钢结构设计平面表示法 (钢结构柱平面外计算长度怎么确定)

钢结构的梁、柱等构件在进行计算时,由于受到外部荷载情况各有不同,所以破坏形式种类比较多。那么在计算时经常会有平面内失稳和平面外失稳的区别,到底什么是平面内什么是平面外呢?

一、平面内和平面外的界定

两者定义的界定可以从以下两方面考虑:

(1)从杆件受弯方面考虑,主要受弯方向为平面内,次要的为平面外,(此处受弯指弯曲屈曲)

(2)从杆件实际看到的位置,在杆件所处的实际纸张平面为平面内,垂直于纸张平面为平面外.计算长度是两个理想铰接支承点之间的距离.

二、平面内失稳和平面外失稳

可以简单的总结:平面内失稳其实是一种二维的破坏形式,而平面外失稳其实是一种三维的破坏形式。如下图所示就是平面外失稳的一种形式:

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平面外失稳

三、平面内和平面外在计算时最容易出现混淆的地方

对于由杆件组成的结构,每根杆件两端的支承(约束)条件不同造成了其计算长度不同。对于构件失稳的计算,长细比是一个非常重要的参数。而构件的计算长度则是计算长细比的构成部分。在构件的计算长度取值上,经常会出现不知如何取值的情况。

(1)一个门式钢架由两根柱和一根横梁组成,横梁在平面内由两边的柱支承,它在平面内的计算长度就是两柱之间的距离,在梁柱节点沿纵向有纵向梁,可以作为横梁的平面外支承,此时横梁平面外的计算长度也为梁柱间的距离,但如果在横梁之间放两根梁将其三等分,如果采取措施能保证横梁在次梁支点处没有侧向位移(或侧向位移很小可以忽略),则横梁在平面外的计算长度就为原长的三分之一.

(2)在框架结构中,柱无平面内和平面外计算长度的区别,而只有弱轴和强轴(或X轴Y轴)的计算长度.而梁的平面外计算长度则为侧向支撑点的距离。

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