做結(jié)構(gòu)設(shè)計有必要計算長度嗎,？
我們在做結(jié)構(gòu)設(shè)計的過程中，時常碰到計算長度的問題,。今天,，我們就來理一理這個問題。
結(jié)構(gòu)設(shè)計,，為何會有計算長度這個參數(shù),？計算長度除以回轉(zhuǎn)半徑，就是長細(xì)比,。結(jié)構(gòu)規(guī)范對長細(xì)比本身就有一系列規(guī)定,。這些規(guī)定主要是為了避免結(jié)構(gòu)構(gòu)件太柔，結(jié)構(gòu)構(gòu)件太柔,，會出現(xiàn)兩個問題,，一個是運(yùn)輸過程中，容易出現(xiàn)變形,；二是在構(gòu)件受力時,，容易出現(xiàn)失穩(wěn)。對長細(xì)比的規(guī)定,，可以看做是對構(gòu)件剛度層面的要求,，這并不難理解。
但是,，長細(xì)比又和穩(wěn)定系數(shù)掛鉤,，在結(jié)構(gòu)規(guī)范中，我們有各種各樣的穩(wěn)定系數(shù),。穩(wěn)定系數(shù)的存在,，其實就是為了折減承載力,，那長細(xì)比為何又與承載力相關(guān)呢？即,，長細(xì)比與構(gòu)件強(qiáng)度掛鉤,，這個理解起來，可能就不是那么直接了,。
我們仔細(xì)想想,，在材料力學(xué)的前面幾個章節(jié)，我們學(xué)習(xí)的都是構(gòu)件截面承載力（強(qiáng)度）,，但截面強(qiáng)度和構(gòu)件強(qiáng)度是一回事嗎,？很明顯，構(gòu)件強(qiáng)度不大于截面強(qiáng)度,。這中間的差別在哪里呢,？結(jié)構(gòu)規(guī)范沿用了截面強(qiáng)度的計算公式，但在過渡到構(gòu)件強(qiáng)度的時候,，引入了穩(wěn)定系數(shù),。這其實就是一階線性分析方法的處理辦法。在結(jié)構(gòu)計算時,，采用理想無缺陷計算模型進(jìn)行一階線性計算,，并基于計算得到的內(nèi)力進(jìn)行構(gòu)件強(qiáng)度（包含穩(wěn)定承載力）驗算，引入穩(wěn)定系數(shù),，是為了考慮結(jié)構(gòu)和構(gòu)件自身的缺陷以及二階效應(yīng)對構(gòu)件承載力的影響,。
一階分析法，方便快捷,，但明顯不是最有效的辦法,，我們完全可以采用以二階非線性分析為基礎(chǔ)的直接分析法。當(dāng)然,，這是后話,，我們還是說回計算長度。
計算長度如何確定,，結(jié)構(gòu)規(guī)范給了很多說明,。對常規(guī)的結(jié)構(gòu)，規(guī)范規(guī)定已經(jīng)相對明確,。但對一些非常規(guī)結(jié)構(gòu),，我們?nèi)绾未_定計算長度呢？在超限報告中,，時?？吹酱蠹也捎貌牧狭W(xué)中的歐拉公式來反算計算長度。但不要忘記，該公式是有假定條件的,，即,，中心受壓直桿。如果不能滿足此條件,，強(qiáng)行采用該公式計算,，后果不堪設(shè)想。
大家有個錯覺,，根據(jù)歐拉公式計算的穩(wěn)定承載力一定小于截面強(qiáng)度承載力,。也許，我們太久沒有翻看材料力學(xué)了,。實際上,，只有長細(xì)比大于某一特定值時，穩(wěn)定承載力才小于截面強(qiáng)度承載力,。比如,，對Q235鋼，根據(jù)理論計算,，長細(xì)比大于100時,，構(gòu)件強(qiáng)度由穩(wěn)定承載力控制，否則,，應(yīng)由截面強(qiáng)度控制,。Q345、Q390,、Q420的界限長細(xì)比分別為83、78和75.長細(xì)不大于界限長細(xì)比時,，理論計算的穩(wěn)定系數(shù)為1.00,，但根據(jù)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》，相應(yīng)長細(xì)比的穩(wěn)定系數(shù)如下表最后一列所示（均小于1.00）,。
這又是怎么一回事呢,？其實，規(guī)范在計算穩(wěn)定系數(shù)的時候,，考慮的因素要比單純的材料力學(xué)中的歐拉公式復(fù)雜得多,，比如初彎曲、殘余應(yīng)力,、初始缺陷,、不同截面等（參考《鋼壓桿的柱子曲線》，李開禧）,。
在無法直觀得到計算長度系數(shù)的時候,，我們按歐拉公式來反算，是不得以而為之的辦法,，如果實際條件與歐拉公式的假定有一定偏差,，比如,，存在初始彎曲、存在一定彎矩,、構(gòu)件并非等直等,，歐拉公式給出的結(jié)果是偏保守，還是偏不安全,，到目前為止,，我還無法判斷。
鋼構(gòu)件設(shè)計時,，穩(wěn)定應(yīng)力時常大于強(qiáng)度應(yīng)力,，而穩(wěn)定應(yīng)力又依賴于計算長度。算到最后,，你會發(fā)現(xiàn),，計算長度的確定是繞不過去的坎。選自.投標(biāo)書代寫網(wǎng) yipai178.com 在一階分析法這個方向上,，歐拉公式作為最后,，又幾乎是唯一的救命稻草，又常常“失穩(wěn)”,，這真是一件讓人尷尬的事情,。除非我們選擇第二條路，直接分析法,，但這個方法也有不少假定,，比如對初始缺陷、初始彎曲的假定,，針對這些假定的經(jīng)驗,，我們可能更缺乏。
我們以為超限報告專項分析中,，構(gòu)件計算長度的確定是最容易的一件事,，很多時候，只是我們想得簡單了,。從截面承載力到構(gòu)件承載力,，再到結(jié)構(gòu)承載力，這是一名結(jié)構(gòu)工程師的進(jìn)階之路,，琢磨得越多,，腦子里面的概念反而會越來越少。
