什麽是計算長度係數？如何考慮計算長度係數？

• event2022-11-30 14:38:41
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問：什麽(me) 是計算長度係數？如何考慮計算長度係數？

答：  

在結構力學中，設某根長為(wei) l的、材料線彈性的細長理想杆件承受軸向壓力P。當P較小時，杆件保持直線並且隻經受軸向壓縮，這種平衡的直線形式是穩定的，這意味著如果作用一垂直於(yu) 杆軸線的橫向力並產(chan) 生微小撓度，那麽(me) 當橫向力被移去時，撓度將消失，杆件將回到原直線形式。當軸向壓力P增加到Pcr時，壓杆的直線平衡狀態開始失去穩定，產(chan) 生彎曲變形，在此荷載下，壓杆在理論上可能有任意的微小撓度值，而且一個(ge) 很小的橫向力將產(chan) 生撓度，在橫向力移去後它並不消失。在更大壓力值時，壓杆是不穩的並將發生坍塌。這種不穩定的現象稱為(wei) 屈曲，Pcr具有臨(lin) 界的性質，因此稱為(wei) 臨(lin) 界力，臨(lin) 界力也可以定義(yi) 為(wei) 足以使壓杆保持微彎狀態的軸向力。兩(liang) 端鉸接的軸心受壓構件的臨(lin) 界力為(wei)

為(wei) 了鋼結構設計應用上的方便，可以把各種約束條件下構件的臨(lin) 界力值換算為(wei) 相當於(yu) 兩(liang) 端鉸接的軸心受壓構件臨(lin) 界力的形式，而計算長度l0與(yu) 構件實際的幾何長度之間的關(guan) 係是l0=μl，這裏的係數μ就是計算長度係數。其理論取值，如下表所示。

鋼結構中鋼柱的計算長度係數與(yu) 框架類型、相交於(yu) 柱上端節點的橫梁線剛度之和與(yu) 柱線剛度之和的比值K1、相交於(yu) 柱下端節點的橫梁線剛度之和與(yu) 柱線剛度之和的比值K2、柱與(yu) 基礎的連接方式、橫梁遠端連接方式、橫梁軸力大小以及柱的形式等因素有關(guan) 。

《鋼結構設計標準》GB 50017-2017第8.3.1條及附錄E給出了無側(ce) 移框架和有側(ce) 移框架中框架柱的計算長度係數μ的公式及相關(guan) 表格可供查詢。

對於(yu) 貨架結構，梁柱節點與(yu) 柱腳節點均為(wei) 半剛性，按照以上方法計算K1與(yu) K2時，必須要考慮節點的剛度值。並且由於(yu) 貨架並不是在每個(ge) 框架平麵內(nei) 都設置抗側(ce) 力體(ti) 係（背拉），導致其有效長度計算更為(wei) 複雜。因此有效長度法不是設計貨架結構的較優(you) 方法。

參考文獻：

《圖說鋼結構疑難問題》婁宇等. 中國建築工業(ye) 出版社，2022.