在鋼構(gòu)件的設(shè)計(jì)中,軸心受力構(gòu)件和拉彎、壓彎構(gòu)件是重要的兩種類型。其中,軸心受拉構(gòu)件和拉彎構(gòu)件只需驗(yàn)算其強(qiáng)度和剛度;而軸心受壓構(gòu)件和壓彎構(gòu)件除驗(yàn)算其強(qiáng)度和剛度外,還需驗(yàn)算其穩(wěn)定性。
局部穩(wěn)定一般通過控制板件的寬厚比保證,而整體穩(wěn)定的計(jì)算情況比較多,是重點(diǎn)也是難點(diǎn)。筆者對(duì)整體穩(wěn)定的驗(yàn)算情況整理如下:
關(guān)于長(zhǎng)細(xì)比
關(guān)于鋼柱的整體穩(wěn)定驗(yàn)算,首要問題是計(jì)算其長(zhǎng)細(xì)比。對(duì)于長(zhǎng)細(xì)比的把握,主要從以下三方面入手:
容許長(zhǎng)細(xì)比:受壓可參考鋼標(biāo)7.4.6條、受拉可參考鋼標(biāo)7.4.7條。
長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算:實(shí)腹式雙軸對(duì)稱截面長(zhǎng)細(xì)比和單軸對(duì)稱截面換算長(zhǎng)細(xì)比可參考鋼標(biāo)7.2.2條、格構(gòu)式繞實(shí)軸的長(zhǎng)細(xì)比和繞虛軸的換算長(zhǎng)細(xì)比可參考鋼標(biāo)7.2.3條。
計(jì)算長(zhǎng)度:桁架和塔架桿件可參考鋼標(biāo)7.4.1~7.4.5條、框架柱可參考鋼標(biāo)8.3.1~8.3.5條。
軸心受壓構(gòu)件
軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)一般使兩個(gè)方向具有等穩(wěn)定性,當(dāng)兩個(gè)方向的長(zhǎng)細(xì)比相差較大時(shí),可在較大長(zhǎng)細(xì)比方向設(shè)置側(cè)向支撐。一般需驗(yàn)算兩個(gè)主軸方向的穩(wěn)定性。
實(shí)腹式:繞強(qiáng)軸和繞弱軸,計(jì)算兩個(gè)方向的穩(wěn)定系數(shù),采用較小的穩(wěn)定系數(shù)。
格構(gòu)式:繞實(shí)軸和繞虛軸,計(jì)算兩個(gè)方向的穩(wěn)定系數(shù),采用較小的穩(wěn)定系數(shù)。對(duì)于格構(gòu)式構(gòu)件,為了保證分肢的穩(wěn)定性,尚應(yīng)控制分肢長(zhǎng)細(xì)比,可參考鋼標(biāo)7.2.4~7.2.6條。
壓彎構(gòu)件
壓彎構(gòu)件的驗(yàn)算情況是最多的,可從四個(gè)方面把握:分別是實(shí)腹式、格構(gòu)式,單向受彎、雙向受彎,繞實(shí)軸、繞虛軸(或繞強(qiáng)軸、繞弱軸),平面內(nèi)、平面外。無論哪種情況,均需驗(yàn)算平面內(nèi)穩(wěn)定和平面外穩(wěn)定,所以根據(jù)前三個(gè)方面的排列共8種情況。
實(shí)腹式構(gòu)件單向受彎,無論繞強(qiáng)軸或是繞弱軸,計(jì)算情況是一樣的,只需替換相應(yīng)方向的參數(shù)即可,可減少一種情。實(shí)腹式構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件雙向受彎時(shí),兩個(gè)方向都有彎矩,不再區(qū)分繞哪個(gè)方向,可減少兩種情況。所以,8種情況減少為5種,分別如下:
實(shí)腹式單向壓彎(一般繞強(qiáng)軸)構(gòu)件平面內(nèi)、平面外穩(wěn)定性。可參考鋼標(biāo)8.2.1條。
實(shí)腹式雙向壓彎構(gòu)件平面內(nèi)、平面外穩(wěn)定性??蓞⒖间摌?biāo)8.2.4~8.2.5條。
格構(gòu)式繞虛軸(單向)壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算;平面外可不計(jì)算,但應(yīng)計(jì)算分肢的穩(wěn)定性,分肢按桁架的弦桿計(jì)算軸心力,即計(jì)算分肢(實(shí)腹構(gòu)件)在軸心力作用下的穩(wěn)定性。可參考鋼標(biāo)8.2.2條。
格構(gòu)式繞實(shí)軸(單向)壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算同實(shí)腹式、平面外計(jì)算時(shí)長(zhǎng)細(xì)比取換算長(zhǎng)細(xì)比??蓞⒖间摌?biāo)8.2.3條。
格構(gòu)式雙向壓彎構(gòu)件按整體(一般為平面內(nèi)、繞虛軸)計(jì)算穩(wěn)定性;按分肢(一般為平面外、繞實(shí)軸)計(jì)算分肢的穩(wěn)定性(即實(shí)腹式單向壓彎構(gòu)件平面內(nèi)、平面外穩(wěn)定),分肢的軸心力按桁架弦桿計(jì)算、彎矩根據(jù)分肢的剛度分配。