特殊钢结构构件的计算长度系数如何取值

摘要：在空间结构中经常遇到特殊的钢结构构件，比如树支状、体育场主结构、雕塑、建筑小品类等等，见下图1，2，3。直接采用规范无法计算其长度系数，因此给设计造成一定的不确定，如果保守取值的话又造成一定的浪费。本文推荐一种方法来计算长度系数。

1 深圳图书馆白金树

2 斯图加特机场

3 某项目

建议计算方法：采用屈曲分析反算计算长度。即在模型中，沿构件两端施加一对轴向压力N。对整体模型进行屈曲分析，可以得到此杆件第一屈曲模态的屈曲因子。将此杆件的轴力N乘以屈曲因子，即可得到临界荷载Ncr，然后由欧拉公式反算出杆件的计算长度Le。
本文通过一个简单的例子来求构件的计算长度，模型如下图4（单位kN-m），通过施加单位力如图5，得到的构件屈曲因子为2883，如图6。计算杆件的E=2.0X10^8kN/m^2，I=7.783X10^-6m^4，L=2.6m，由分析得到Ncr=2883kN，从而计算得到Le=2.3m，计算长度系数为0.88。
通过结构概念进行分析，本例构件若两端铰接则理论计算长度系数可以为1.0，若一端铰接一端固接则可为0.7，而实际上本例上端介于铰接和固接之间，可见0.88的计算结果是合理的。

4 算例模型

5 单位力施加

6 第一屈曲模态

通过上例分析可见，采用此方法可以用于空间结构计算长度系数的取值分析。