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- 2022-11-30 14:38:41
- 穩圖WESAFE
- 原創
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問：什么是計算長度系數？如何考慮計算長度系數？
答：
在結構力學中，設某根長為l的、材料線彈性的細長理想桿件承受軸向壓力P。當P較小時，桿件保持直線并且只經受軸向壓縮，這種平衡的直線形式是穩定的，這意味著如果作用一垂直于桿軸線的橫向力并產生微小撓度，那么當橫向力被移去時，撓度將消失，桿件將回到原直線形式。當軸向壓力P增加到Pcr時，壓桿的直線平衡狀態開始失去穩定，產生彎曲變形，在此荷載下，壓桿在理論上可能有任意的微小撓度值，而且一個很小的橫向力將產生撓度，在橫向力移去后它并不消失。在更大壓力值時，壓桿是不穩的并將發生坍塌。這種不穩定的現象稱為屈曲，Pcr具有臨界的性質，因此稱為臨界力，臨界力也可以定義為足以使壓桿保持微彎狀態的軸向力。兩端鉸接的軸心受壓構件的臨界力為
為了鋼結構設計應用上的方便，可以把各種約束條件下構件的臨界力值換算為相當于兩端鉸接的軸心受壓構件臨界力的形式，而計算長度l0與構件實際的幾何長度之間的關系是l0=μl，這里的系數μ就是計算長度系數。其理論取值，如下表所示。
鋼結構中鋼柱的計算長度系數與框架類型、相交于柱上端節點的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K1、相交于柱下端節點的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K2、柱與基礎的連接方式、橫梁遠端連接方式、橫梁軸力大小以及柱的形式等因素有關。
《鋼結構設計標準》GB 50017-2017第8.3.1條及附錄E給出了無側移框架和有側移框架中框架柱的計算長度系數μ的公式及相關表格可供查詢。
對于貨架結構，梁柱節點與柱腳節點均為半剛性，按照以上方法計算K1與K2時，必須要考慮節點的剛度值。并且由于貨架并不是在每個框架平面內都設置抗側力體系（背拉），導致其有效長度計算更為復雜。因此有效長度法不是設計貨架結構的較優方法。
參考文獻：
《圖說鋼結構疑難問題》婁宇等. 中國建筑工業出版社，2022.
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