多层钢结构厂房框架柱平面内计算长度研究(全文)

多层钢结构厂房是火电、核电工程主厂房常用的结构形式。对于钢框架结构设计,我国的钢结构设计规范采用的是计算长度设计法;由于荷载工况和荷载组合的复杂性,对主厂房采用考虑二阶效应的非线性分析方法还有一定难度。本文在总结各种钢框架柱计算长度系数算法的基础上,从计算长度系数的定义出发,通过三种有代表性的计算长度分析模型的比较研究,提出了一种适用于火电、核电工程钢结构主厂房框架柱计算长度确定方法。该方

多层钢结构厂房框架柱平面内计算长度研究

何喜洋 黄长华 宋 扬

（广东省电力设计研究院，广州，510663） 1

摘 要：多层钢结构厂房是火电、核电工程主厂房常用的结构形式。对于钢框架结构设计，我国的钢结构设计规范采用的是计算长度设计法；由于荷载工况和荷载组合的复杂性，对主厂房采用考虑二阶效应的非线性分析方法还有一定难度。本文在总结各种钢框架柱计算长度系数算法的基础上，从计算长度系数的定义出发，通过三种有代表性的计算长度分析模型的比较研究，提出了一种适用于火电、核电工程钢结构主厂房框架柱计算长度确定方法。该方法考虑了（包含重力二阶效应的）模型的几何非线性效应和荷载分布情况对计算长度的影响，并能与主厂房建模过程紧密结合，也符合工程设计简单、便利的原则。最后，本文通过某核电工程常规岛主厂房框架柱计算长度实例分析，阐明了本文提出的方法和步骤，获得了一些有益的结论，供设计人员参考。

关键词：多层钢结构厂房；计算长度；整体稳定；线性屈曲；临界荷载

Frame Column Plane Effective Length Study on Multiple-Storey Steel Plant

HE Xiyang 1 HUANG Zhanghua SONG Yang

（Guangdong Electric Power Design Institute, Guangzhou, 510663, China）

Abstract: Multiple-storey steel plant is a general structural system of thermal and nuclear power plant. For steel frame structure design, effective length design method is adopted by steel structure design code in our country; because of the complexity of load case and load combination, it is difficult to use nonlinear analysis method considering two order effects to analyze the plant. In this paper, all kinds of method to calculate the effective of frame column are summarized, starting with the definition of effective length, three representative model are studied and compared with each other, a new method to decide the effective length of thermal and nuclear plant frame column are proposed by the author based on comparison and study. Influence of Geometry nonlinear including gravitational two order effect on effective length is considered in this method, the method is convenient and closely associated with the modeling process. At the end of this paper, an example to calculate the effective length of nuclear plant column is used to describe the steps of the method mentioned above, good effects, which are a useful reference for civil engineer, are acquired during this example.

Keywords：Multiple-storey steel plant; effective length; integral stability; linear buckling; critical load

前 言

多层钢结构厂房是火力发电厂主厂房和核电站常规岛常用的结构形式。要做出安全、经济、合理的钢结构设计，除了把握好工艺要求和结构布置以外，还应重视设计分析方法和构造要求。钢结构设计方法的关键在于如何理解和确定柱子的计算长度。我国现行的钢结构设计规范采用的是计算长度设计法，缺点是：无法反映结构的整体稳定性；计算长度在设计软件上难于应用。因此，计算长度设计法遭到不少的批评。实际结构的布置和荷载情况往往复杂多样，而柱的计算长度确定时，这些因素却都被计算假定所消除；我们在内力分析的时候是弹性分析，而构件和截面的设计却采用了利用材料塑性性能的方法。作为钢结构设计的首第一作者简介：何喜洋（1979-），男，工学硕士，主要从事火力发电厂土建结构设计工作.

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