二級結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)：設(shè)計(jì)方法的新發(fā)展

二級結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)：設(shè)計(jì)方法的新發(fā)展目前大多數(shù)國家(固然包括我國)采納計(jì)算長度法計(jì)算鋼構(gòu)造的穩(wěn)定問題。該方法的步驟是：采納一階分析求解構(gòu)造內(nèi)力，按各種荷載組合求出各桿件的最不利內(nèi)力，按第一類彈性穩(wěn)定問題建立構(gòu)造達(dá)臨界狀態(tài)時的特征方程，確定各壓桿的計(jì)算長度；將各桿件隔離出來，按單獨(dú)的壓彎構(gòu)件進(jìn)展穩(wěn)定承載力驗(yàn)算，驗(yàn)算中考慮了彈塑性、剩余應(yīng)力和幾何缺陷等的影響。該方法的特點(diǎn)是采納計(jì)算長度系數(shù)來考慮構(gòu)造體系對被隔離出來的構(gòu)件的影響，計(jì)算比擬簡潔，比照較規(guī)章的構(gòu)造也可給出較好的結(jié)果。

標(biāo)準(zhǔn)GB50017在5.3.3條中列入了有支撐框架柱計(jì)算長度系數(shù)的有關(guān)條款，并給出了強(qiáng)、弱支撐框架的概念。認(rèn)為弱支撐缺乏以阻擋框架的側(cè)移，其框架壓桿的穩(wěn)定系數(shù)可利用標(biāo)準(zhǔn)中查得的相應(yīng)于有、無側(cè)移框架柱的穩(wěn)定系數(shù)經(jīng)插值求得。該法計(jì)算比擬簡潔，概念也較清晰，完善了有支撐框架的穩(wěn)定計(jì)算方法?？彀褬?gòu)造工程師站點(diǎn)參加保藏夾吧！

計(jì)算長度法存在以下缺陷（以框架構(gòu)造為例）：①不考慮節(jié)間荷載的影響，按抱負(fù)框架分枝失穩(wěn)求特征值的方法求解穩(wěn)定問題，得不到失穩(wěn)時框架的精確位移，無法準(zhǔn)確考慮二階效應(yīng)的影響；②不能考慮構(gòu)造體系中內(nèi)力的塑性重分布，因此對大型構(gòu)造體系經(jīng)常給出保守的設(shè)計(jì)，使構(gòu)造體系的牢靠度高于構(gòu)件的牢靠度；③不能準(zhǔn)確地考慮構(gòu)造體系與它的構(gòu)件之間的相互影響，無法在給定荷載下猜測構(gòu)造體系的破壞模式；④需要花費(fèi)大量時間進(jìn)展各構(gòu)件的承載力驗(yàn)算，包括計(jì)算長度的計(jì)算；⑤不便于基于計(jì)算機(jī)的分析和設(shè)計(jì)。

要克制上述問題，必需開展以整個框架構(gòu)造體系為對象的二階非彈性分析，即所謂高等分析和設(shè)計(jì)。此時，可求得在特定荷載作用下框架體系的極限承載力和失效模態(tài)，而無需對各個構(gòu)件進(jìn)展驗(yàn)算。目前歐洲鋼構(gòu)造試行標(biāo)準(zhǔn)(EC3)和澳大利亞鋼構(gòu)造標(biāo)準(zhǔn)都列有二階彈塑性分析或高等分析的條款。我國新標(biāo)準(zhǔn)則列入了無支撐純框架可采納二階彈性分析的條款。上述的方法主要是用來計(jì)算內(nèi)力的，然后還要驗(yàn)算構(gòu)件的承載力，只是計(jì)算長度或取構(gòu)件的實(shí)際長度，或者按無側(cè)移框架確定計(jì)算長度。

應(yīng)當(dāng)指出，同時考慮幾何非線性和材料非線性的全過程分析(高等分析)給出的構(gòu)造承載力量，將同時滿意整個體系和它的組成構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性的要求，可完全拋棄計(jì)算長度和單個構(gòu)件驗(yàn)算的概念，對構(gòu)造進(jìn)展直接的分析和設(shè)計(jì)。但目前僅平面框架的高等分析和設(shè)計(jì)法討論的比擬成熟，空間框架的高等分析距有用還有很大的一段距離有待跨越。

高等分析和設(shè)計(jì)方法的缺陷是：①由于考慮了非線性的影響，對荷載的不同組合都需要單獨(dú)進(jìn)展分析，疊加原理不再適用；②高等分析依靠于準(zhǔn)確的計(jì)算模型，假如初選截面不合理，將消耗較多的時間調(diào)整截面；③構(gòu)件的局部穩(wěn)定和出平面空間穩(wěn)定必需確保，目前的高等分析還不包括這些方面的驗(yàn)算內(nèi)容；④該法是基于計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方法，無法進(jìn)展手算，因此計(jì)算程序的優(yōu)劣將直接影響設(shè)計(jì)效率。

高等分析和設(shè)計(jì)是一個正在進(jìn)展和完善的新設(shè)計(jì)方法，而且是一種較準(zhǔn)確的方法，我們可以用其來評價計(jì)算長度法的精度和問題，提出有關(guān)計(jì)算長度法的改良建議。可以預(yù)期，在近期內(nèi)這兩種方法將并存，并獲得共同的進(jìn)展。今后，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的進(jìn)展，高等分