超限報(bào)告系列總 02計(jì)算長度

1、KP001超限報(bào)告中的幾點(diǎn)問題超限報(bào)告中的幾點(diǎn)問題02—計(jì)算長度計(jì)算長度我們在做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的過程中，時常碰到計(jì)算長度的問題。今天，我們就來理一理這個問題。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為何會有計(jì)算長度這個參數(shù)？計(jì)算長度除以回轉(zhuǎn)半徑，就是長細(xì)比。結(jié)構(gòu)規(guī)范對長細(xì)比本身就有一系列規(guī)定。這些規(guī)定主要是為了避免結(jié)構(gòu)構(gòu)件太柔，結(jié)構(gòu)構(gòu)件太柔，會出現(xiàn)兩個問題，一個是運(yùn)輸過程中，容易出現(xiàn)變形；二是在構(gòu)件受力時，容易出現(xiàn)失穩(wěn)。對長細(xì)比的規(guī)定，可以看做是對構(gòu)件剛度層面的要求，這并

2、不難理解。但是，長細(xì)比又和穩(wěn)定系數(shù)掛鉤，在結(jié)構(gòu)規(guī)范中，我們有各種各樣的穩(wěn)定系數(shù)。穩(wěn)定系數(shù)的存在，其實(shí)就是為了折減承載力，那長細(xì)比為何又與承載力相關(guān)呢？即，長細(xì)比與構(gòu)件強(qiáng)度掛鉤，這個理解起來，可能就不是那么直接了。我們仔細(xì)想想，在材料力學(xué)的前面幾個章節(jié)，我們學(xué)習(xí)的都是構(gòu)件截面承載力（強(qiáng)度），但截面強(qiáng)度和構(gòu)件強(qiáng)度是一回事嗎？很明顯，構(gòu)件強(qiáng)度不大于截面強(qiáng)度。這中間的差別在哪里呢？結(jié)構(gòu)規(guī)范沿用了截面強(qiáng)度的計(jì)算公式，但在過渡到構(gòu)件強(qiáng)度的時候，引入

3、了穩(wěn)定系數(shù)。這其實(shí)就是一階線性分析方法的處理辦法。在結(jié)構(gòu)計(jì)算時，采用理想無缺陷計(jì)算模型進(jìn)行一階線性計(jì)算，并基于計(jì)算得到的內(nèi)KP001這又是怎么一回事呢？其實(shí)，規(guī)范在計(jì)算穩(wěn)定系數(shù)的時候，考慮的因素要比單純的材料力學(xué)中的歐拉公式復(fù)雜得多，比如初彎曲、殘余應(yīng)力、初始缺陷、不同截面等（參考《鋼壓桿的柱子曲線》，李開禧）。在無法直觀得到計(jì)算長度系數(shù)的時候，我們按歐拉公式來反算，是不得以而為之的辦法，如果實(shí)際條件與歐拉公式的假定有一定偏差，比如，存

4、在初始彎曲、存在一定彎矩、構(gòu)件并非等直等，歐拉公式給出的結(jié)果是偏保守，還是偏不安全，到目前為止，我還無法判斷。鋼構(gòu)件設(shè)計(jì)時，穩(wěn)定應(yīng)力時常大于強(qiáng)度應(yīng)力，而穩(wěn)定應(yīng)力又依賴于計(jì)算長度。算到最后，你會發(fā)現(xiàn)，計(jì)算長度的確定是繞不過去的坎。在一階分析法這個方向上，歐拉公式作為最后，又幾乎是唯一的救命稻草，又常常“失穩(wěn)”，這真是一件讓人尷尬的事情。除非我們選擇第二條路，直接分析法，但這個方法也有不少假定，比如對初始缺陷、初始彎曲的假定，針對這些假定的