框架钢柱在地震作用下的稳定性验算

框架钢柱在地震作用下的稳定性验算摘要：钢结构，用钢材建造的工业与民用建筑设施，它具有质量轻，强度高，跨度大，建筑施工工期短，相应降低投资成本，建筑防火性高，防腐蚀性强，建筑搬移方便，回收无污染，环保性好，建筑投资低，经济实惠，在油田内部，广泛用于输油泵房（姬三联合站）、注水泵房、水处理间、消防泵房、体育馆等，为对钢柱的稳定性进行深入的研究，以一工业厂房为例，等高两跨，高度19.69m。当地7度抗震设防，介绍了柱在水平地震作用下，其强度、稳定性验算方法。关键词：钢结构；地震；稳定性工业厂房（如注水泵房）的结构采用排架结构，是因为其跨度大、高度高，这种结构受力合理，建筑设计灵活，施工方便，工业化程度较高。不论是恒载、活荷载、吊车荷载、风荷载，都是通过柱子传给基础，柱在地震作用下的稳定性尤为重要，下面是通过例子分析柱在地震作用下的稳定性。下面以一工业厂房为例，对其柱在水平地震作用下，对强度、稳定性进行分析。一、柱的截面尺寸此框架为两跨结构：a柱上柱：400×400mm，下柱：800×600mm二、承受的各种荷载1、恒载预应力钢筋混凝土大型屋面梁、防水层、水泥砂浆、屋架和支撑自重、钢窗架、托架屋架荷载：p1a=p1c=709.43knp1b=1418.86knm1a=m1c=35.47kn.mm1b=106.41kn.m屋架自重约为kn/榀2、屋面活载：q1a=126knq1b=126knm1a=6.3kn.mm2a=18.9kn.mm1b=18.9kn.m3、吊车荷载1）吊车荷载(2台50/10t)：dmax=807.03kndmin=218.5kn若在边柱：knm4a=282.46kn.m，knm4b=76.48kn.m若在边柱：knm4a=76.48kn.m，knm4b=282.46kn.m2）吊车横向水平荷载tmax=50.55kn4、风荷载：fw=86.92kn三、地震作用下的内力组合1、作用于一个单元上的重力荷载值集中于左跨屋盖处的重量：集中于右跨屋盖处的重量：由计算机算出：在质点1、2重力荷载、作用下排架的侧移、按下面计算：s2、横向地震作用分析：集中于屋盖处的重力荷载：ab跨吊车重在一侧柱上的牛腿反力为：bc跨吊车重在一侧柱上的牛腿反力为：作用于排架柱底的剪力为：作用于屋盖标高处的地震作用为：吊车地震作用为：四、柱的强度、稳定性验算边柱的截面几何特征a柱截面特征汇总表边柱1、上柱：①最大内力：由地震作用下各种组合下得出：kn，kn②验算强度：③验算弯矩作用平面内的稳定：查表（b类截面）得：④验算弯矩作用平面外的稳定：查表（b类截面），所计算构件段为bc段，有端弯矩和横向荷载作用，但使构件段产生同向曲率，故取，另。由以上算知，此压弯构件是由弯矩作用平面外的稳定控制设计的。⑤局部稳定验算：腹板：翼缘：（构件计算时可取）2、下柱：由地震作用下各种组合下得出：第一组（使分肢1受压最大）①斜缀条截面：假想剪力：缀条内力及长度：取选用单角钢l，查表（b类截面）得单角钢单面连接的设计强度折减系数为：②验算缀条稳定：③验算弯矩作用平面内的整体稳定：换算长细比：查表（b类截面），对有侧移框架柱，第一组（使分肢1受压最大）[9]：第二组（使分肢2受压最大）：④验算分肢1的稳定（用第一组内力）：最大压力：，由查表（b类截面），⑤验算分肢2的稳定（用ⅱ-ⅱ截面内力kn，）最大压力：，由查表（b类截面），⑥分肢局部稳定验算：只需验算分肢2的局部稳定。因，，得翼缘：腹板：从以上验算结果分析，边柱在地震作用下是稳定的。韩新凝，1981年3月出生，2007年毕业于大庆石油学院，土木工程专业，现为第三采油技术服务处，从事油气田地面建设工作。注：文章内所有公式及图表请以pdf形式查看。