桁架式柱的計算常被忽視的問題

1、桁架式柱的計算常被忽視的問題2011年02月24日 15:43作者：左權勝1次閱讀 共有評論0條 一、桁架式柱      鋼管桁架作為梁結構的使用是我們所熟悉的，空間體系常用的有倒三角型，即三根鋼管作為弦桿，以及有四根鋼管的矩形或者梯形的結構形式。鋼管桁架作為柱結構來使用也越來越普遍了，實際上它也是一種格構式柱，弦桿就是柱的分肢，腹桿就是柱的綴材。在具體設計過程中，也就是在利用分析設計軟件進行計算時，通常意義上的格構柱，在計算模型中我們往往作為一個整體構件，而對桁架式柱，則所有的弦桿腹桿作為模型中的獨立的單元，因為現(xiàn)在的計算機的容量處理它們早就

2、不再是問題了。      為什么會這樣做呢？因為有些結構工程師這樣覺得計算會更加精確，每個小構件，軟件都給出了它們的應力值。但是有個問題值得討論一下，我們知道，對受壓構件，在設計中要進行強度計算和穩(wěn)定計算，對強度計算沒什么問題，對穩(wěn)定呢？軟件給出的一般是所謂的單桿穩(wěn)定，弦桿的計算長度系數(shù)一般默認取為節(jié)間距離，而單桿穩(wěn)定應力也是基于這個計算長度的，對應單桿穩(wěn)定，還有一個名詞叫整體穩(wěn)定分析，一般的結構分析軟件是不包含這個內容的（當然，如果你有這方面的意識，是完全可以找到計算它的途徑）。也就是說，我們有可能忽視了一項計算內容，那會有什么后果呢？下面我

3、們通過一個具體的工程實例進行分析。二、工程實例       有某籃球場，長39m，寬44.4m，單跨22.2m共兩跨，柱距7.8m，屋面排水坡度按圓弧的坡度內排水，最高處為11.5m，最低處為8.348m。屋面采用單層彩鋼板，四周墻面敞開。恒載為0.25KN/ m2，活載為0.50 KN/ m2，基本風壓為0.35 KN/ m2。屋面梁采用焊接H形鋼梁；中柱采用焊接H形鋼柱；邊柱采用四弦桿桁架柱；中柱與鋼梁剛接連接，邊柱與鋼梁鉸接連接。結構立面如下圖一所示。圖一      桁架截面參數(shù)：四根弦桿

4、采用140x4.0圓管，弦桿中心距均為0.8m；腹桿均為60x3.0圓管；材質均為Q235B。柱高為11.7m。用“3D3S”結構設計軟件計算得柱的最大應力比，強度：0.10，穩(wěn)定：0.12。      為了進一步說明問題，我們對此工程的桁架柱的參數(shù)作一些修改。      材料：Q235級鋼       桁架高0.4m，寬0.4m；       豎腹桿(水平綴條)間距為0.6m  

5、60;    截面規(guī)格：弦桿(分肢)140x6.0，腹桿(綴條)均為60x3.0       對X軸的計算長度：30m       對Y軸的計算長度：30m       假定軸向力：-658.24KN（壓） 彎矩Mx：118.56KN·m       “3D3S”設計軟件中建立三維建模計算此桁架柱，得最大應力比如下：強度應力比：0.84 繞x軸、y軸的整體穩(wěn)

6、定性應力比：0.925       下面我們按規(guī)范中格構柱公式來計算此桁架柱。.強度計算： 根據(jù)鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003的公式5.2.1       截面左上角、右上角應力均為=-9.85Mpa       截面左下角、右下角應力均為=-181.26Mpa       截面最大應力為=-181.26Mpa，強度應力比為0.84。.穩(wěn)定計算：    

7、60;  a.構件長細比計算       根據(jù)構件的截面形狀進行分類計算截面面積為：10103.36       與X軸垂直的斜綴條毛截面面積為：1074.42       截面對X軸長細比x=145.95       與Y軸垂直的斜綴條毛截面面積為：1074.42       截面對X軸長細比y=145.95   &

8、#160;   構件截面屬于采用綴條的四肢格構式截面       換算長細比，根據(jù)鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003的公式5.1.3-5，5.1.3-6       綴條四肢格構柱，長細比ox=147.24       綴條四肢格構柱，長細比oy=147.24       b.整體構件的穩(wěn)定性      根據(jù)鋼結構設計規(guī)范G

9、B50017-2003的附錄C       對于x軸：截面屬于b類，x=0.32       對于y軸：截面屬于b類，y=0.32       截面為閉合截面或格構式不符合鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003所列出的分類形式，因此取均勻彎曲受彎構件整體穩(wěn)定驗算b=1.00。       根據(jù)鋼結構設計規(guī)范GB50017-2003的公式5.2.6-1，其中My的平面外穩(wěn)定作用根據(jù)規(guī)范5.2.3條忽略。      整體穩(wěn)定應力=440.70Mpa，應力比=2.05。超出了容許應力，不安全。