從設計理念上,在傳統的分析過程中,采用線彈性分析方向,忽略了二階效應及初始缺陷等因素,而在獲取杆件內力後,在構件承載能力校驗上,補償性地考慮二階效應、初始缺陷及殘余應力等的影響。而對于簡單規則的結構設計而言,這樣的設計方法能滿足單根構件設計要求。但是,這種補償機制,是否正確呢? 存在明顯的問題:
- 不能反映構件真實的受力情況
- 低估與其相連的構件以及節點上的設計彎矩
舉例:壹懸臂柱僅承受軸向壓力P
若采用傳統線彈性分析方法,通過有效長度法對柱子設計強度進行折減,能獲得合理的柱子截面設計。但是:柱子真實的受力分析是否正確?柱底彎矩爲零,如何設計柱腳? 依據二階分析,真實的柱底彎矩應該包含二階彎矩,如下圖所示:
有效長度法其它症結:
- 真實結構中,有效長度系數K常難以確定
- 斜撐等抗側組件對側向剛度的貢獻難以計入
- 假設所有構件同時發生屈曲
真實結構中,有效長度系數K常難以確定
對于下面複雜的空間網殼,如何明確每根構件的有效計算長度?
斜撐等抗側組件對側向剛度的貢獻難以計入
依據規範所提供的公式,壹般忽略斜撐等組件對側向剛度的貢獻。
假設所有構件同時發生屈曲(Buckling)
對于下面的常規結構,不可能出現所有柱子同時發生屈曲: 因此在實際應用上,傳統線彈性分析方法有著許多局限性,對很多普通結構都碰到困難,更不用說複雜的結構體系了,對于張拉體系更是束手無策。