支撑位置对钢构件稳定承载力的影响

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现行《钢结构设计规范》(GB50017-2003)和《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》(CECS 102:2003)中的钢构件(包括钢梁和钢柱)一般是通过在受压翼缘设置支撑来保证或提高构件的整体稳定性。构件在平面外的计算长度取为侧向支撑点间的距离,设计刚架时通常也一般通过设置支撑来保证刚架的平面外稳定性,前提是支撑都布置在受压翼缘且都有效。但是,在实际工程中因受构造原因或施工条件影响,支撑常常无法布置在受压翼缘,因而支撑的有效性必然受到影响。由于目前缺乏这种情况下构件的整体稳定性分析,更无相应的设计计算方法,故而影响到构件安全性的评价。本文主要任务是研究支撑设置在构件截面高度的不同位置时,对钢构件的稳定性的影响。 本文运用有限元分析方法,考虑支撑支点沿截面高度变化的影响,对具有代表性的双轴对称工字形截面钢构件,在集中力、均布力和纯弯矩等荷载工况作用下的稳定性进行了研究,并重点对钢构件侧向支撑支点沿截面高度变化时的稳定承载力进行分析。依靠本文推导的稳定承载力和整体稳定系数公式,分析了侧向支撑位置变化与整体稳定系数的关系,提出了支撑的有效性系数α_e的概念,并用之来阐述支撑的有效性,最后给出相关的计算公式。 通过本文的研究,将进一步完善构件稳定理论,为带侧向支撑的钢构件的稳定承载力的设计计算提供了依据,获得的结论对工程设计具有参考价值。
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