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桁架式柱在设计中容易被忽视的问题

归档日期:07-18       文本归类:架柱栈桥      文章编辑:爱尚语录

  在设计中容易被忽视的问题:钢管桁架作为梁结构的使用是我们所熟悉的,空间体系常用的有倒三角型,即三根钢管作为弦杆,以及有四根钢管的矩形或者梯形的结构形式。钢管桁架作为柱结构来使用也越来越普遍了,实际上它也是一种格构式柱,弦杆就是柱的分肢,腹杆就是柱的缀材。在具体设计过程中,也就是在利用分析设计软件进行计算时,通常意义上的格构柱,在计算模型中我们往往作为一个整体构件,而对桁架式柱,则所有的弦杆腹杆作为模型中的独立的单元,因为现在的计算机的容量处理它们早就不再是问题了。

  为什么会这样做呢?因为有些结构工程师这样觉得计算会更加精确,每个小构件,软件都给出了它们的应力值。但是有个问题值得讨论一下,我们知道,对受压构件,在设计中要进行强度计算和稳定计算,对强度计算没什么问题,对稳定呢?软件给出的一般是所谓的单杆稳定,弦杆的计算长度系数一般默认取为节间距离,而单杆稳定应力也是基于这个计算长度的,对应单杆稳定,还有一个名词叫整体稳定分析,一般的结构分析软件是不包含这个内容的(当然,如果你有这方面的意识,是完全可以找到计算它的途径)。也就是说,我们有可能忽视了一项计算内容,那会有什么后果呢?下面我们通过一个具体的工程实例进行分析。

  有某篮球场,长39m,宽44.4m,单跨22.2m共两跨,柱距7.8m,屋面排水坡度按圆弧的坡度内排水,最高处为11.5m,最低处为8.348m。屋面采用单层彩钢板,四周墙面敞开。恒载为0.25KN/ m2,活载为0.50 KN/ m2,基本风压为0.35 KN/ m2。屋面梁采用焊接H形钢梁;中柱采用焊接H形钢柱;边柱采用四弦杆桁架柱;中柱与钢梁刚接连接,边柱与钢梁铰接连接。

  桁架截面参数:四根弦杆采用140x4.0圆管,弦杆中心距均为0.8m;腹杆均为60x3.0圆管;材质均为Q235B。柱高为11.7m。用“3D3S”结构设计软件计算得柱的最大应力比,强度:0.10,稳定:0.12。

  截面为闭合截面或格构式不符合《钢结构设计规范》GB50017-2003所列出的分类形式,因此取均匀弯曲受弯构件整体稳定验算b=1.00。

  根据《钢结构设计规范》GB50017-2003的公式5.2.6-1,其中My的平面外稳定作用根据规范5.2.3条忽略。

  整体稳定应力=440.70Mpa,应力比=2.05。超出了容许应力,不安全。

  从上面的计算分析可以看出,对于长细比比较大的桁架柱,忽视整体稳定计算是不安全的,在对整体稳定分析缺少计算条件的情况下,可以将规范中关于格构柱的理论作为设计参考。

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