什么是计算长度系数？如何考虑计算长度系数？

• event2022-11-30 14:38:41
• person 稳图WESAFE
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问：什么是计算长度系数？如何考虑计算长度系数？

答：  

在结构力学中，设某根长为l的、材料线弹性的细长理想杆件承受轴向压力P。当P较小时，杆件保持直线并且只经受轴向压缩，这种平衡的直线形式是稳定的，这意味着如果作用一垂直于杆轴线的横向力并产生微小挠度，那么当横向力被移去时，挠度将消失，杆件将回到原直线形式。当轴向压力P增加到Pcr时，压杆的直线平衡状态开始失去稳定，产生弯曲变形，在此荷载下，压杆在理论上可能有任意的微小挠度值，而且一个很小的横向力将产生挠度，在横向力移去后它并不消失。在更大压力值时，压杆是不稳的并将发生坍塌。这种不稳定的现象称为屈曲，Pcr具有临界的性质，因此称为临界力，临界力也可以定义为足以使压杆保持微弯状态的轴向力。两端铰接的轴心受压构件的临界力为

为了钢结构设计应用上的方便，可以把各种约束条件下构件的临界力值换算为相当于两端铰接的轴心受压构件临界力的形式，而计算长度l0与构件实际的几何长度之间的关系是l0=μl，这里的系数μ就是计算长度系数。其理论取值，如下表所示。

钢结构中钢柱的计算长度系数与框架类型、相交于柱上端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K1、相交于柱下端节点的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值K2、柱与基础的连接方式、横梁远端连接方式、横梁轴力大小以及柱的形式等因素有关。

《钢结构设计标准》GB 50017-2017第8.3.1条及附录E给出了无侧移框架和有侧移框架中框架柱的计算长度系数μ的公式及相关表格可供查询。

对于货架结构，梁柱节点与柱脚节点均为半刚性，按照以上方法计算K1与K2时，必须要考虑节点的刚度值。并且由于货架并不是在每个框架平面内都设置抗侧力体系（背拉），导致其有效长度计算更为复杂。因此有效长度法不是设计货架结构的较优方法。

参考文献：

《图说钢结构疑难问题》娄宇等. 中国建筑工业出版社，2022.