[分享]传统钢结构设计方法中存在的问题

传统钢结构设计方法中存在的问题

从设计理念上，在传统的分析过程中，采用线弹性分析方向，忽略了二阶效应及初始缺陷等因素，而在获取杆件内力后，在构件承载能力校验上，补偿性地考虑二阶效应、初始缺陷及残余应力等的影响。而对于简单规则的结构设计而言，这样的设计方法能满足单根构件设计要求。但是，这种补偿机制，是否正确呢？

传统钢结构设计存在明显的问题：

1.     不能反映构件真实的受力情况
2.     低估与其相连的构件以及节点上的设计弯矩

举例：一悬臂柱仅承受轴向压力P

    若采用传统线弹性分析方法，通过有效长度法对柱子设计强度进行折减，能获得合理的柱子截面设计。但是：柱子真实的受力分析是否正确？柱底弯矩为零，如何设计柱脚？

    依据二阶分析，真实的柱底弯矩应该包含二阶弯矩，如下图所示：

有效长度法其它症结：

1.     真实结构中，有效长度系数K常难以确定
2.     斜撑等抗侧组件对侧向刚度的贡献难以计入
3.     假设所有构件同时发生屈曲

真实结构中，有效长度系数K常难以确定

     对于下面复杂的空间网壳，如何明确每根构件的有效计算长度？

斜撑等抗侧组件对侧向刚度的贡献难以计入

     依据规范所提供的公式，一般忽略斜撑等组件对侧向刚度的贡献。

假设所有构件同时发生屈曲（Buckling）

     对于下面的常规结构，不可能出现所有柱子同时发生屈曲：

    因此在实际应用上，传统线弹性分析方法有着许多局限性，对很多普通结构都碰到困难，更不用说复杂的结构体系了，对于张拉体系更是束手无策。

   来源：NIDA公司（如有侵权，请联系删除）