文档介绍：探讨门式刚架轻型房屋钢结构的稳定问题
摘要:本文通过系统的有限元分析,对门式刚架轻型房屋钢结构的稳定问题进行了探讨,有一定的参考价值。
关键词:轻型门式刚架结构;变截面柱;计算长度系数
1 单跨门式刚架变截面柱计算长度系数
门式刚架变截面柱的稳定问题实质上属于刚架的整体稳定问题,、压、弯作用的单轴梁单元Beam3,采用分段等截面法,将变截面梁、,屈服强度为fy=235 N/mm2,弹性模量为E=2.******@105N/mm2,设材料的应力-应变关系为理想弹塑性模型.
根据刚架的弹性稳定分析,得到刚架整体失稳时变截面柱的轴力Pcr,根据轴心受压构件的屈曲荷载转化为欧拉荷载的通式:
可以得到计算长度系数μ:
作者分析了变截面柱小头与大头截面惯性矩之比Ic0/~,,并与文献[1]中的取值结果进行对比1本文仅选取Ic0/
结果,:考虑实际工程中铰接柱脚构造均有一定转动约束,.
由图2和图3可以看出,当门式刚架梁柱线刚度比K2/K1>,文献[1]与数值分析计算结果基本吻合;当K2/.
2 带摇摆柱刚架变截面柱计算长度系数
带摇摆柱的多跨刚架,摇摆柱两端铰接,不提供任何侧向刚度,但中间柱的轴向力却有促使刚架失稳的作用,因此边柱的计算长度系数应乘以一个放大系数η.
带摇摆柱的多跨刚架边柱的计算长度系数L1的计算方法同第1节,放大系数η可由下式表示:
式中:L1为带摇摆柱的多跨刚架边柱的计算长度系数;L0为相同条件下不带摇摆柱的单跨刚架柱的计算长度系数.
本文仅选取Ic0/、三跨、四跨带摇摆柱的典型刚架在满跨均布荷载作用下的比较结果,当K2/K1>,柱计算长度放大系数公式略偏于安全,可以不作修正;< K2/K1<,柱计算长度放大系数公式偏于保守,需作适当修正.
< K2/K1<,柱计算长度放大系数η由式(4)计算.
修正后公式的计算结果与数值计算和公式计算结果的对比如图5,图6和图7所示1不同跨数带摇摆柱的门式刚架边柱放大系数修订后的公式计算结果比原规程中的放大系数公式更加接近数值模拟计算值,且仍略偏安全.
3 工字形截面构件腹板有效宽度系数
,对短柱采用四节点Shell181单元;钢材为Q235或Q345,屈服强度为fy=235 N/mm2或345 N/mm2,弹性模量为E=2.******@105N/mm2,设材料的应力-,在构件的两个端面生成了刚域,刚域的主节点为截面的形心点,在底部端面主节点上约束3个方向的平动位移和绕构件长度方向的转动位移,顶部端面释放长度方向的平动位移,