2．2 钢结构设计中稳定性原则。首先，结构整体布置必须考虑整个体系以及组成部分

的稳定性要求。目前结构大多数是按照平面体系来设计的。保证这些平面结构不出平面失稳，
需要从结构整体布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。这就是说，平面结构构件出的平面
稳定计算必须和结构布置相一致。由平面桁架组成的塔架，基于同样原因，需要注意杆件的
稳定和横隔设置之间的关系。其次，结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致，这
对框架结构的稳定计算十分重要。目前在设计单层和多层框架结构时，常采用框架柱的稳定
计算。计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数，应通过框架整体稳定分析得出，才能使柱
稳定计算等效于框架稳定计算。然而，实际框架多种多样，而设计中为了简化计算工作，需
要设定一些典型条件。第三，设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合，使两者
有一致性。对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋予它足够的刚度和柔度，对
桁架节点应尽量减少杆件偏心，这些都是设计者处理构造细部时经常考虑到的。但是，当涉
及稳定性能时，构造上时常有不同于强度的要求或特殊考虑。例如，简支梁就抗弯强度来说，
 
　　对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内转动。支座还能够阻止梁绕纵
轴扭转，同时允许梁在水平平面内转动和梁端截面自由翘曲，以符合稳定分析所采取的边
界条件。

 

　　

3 做好钢结构设计中稳定性的计算方式分析 

　　

3．1 计算长度法。现行 GB 50017-2002 钢结构设计规范(以下简称《规范》)利用计算长度

系数法对结构中单个柱子稳定性进行验算

,从而得出结构的稳定性。规范将框架分为无支撑

纯框架和有支撑框架

,当采用一阶弹性分析方法计算内力时,框架柱计算长度系数 μ 按规范查

表得出

(《规范》5.3.3 条),也可以利用《高层民用建筑钢结构技术规程》第 6.3.2 条近似公式计算。

其中

,k1,k2 分别为交于柱上下两端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值。在有侧移失稳

时

,横梁两端的转角大小相等、方向相反。缺点:在实际结构中,梁、柱都存在弯矩和弯曲 

　　

,并非都是理想的无初弯曲构件,在查计算长度系数表时,只考虑直接与柱子相连的横梁

约束作用

,结构失稳是整层甚至是整个结构的失稳,而不是单个柱子失稳,而且,结构设计软件

在柱子计算长度的确定上经常存在困难。对于以上问题

,现在已有成熟的改进方法:《规

范》

5.3.6 

　　条规定

:附有摇摆柱的无支撑框架柱和弱支撑框架柱计算长度系数应乘以增大系数 η:其

中

,

∑(Nf/Hf)为各框架轴心压力设计值与柱子高度比值之和;∑(N1/H1)为摇摆柱轴心压力设计

值与柱子高度比值之和。

《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》中

6.1.3 条规定:当多跨刚架中

间柱为摇摆柱时

,边柱计算长度系数应乘以增大系数 η。 

　　

3．2 整体设计法

———高等分析法。高等分析法在计算过程中不再需要将框架拆卸成

为许多柱和横梁

,而是将框架作为一个整体结构直接计算其承载力,使其符合设计要求,因此

在计算过程中只用到框架的几何长度。现在主要有以下几种高等分析法

:1)塑性区法或塑性

分布法

;2)弹塑性铰法;3)改进弹塑性铰法;4)等效假想荷载塑性铰法;5)再折减切线模量法。 

　　

3．3 二阶分析法。 《规范》3.2.8 条规定,对于的框架结构,需要较精确的考虑框架整体的

二阶效应

,宜采用二阶弹性分析,此时应在每层柱顶增加一水平荷载 Hni:其中,Qi 为第 i 层楼

重力荷载设计值

; ns 为框架总层数,当时,取 1;αγ 为钢材强度影响系数。当柱轴线压力设计大

于时

 

　　

,还应在其中央施加水平力 0.01N,以考虑 P

—Δ 效应。 P—Δ 效应具有增大侧移的作用,即

不稳定作用。这一效应对层数多而侧向刚度不大的框架影响十分明显

,对一、二层框架影响不

大。当采用二阶弹性分析方法计算内力

,并在每层柱顶考虑假想水平力时,框架计算长度取几

何长度。

 

　　

4 结束语