考虑空间作用的线性变截面柱的稳定承载力计算方法

摘要

本发明公开了一种考虑空间作用的线性变截面柱的稳定承载力计算方法，该方法以大型空间有限元特征值精确的屈曲分析为工具，以弹性稳定性理论为基础，综合运用现有的梭形钢柱的设计规范的稳定性设计公式，提出了考虑整体空间作用的到钢管锥形柱的设计计算长度计算方法及稳定承载力计算一整套计算步骤和方法，为锥形钢柱合理的校核与设计提供计算方法和支撑。发明具有重要的工程实用价值和显著地社会效益。

主权项

一种考虑空间作用的线性变截面柱的稳定承载力计算方法，其特征在于，包括以下步骤：1)在大跨度复杂空间结构的整体空间精确有限元模型中，释放对计算目标柱子上端部的侧移约束，在柱端施加轴向荷载，对结构进行整体的特征值屈曲分析，计算得到考虑整体空间作用的特征值临界荷载N_cr及对应的屈曲模态；2)通过单独目标柱的有限元建模分析，计算得到无空间作用的两端铰支柱的特征值屈曲承载力N_cr0；3)根据N_cr和N_cr0计算考虑整体空间作用的计算长度系数μ，其中4)根据两端铰支的梭形柱截面等效为小端等截面柱的修正的计算长度系数μ_eff′，获得下端固定上端自由时目标锥形钢管柱等效计算长度系数μ_eff1；5)根据μ_eff1计算上下端铰支锥形柱的小端等截面等效计算长度系数μ_eff0，${\mu }_{\mathrm{eff}0}=\frac{{\mu }_{\mathrm{eff}1}}{{\mu }_1}={\mu }_{\mathrm{eff}1}\sqrt{\frac{N_{\mathrm{cr}1}}{N_{\mathrm{cr}0}}};$其中，N_cr1为上端自由下端固定锥形钢管柱的欧拉临界力；6)计算考虑整体空间作用的锥形柱计算长度系数μ_eff，μ_eff＝μμ_eff0；7)根据考虑整体空间作用的锥形柱计算长度系数μ_eff计算锥形钢管柱的压弯稳定承载力。