钢结构设计标准 [附条文说明] GB50017-2017 建标库

7.4  轴心受力构件的计算长度和容许长细比

7.4.1  本条沿用原规范第5.3.1条的一部分并补充了钢管桁架构件的计算长度系数。由于立体钢管桁架应用非常普遍,钢管桁架构件的计算长度系数应反映出立体钢管桁架与平面钢管桁架的区别。一般情况下,立体桁架杆件的端部约束比平面桁架强,故在本标准中对立体桁架与平面桁架杆件的计算长度系数的取值稍有区分,以反映其约束强弱的影响。

    对于弦杆平面内计算长度系数的取值,考虑到平面桁架与立体桁架对杆件面内约束的差别不大,故均取0.9。对于支座斜杆和支座竖杆,由于其受力较大,受周边构件的约束较弱,其计算长度系数取1.0。

    关于再分式腹杆体系的主斜杆和K形腹杆体系的竖杆在桁架平面内的计算长度,由于此种杆件的上段与受压弦杆相连,端部的约束作用较差,因此规定该段在桁架平面内的计算长度系数采用1.0而不采用0.8。

7.4.2  桁架交叉腹杆的压杆在桁架平面外的计算长度,参考德国规范进行了修改,列出了四种情况的计算公式,适用两杆长度和截面均相同的情况。

7.4.3  桁架弦杆侧向支承点之间相邻两节间的压力不等时,通常按较大压力计算稳定,这比实际受力情况有利。通过理论分析并加以简化,采用了公式(7.4.3)的折减计算长度办法来考虑此有利因素的影响。

    桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆及K形腹杆体系的竖杆等,在桁架平面外的计算长度也应按式(7.4.3)确定(受拉主斜杆仍取l1)。

7.4.4  相邻侧面节点全部重合者,主杆绕非对称主轴(即最小轴)屈曲。节点部分重合者绕平行轴屈曲并伴随着扭转,计算长度因扭转因素而增大。节点全部不重合者同时绕两个主轴弯曲并伴随着扭转,计算长度增大得更多。

7.4.5  主斜杆对辅助杆提供平面外支点,因而计算长度需要增大。

7.4.6  构件容许长细比的规定,主要是避免构件柔度太大,在本身自重作用下产生过大的挠度和运输、安装过程中造成弯曲,以及在动力荷载作用下发生较大振动。对受压构件来说,由于刚度不足产生的不利影响远比受拉构件严重。

    调查证明,主要受压构件的容许长细比值取为150,一般的支撑压杆取为200,能满足正常使用的要求。考虑到国外多数规范对压杆的容许长细比值的规定均较宽泛,一般不分压杆受力情况均规定为200,经研究并参考国外资料,在第2款中增加了内力不大于承载能力50%的杆件,其长细比可放宽到200。

    相比原规范,本条适当增加了容许长细比为200的构件范围。

7.4.7  受拉构件的容许长细比值,基本上保留了我国多年使用经验所规定的数值。

    吊车梁下的交叉支撑在柱压缩变形影响下有可能产生压力,因此,当其按拉杆进行柱设计时不应考虑由于支撑的作用而导致的轴力降低。

    桁架受压腹杆在平面外的计算长度取l0(见表7.4.1-1)是以下端为不动点为条件的。为此,起支承作用的下弦杆必须有足够的平面外刚度。

7.4.8  平板柱脚在柱压力作用下有一定转动刚度,刚度大小和底板厚度有关,当底板厚度不小于柱翼缘厚度2倍时,柱计算长度系数可取0.8。

    柱屈曲时上、下两段为一整体。考虑两段的相互约束关系,可以充分利用材料的潜力。

    当柱分为两段时,计算长度可由下式确定(图8):

图8  有支撑的二段柱

    式中:β——短段与长段长度之比,β=a/l。

    当采用平板柱脚,其底板厚度不小于翼缘厚度两倍时,下段长度可乘以系数0.8。