效長(zhǎng)度系數(shù)k常難以確定
對(duì)于下面復(fù)雜的空間網(wǎng)殼,如何明確每根構(gòu)件的有效計(jì)算長(zhǎng)度?
斜撐等抗側(cè)組件對(duì)側(cè)向剛度的貢獻(xiàn)難以計(jì)入
依據(jù)規(guī)范所提供的公式,一般忽略斜撐等組件對(duì)側(cè)向剛度的貢獻(xiàn)。
假設(shè)所有構(gòu)件同時(shí)發(fā)生屈曲(buckling)
對(duì)于下面的常規(guī)結(jié)構(gòu),不可能出現(xiàn)所有柱子同時(shí)發(fā)生屈曲:
因此在實(shí)際應(yīng)用上,傳統(tǒng)線(xiàn)彈性分析方法有著許多局限性,對(duì)很多普通結(jié)構(gòu)都碰到困難,更不用說(shuō)復(fù)雜的結(jié)構(gòu)體系了,對(duì)于張拉體系更是束手無(wú)策。
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