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根据稳定问题在实际设计中的特点,遵守以下三项原则能够更好地保证钢结构稳定设计中构件不会丧

 

失稳定。

(1)

 

结构整体布置必须考虑整个体系以及各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,如桁架、框架都是如此。保证这些平面结构不致出平面失稳,

需要从结构整体布置来解决,即必须设置必要的支撑构件。这就是说,结构构件的平面内和平面外的稳定

计算必须和结构布置相一致。在实际的工程设计中,对于平面内的稳定计算取值一般问题不大,但对于平

面外的稳定计算取值,许多设计者经常会单凭自己想像,而不是根据结构的整体布置来判断。

 (2)

 

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

目前设计单层和多层框架结构时,经常不作框架稳定分析而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种

 

方法时,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。按照

这些假定,框架各柱的稳定参数及杆件稳定计算的常用方法,往往是依据一定的简化假设或者典型情况得

出的,设计者必须确知所设计的结构符合这些假设时才能正确应用。因此设计中所用的计算方法与前提假

 

设和具体计算对象应该一致。

(3)

 

结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合,使二者具有一致性。

结构计算和构造设计相符合,一直是结构设计中大家都注意的问题。对要求传递弯矩和不传递弯矩的

节点连接,应分别赋与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。然而在处理梁整体稳

定时上述要求就不够了。支座还必须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。现行《钢结构钢结构设计规范》(

GB50017-2003)第 4.2.5

条已明确规定梁的支座处应采取构造措施,以防止梁截面的扭转。

钢结构稳定问题区别于强度问题。在实际工程设计中,设计人员应该明确知道结构构件的稳定性能,

避免在设计过程中留下一些薄弱环节。

3.围护结构中檩条的设计

对檩条的设计,设计者均可按《钢结构设计规范》(

GB50017-2003)和《门式刚架轻型房屋钢结构刚

结构技术规程》(

CECS 102:2002

)(简称 轻钢结构规程 )相关条文的要求进行平面内及平面外强度、

稳定、变形等计算,但对檩条平面外计算长度起决定作用的拉条、斜拉条、撑杆的如何布置概念较为模糊

,特

别是斜拉条如何设置、在何处设置撑杆存在问题较多

。如 轻钢结构规程 第

6.3.5 条已明确规定当檩条跨度

大于

6m 时,应在檩条跨度三分点各设一道拉条(或撑杆),斜拉条应与刚性檩条连接。对于前者一般能做到,

而对于斜拉条的连接及撑杆的设置往往被设计者忽视。曾经有设计者将斜拉条上端固定在柔性檩条上,且

最上端两根檩条间拉条仍设置为柔性拉条,这对于对称屋面的檩条布置是有条件的,就是屋脊处两边的两

根檩条必须连在一起,考虑两侧檩条的拉力平衡;但对于不对称的屋面来说,由于两侧拉力不可能平衡,

无论从受力还是传力角度来说显然这样的布置都是错误的。所以决定檩条侧向计算长度的拉条、斜拉条、撑

杆的布置必须具体问题具体分析,并与计算假定相一致。

《轻钢结构规程》第

6.4.3 条非常明确的规定在最上层墙架处宜设斜拉条,将拉力传至承重柱或墙架柱

上。实际上笔者认为屋面檩条侧向斜拉条的设置完全可按墙架檩条斜拉条的方式设置,同时最上端檩条与

其相邻的檩条间设置刚性撑杆即可,而无需将最上端檩条改为刚性檩条,通过斜拉条将拉力直接传至屋面

梁或桁架上弦上

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