正则化长细比的定义,pkpm中钢柱的长细比超限怎么调整
正则化长细比的定义,pkpm中钢柱的长细比超限怎么调整详细介绍
本文目录一览: 正则化长细比,钢结构中的一个概念
长细比(Slenderness) 是指杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比。
钢结构是主要由钢制材料组成的结构,是主要的建筑结构类型之一。结构主要由型钢和钢板等制成的钢梁、钢柱、钢桁架等构件组成,各构件或部件之间通常采用焊缝、螺栓或铆钉连接。因其自重较轻,且施工简便,广泛应用于大型厂房、场馆、超高层等领域。
长细比是指杆件的计算长度与杆件截面的回转半径之比,注意,是杆件的计算长度,计算长度与杆件端部的连接方式有关,如固接、铰接、链接、自由,长细比并不是长边与短边之比。
选自钢结构规范GB 50017-2017 钢结构设计标准
λ=μl/i, μ与连接方式有关,l为计算长度,i为惯性半径,i=(I/A)^0.5, I为惯性矩,A为面积。
材料力学中压杆稳定那章就有介绍。
根据现在的钢结构规范,长细比计算有两个目的。
第一,看看有没有超过容许长细比的限值,这个目的是不用考虑钢材的牌号(或是屈服强度)。
第二,当然是计算受压构件的稳定性。规范中求稳定系数是是把长细比λ正则化,或叫通用长细比,记做λn=λ/π sqrt(E/Fy)。
它有一个弹性屈曲和非弹性屈曲的界限长细比,4.71sqrt(E/Fy),如果长细比λ小于这个值,柱子发出屈曲时会有塑性区出现。
稳定应力为Fy*0.658 Fy/Fe否则即为弹性屈曲稳定应力为0.877Fe。其中Fe=π2E/λ2可见此值就是欧拉荷载。比如说Fy=345MPa,那么界限长细比为115。所以柱子的稳定系数是和其强度有一定关系的,就在于是发生弹性屈曲还是非弹性屈曲。
扩展资料:
就是给平面不可约代数曲线以某种形式的全纯参数表示。
即对于PC^2中的不可约代数曲线C,寻找一个紧Riemann面C*和一个全纯映射σ:C*→PC^2,使得σ(C*)=C
严格定义:
设C是不可约平面代数曲线,S是C的奇点的集合。如果存在紧Riemann面C*及全纯映射σ:C*→PC^2,使得
(1) σ(C*)=C (2) σ^(-1)(S)是有限点集 (3) σ:C*\σ^(-1)(S)→C\S是一对一的映射
则称(C*,σ)为C的正则化。不至于混淆的时候,也可以称C*为C的正则化。
正则化的做法,实际上是在不可约平面代数曲线的奇点处,把具有不同切线的曲线分支分开,从而消除这种奇异性。
参考资料来源:百度百科-正则化
什么是正则化长细比?
正则化比较复杂,正则化长细比多用于建筑行业的计算吧。
下面给你一个专家回答的连接。
正则化是什么意思
正则化的意思:修改学习算法,使其降低泛化误差而非训练误差。
正则化,英文为regularizaiton,定义是修改学习算法,使其降低泛化误差(generalization error)而非训练误差。旨在更好实现模型泛化的补充技术,即在测试集上得到更好的表现。它是为了防止过拟合,进而增强模型的泛化能力。
正则化的常见方法
1、提前终止法(earlystopping)
提前终止法适用于模型表达能力很强的时候。此时模型的训练误差会随着训练次数的增多而逐渐下降,但是训练误差却会随着训练次数的增加呈现先下降再上升的趋势(模型可能开始过拟合),提前终止法就是在训练误差最低的时候终止训练。
2、模型集成(ensemble)
常用的模型集成方法有:bagging、boosting、stacking。
3、dropoutd
dropoutd的基本步骤是在每一次的迭代中,随机删除一部分节点,只训练剩下的节点。每次迭代都会随机删除,每次迭代删除的节点也都不一样,相当于每次迭代训练的都是不一样的网络,通过这样的方式降低节点之间的关联性以及模型的复杂度,从而达到正则化的效果。
正则化的通俗解释
首先了解一下正则性,正则性衡量了函数光滑的程度,正则性越高,函数越光滑。(光滑衡量了函数的可导性,如果一个函数是光滑函数,则该函数无穷可导,即任意n阶可导)。
正则化是为了解决过拟合问题。
L1正则化和L2正则化可以看作是损失函数的惩罚项。所谓『惩罚』是指对损失函数中的某些参数做一些限制。对于线性回归模型,使用L1正则化的模型建叫作Lasso回归,使用L2正则化的模型叫作Ridge回归(岭回归)
正则化的通俗解释就是给平面不可约代数曲线以某种形式的全纯参数表示。
正则化(regularization),是指在线性代数理论中,不适定问题通常是由一组线性代数方程定义的,而且这组方程组通常来源于有着很大的条件数的不适定反问题。大条件数意味着舍入误差或其它误差会严重地影响问题的结果。正则化:代数几何中的一个概念。
形式
反问题有两种形式。最普遍的形式是已知系统和输出求输入,另一种系统未知的情况通常也被视为反问题。许多反问题很难被解决,但是其他反问题却很容易得到答案。显然,易于解决的问题不会比很难解决的问题更能引起人们的兴趣,我们直接解决它们就可以了。那些很难被解决的问题则被称为不适定的。
用途
求解不适定问题的普遍方法是:用一组与原不适定问题相“邻近”的适定问题的解去逼近原问题的解,这种方法称为正则化方法。如何建立有效的正则化方法是反问题领域中不适定问题研究的重要内容。通常的正则化方法有基于变分原理的Tikhonov 正则化、各种迭代方法以及其它的一些改进方法,在各类反问题的研究中被广泛采用,并得到深入研究。
什么叫横截面 视频讲解?
截面等级
“钢标”在第3.5节,全新引入了截面板件宽厚比等级(截面等级)的概念。关于截面等级的涵义、如何理解以及如何应用,存在不少的疑问。
一、截面等级究竟是个啥意思?
首先从表面上来看,钢构件由板件构成,而截面等级说的就是截面板件宽厚比等级。
截面板件宽厚比,按“钢标”的条文说明——“截面板件宽厚比指截面板件平直段的宽度和厚度之比,受弯或压弯构件腹板平直段的高度与腹板厚度之比也可称为板件高厚比。”需要注意,以往规范中的“宽厚比”和“高厚比”两个名词,现在实际上已经统称为“宽厚比”了。
截面板件宽厚比,是截面厚实程度的一个度量。从本质上来说,它直接决定了钢构件的承载力、受弯及压弯构件的塑性转动变形能力(延性耗能能力)。换句话说,截面等级就是截面承载力和塑性转动能力的表征。因此,从承载力角度来说,截面等级是板件易发生屈曲程度和截面塑性发展程度的度量;从塑性设计和抗震设计角度而言,是截面塑性转动和延性耗能能力的等级。
所以“钢标”按照根据截面承载力和塑性转动能力,参考国际标准,将截面分为五个等级。实际上这比国际上常规分为四个等级的做法多了一个等级,是因为老的“钢规”中受弯构件一直以来都考虑了塑性发展系数(即可部分发展塑性的截面),因为这个历史原因,截面增加了一个等级S3。
各级截面对应的性能,实际上“钢标”按照截面受弯的力学性能已经给出了很明确的描述:
其中尤其需要注意的是,S4级截面,它的界限,是边缘纤维刚好达到屈服的状态。S1~S3级截面,能发展截面塑性,而S5级截面,在边缘屈服未达到时,板件就已发生局部屈曲,只能考虑有效截面进行计算。
二、“钢标”中的截面等级咋确定的?
对应欧洲规范EC3的S1~S4截面,“钢标”将压弯和受弯构件的截面分成S1~S5五个截面等级,其中S1、S2为塑性截面,S4为弹性截面,S3为中国规范特有的考虑一定塑性发展的弹塑性截面,S5为薄柔截面。
“钢标”的截面等级确定,主要依据板的弹性稳定理论,同时参考了国外规范以及一些经验值。
按照S4级截面描述的边缘屈服同时板件刚好发生局部屈曲这个临界状态,可按弹性稳定的公式进行板件宽厚比限值(屈服宽厚比)的推导。
比如,对工字形截面的翼缘,按三边简支一边自由的板件计算,临界应力达到屈服应力235MPa时板件宽厚比为18.6。按屈服宽厚比的0.5、0.6、0.7、0.8和1.1倍适当取整,作为五个截面分级的宽厚比限值,并给了一个表格来对比说明。
需要说明的是,0.5、0.6、0.7、0.8和1.1这个系数实际是带有经验性的。S4级截面按0.8,是考虑了残余应力和几何缺陷等影响,S5级截面本来应该是允许板件弹性屈曲而按照有效截面计算的,但考虑到自由边板件局部屈曲后可能带来截面刚度中心的变化,从而改变构件的受力,也给了一个限值。
腹板的宽厚比(以往习惯叫高厚比),按梁腹板局部屈曲公式推导后的屈服宽厚比以及乘以0.5、0.6、0.7、0.8倍的值,与“钢标”实际取的限值对比如图。
很明显,屈服宽厚比的0.5、0.6、0.7、0.8倍,与“钢标”实际最终确定的限值并不完全一样。按照条文说明的解释,考虑到不同宽厚比等级的用途不同,并没有严格地按照屈服高厚比的倍数:限值大的放宽了,限值小的取得严格了。
看一下下表“钢标”最终确定的截面等级及宽厚比限值,部分限值的确定,实际上参考了欧洲标准EC3(见下表),“钢规”塑性设计的腹板高厚比限值(下文还会说)等。同时需要注意,压弯构件腹板的宽厚比限值参考了EC3,与截面应力分布有关。
另外,注5给开了一个口子:S5级截面如果应力较小时,有可作为S4级截面使用的可能。
三、以往规范中有截面等级吗?
虽然“钢标”第一次明确提出截面等级的概念并且在第3章就统一给出限值,实际上以往的规范中,还是有一些截面等级的影子。
1 《钢结构设计规范》(GB 50017-2003)(“钢规”)
“钢规”关于截面等级(板件宽厚比)的规定分散在受弯、压弯构件的计算及塑性设计各章节中。
比如,对于受弯构件的强度计算,规定如下:
不考虑截面塑性发展系数,翼缘宽厚比限值15(Q235),考虑塑性发展系数13(Q235),实际上就是定义了上述的两种截面等级:S4和S3。
梁的腹板局部稳定计算,实际上又给出了弹性截面的宽厚比限值。比如,梁的受弯通用高厚比定义为
这个150(Q235)和130(Q235)实际上就是弹性截面的腹板宽厚比限值。
塑性设计时,要求如下:
这是作为宽厚比限值的构造要求给出的,看着眼熟不?和“钢标”塑性截面的某些宽厚比限值很接近不是?
2 《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)(“抗规”)
“抗规”第8章,作为抗震构造措施,对框架梁、柱的板件宽厚比有如下要求:
虽然没有明确说截面等级,但实际上就是截面延性的要求或者等级,本质上和“钢标”截面等级是一回事,表达塑性铰的塑性转动耗能能力。
但是上述的要求是根据抗震等级来提的,强制性要求钢结构框架都得延性耗能,同时要求延性构造,控制板件宽厚比——烈度大地震作用大就严一点,和“钢标”的抗震设计概念不同。
“抗规”第9章,单层钢结构厂房和多层钢结构厂房中的单层及不超过40m的,有如下的规定:
并在条文说明中给出了三类截面等级A、B、C:
腹板宽厚比限值的72(Q235)和130(Q235),实际上沿用了塑性设计和梁腹板弹性屈曲的数值。
“抗规”第9.2节这些规定,实际上是“钢标”第3章截面等级以及第17章“钢结构抗震性能化设计”的前身和影子。
四、设计中如何应用截面等级?
截面等级实际上和构件承载力以及抗震设计密切相关。稍微翻一下“钢标”就能看到,截面等级在构件强度计算的各章以及第17章“钢结构抗震性能化设计”中都出现了,甚至可以说它串起了各章节。这也是为什么第一个专题要说它的原因。设计中怎么用,很难一两句话说清楚,在后续的专题中,尤其是抗震设计中,会详细说明截面等级怎么用。
新术语解释
《钢结构设计标准》(“钢标”)翻到第2页就能看到术语一节。在原“钢规”的基础上,“钢标”增加了不少的新术语。显然新术语和“钢标”的条文内容直接相关,本专题对其中关键的一些术语进行解释和说明。
一、正则化长细比或正则化宽厚比 normalized slenderness ratio
实际上这只是名称的修改和延伸。
原“钢规”中有“通用高厚比 normalized web slenderness”,从英文翻译可以看到,实际上它代表的是腹板高厚比,主要是梁腹板局部稳定计算时用的。新术语名称改为了稳定理论中常用的术语“正则化”,同时由于板件稳定不光是腹板,于是弃用“高厚比”,改用更通用的“宽厚比”一词。
“钢标”对其定义没变,正则化长细比或正则化宽厚比 normalized slenderness ratio——参数,其值等于钢材受弯、受剪或受压屈服强度除以相应的腹板抗弯、抗剪或局部承压弹性屈曲应力之商的平方根。这是稳定理论中对于正则化类参数的标准解释,简单讲就是钢材强度与稳定应力的比值,这样把稳定问题中不同强度的影响剥离,只剩下稳定因素自身。正则化长细比/宽厚比的值越大,越容易失稳,而理想状态下的临界值是1.0:如果大于1.0,表示构件或板件的弹性屈曲在达到屈服强度值之前;小于1.0,则可达到材料屈服强度,而不发生弹性屈曲,只能在弹塑性阶段发生非弹性屈曲。如果用上一个专题讲的截面板件宽厚比等级来说,那么,S4级截面的限值状态,对应的就是抗弯的正则化宽厚比为1.0。
二、直接分析设计法 direct analysis method of design
即,直接考虑对结构稳定性和强度性能有显著影响的初始几何缺陷、残余应力、材料非线性、节点连接刚度等因素,以整个结构体系为对象进行二阶非线性分析的设计方法。
这是本次“钢标”新引进的与国外规范接轨的计算方法。从稳定理论来说,道理很简单,把影响结构稳定的主要因素在计算模型中考虑,直接进行结构的受力分析,应该就能把握结构的整体稳定。经典的钢结构稳定教科书中都有这个方法。
大家知道,老“钢规”的柱子曲线也是考虑了这些缺陷以后得到的稳定系数,然后把结构的整体稳定化解为构件层面的稳定考虑,俗称计算长度法。当然,原来的计算长度法只是对某些结构适用,或者说它有几个适用的前提条件,这也就是为啥还要直接分析设计法的原因。
关于“钢标”直接分析设计法,目前从规范条文层面存在一点争议,就是关于长细比的限值问题。“钢规”、“抗规”等由于种种原因,规定了一些构件的长细比值。而计算长细比又是基于传统的计算长度法根据计算长度系数得到的。目前“钢标”虽然给了直接计算分析法,但计算长度限值的规定依旧存在,此时的计算长度限值如何考虑,成了问题。个人意见是,实际上长细比本身就是构造要求,是稳定计算不成熟条件下的一个补充而已。如果按直接分析设计法,那就干脆放开那些长细比构造要求,最多,仅仅对几何长细比(按构件自然长度的长细比)作一些限值规定,而且可以放得很宽。
另外,设计单位目前在操作层面还存在一点问题,也就是,如何在计算程序中实现直接分析(貌似现在好多结构工程师=计算软件操作员 CAD描图员,不能一键搞定的免谈)。但这个似乎只是暂时的问题,不算大问题,我想,万能的PK等等,会很快解决这个问题的吧。是不是真的算得准,嘿嘿,你问我?我哪知道?!
三、关于支撑框架
无支撑框架、支撑结构、框架-支撑结构,强支撑框架,支撑系统,这是相关的几个术语,有必要放在一起扯扯。
前面已出的规范,包括“抗规”等等,更严重的是在工程技术人员的理解中,已经把所谓的“框架”概念给模糊化了——“框架”,可以是纯框架、支撑框架,更可以是框架-支撑。这种模糊化导致了抗规等规范条文在应用上的模糊。比如,纯框架的抗震构造要求,和支撑结构、框架-支撑是有很大区别的,因为耗能模式完全不同。这个具体在第五个术语“塑性耗能区”中具体说。
先说一下各自的定义:
无支撑框架 unbraced frame——利用节点和构件的抗弯能力抵抗荷载的结构。其实就是纯框架,受力特征是靠构件节点的抗弯刚度来形成抗侧力结构体系,典型如门式刚架。
支撑结构 bracing structure——在梁柱构件所在的平面内,沿斜向设置支撑构件,以支撑轴向刚度抵抗侧向荷载的结构。实际这就是纯支撑结构,支撑拿掉了,结构抗侧力体系就没了,类似于脚手架,没东西扶着它,就倒了。
框架-支撑结构 frame- bracing structure——由框架及支撑共同组成抗侧力体系的结构。
在我们的抗震规范中,因为要求双重抗侧力体系,如果支撑坏了,框架部分还能承担一些侧向力。因此,上述的纯支撑结构由于缺少框架部分的抗侧刚度,是被排斥使用的(实际工程中往往给禁止使用)。但工程实践中又存在不少这样的结构形式,尤其是构筑物,比如支架。当然,国外规范中存在这类结构,比如美国的建筑钢结构抗震规范AISC 341,严格区分单一抗侧力体系和双重抗侧力体系。而上述的支撑结构就是其中的单一抗侧力体系。我们“抗规”中的框架-支撑,是双重抗侧力体系,等于无支撑框架和支撑结构的组合。
强支撑框架 frame braced with strong bracing system——在框架-支撑中,支撑结构(支撑桁架、剪力墙、筒体等)的抗侧移刚度较大,可将该框架视为无侧移的框架。
强支撑框架,大家都知道,就是强的支撑框架呗。这不废话吗?强支撑框架,是跟弱支撑框架相对应的。从本质上说,强与弱,对应的是不同的失稳模式,而不是真的侧移大小,也就是稳定理论中讲的无侧移和有侧移框架。顺便说一句,98版“高钢规”曾经规定层间位移角小于1/1000就可按无侧移计算,从稳定理论来说,似乎是不大合适的。
“钢标”本来是有弱支撑的,征求意见稿大家都能看到。考虑到不推荐采用弱支撑框架,最终取消了弱支撑框架柱稳定系数计算公式。另外还有个事实,一旦设置了支撑,常见的一般框架-支撑结构,都是强支撑。
支撑系统 bracing system——由支撑及传递其内力的梁(包括基础梁)、柱组成的抗侧力系统。
这是一个新的概念,强调支撑不是俩斜杆就能成结构体系,而是必须由一个完整的体系才能形成支撑系统,才能起抗侧作用。结构设计时,必须关注整个系统。缺了任何一环,支撑体系就不成立。
四、畸变屈曲
畸变屈曲 distorsional buckling——截面形状发生变化、且板件与板件的交线至少有一条会产生位移的屈曲形式。
看一下图就明白了。
对于框架结构的梁,上翼缘铺板,正弯矩区没有稳定问题,但负弯矩区的下翼缘有稳定问题,就是上图的畸变屈曲。以往我们的规范中都没考虑,而国外规范已有这个规定。畸变屈曲相关的研究内容可以参考童根树教授的专著《钢结构的平面外稳定》。
“钢标”6.2.7条就是针对框架主梁负弯矩区畸变屈曲新增加的规定。将下翼缘作为压杆,腹板作为对下翼缘提供侧向弹性支撑的部件,上翼缘看成固定,给出了一个简单的畸变屈曲的临界应力公式,同时给出了需要考虑畸变屈曲的情况以及不满足时的做法。
“钢标”抗震设计第17章的相应章节,也有关于框架梁梁端负弯矩区畸变屈曲的相关要求。
五、塑性耗能区、弹性区
先看看定义:
塑性耗能区 plastic energy dissipative zone——在强烈地震作用下,结构构件首先进入塑性变形并消耗能量的区域。
弹性区 elastic region——在强烈地震作用下,结构构件仍处于弹性工作状态的区域。
用大白话说,塑性耗能区就是大的地震下面进入塑性并且耗散地震输入能量的构件部分。那么,弹性区就是,咋震,都不进入塑性的构件部分。因此,按这么说,其实抗震结构分两部分:塑性耗能区vs非塑性耗能区,非塑性耗能区也可以设计成弹性区,当然也可以存在一些可能的或者说潜在的塑性区。
不同区域,抗震的做法和要求也不同。抗震设计思路是进行塑性机构控制,可以说,整个“钢标”第17章的抗震,基本都是围绕塑性耗能区写的,从性能等级目标、延性等级、抗震计算到抗震构造。非塑性耗能区的构件和节点设计,是根据既定的结构体系和塑性耗能区性能,再确定相应如何进行设计。
因此,有必要来具体说说整个钢结构体系中,哪儿是塑性耗能区。当然也需要注意,塑性耗能区是和抗震设计的意图是相关的,说白了,就是还得结合你设计时候,想让哪儿塑性耗能。
对于纯框架结构,大家最熟悉,都知道就是啥地方能形成塑性铰,那就是塑性耗能区,一般就是梁柱节点附近以及柱脚。但是对于抗震设计来说,希望保证“强柱弱梁”和防止形成倒塌机构,那么一般是把除单层和顶层框架外的框架梁端设计为塑性耗能区。
支撑结构,上面说了,就是支撑在抵抗侧向力。那么,塑性耗能区其实就是那个支撑了。从抗震性能而言,希望是把成对设置的支撑设计为塑性耗能区。
框架-中心支撑结构,按上述的双重抗侧力体系设计目标,塑性耗能区那就是成对设置的支撑和框架的梁端。
框架-偏心支撑结构,对于支撑框架的部分,肯定是剪切屈服的耗能梁段。而框架的梁端塑性铰区,肯定也是塑性耗能区。
其余比如设置了阻尼器的框架,那毫无疑问,首先屈服的阻尼器就是塑性耗能区。
六、焊接截面 welded section
知道这个术语在老“钢规”叫啥吗?——叫“组合构件 built-up member”。
啥?一定会有好多人觉得很奇怪:“组合构件”,不是那个啥钢和混凝土组合的东东?不信?翻开老“钢规”,组合构件 built-up member——由一块以上的钢板(或型钢)相互连接组成的构件,如工字形截面或箱形截面组合梁或柱。
本来没想把这个列出来,但是想想工作中真就有好多人问我“钢规”的组合构件到底咋回事,就说说吧。
这应该是历史上延续过来的,最早钢结构分型钢和钢板、型钢组合焊接的构件,而当初钢-混凝土组合结构也少,于是命名叫“组合构件”,一直在“钢规”中延续。“钢标”修编可能发现容易歧义,改了。
与现行规范的逻辑关系及应用
《钢结构设计标准》(GB 50017-2017)(简称“钢标”)颁布以后,与现行的《门式刚架轻型房屋钢结构技术规范》(GB 51022-2015)(简称“门规”)、《建筑抗震设计规范》(GB 50011-2010)(简称“抗规”)等规范内容存在交叉和重叠。在设计钢结构时,如何选用适用的规范和相关条文,成为结构工程师经常犯难的问题。
因此,在具体谈《钢标》条文之前,有必要先说说各规范的定位和他们之间的逻辑关系,以及各规范的适用情况。
一、《门规》是个啥?有《钢标》还要他做甚?
众所周知,《门规》是针对门式刚架轻型房屋钢结构制定的一本专门的规范,其前身是《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》CECS 102,并在条文说明中明确表示“参照和吸取了多项国外先进标准和手册中有关轻型房屋结构设计、制作和安装的规定。主要参考的国外手册是美国金属房屋制造协会MBMA《低层房屋体系手册》等……”(下图是MBMA手册的2006版,有兴趣可以找来翻翻)。
pkpm中钢柱的长细比超限怎么调整
长细比=计算长度/回转半径。
所以很显然,减小计算长度或者加大回转半径即可。
这里需要注意的是,计算长度并非实际长度,而是实际长度乘以长度系数,长度系数则与柱子两端的约束刚度有关。说白了就是要看与柱相连的梁或者基础是否给力,如果这些构件的刚度越高,那么长度系数就越小,柱子的计算长度也就越短。
具体公式你可以去看钢结构规范,我记得长度系数的具体算法是附录D。
至于回转半径,那是个几何概念,你去看看基本的几何手册(当然要高中以上的)就明白如何加大回转半径了,大学课本上有。
增加翼缘宽度,或减小钢柱长度。长细比=计算长度/回转半径。可以根据公式去调整。在模型中发现有超限,都可以在规范中找到出处,找到出处后对症下药,方可调好模型。
1、修改杆件截面使其在平面外方向的回转半径增大;
2、在平面外适当加支撑或刚性系杆。
除去以上两点,我最近在pkpm中发现,同一层钢梁的强度加大,对整体平面稳定性有利。同样条件下,同一位置不同截面的钢梁,算出来一个钢柱长细比超限,一个未超限。
所以如果上述两点仍未解决超限,可以尝试加大超限长细比方向的钢梁截面。
1、修改杆件截面使其在平面外方向的回转半径增大;
2、在平面外适当加支撑或刚性系杆。
长细比=计算长度/回转半径。很显然,减小计算长度或者加大回转半径即可。
需要注意的是,计算长度并非实际长度,而是实际长度乘以长度系数,长度系数则与柱子两端的约束刚度有关。就是要看与柱相连的梁或者基础是否给力,如果这些构件的刚度越高,那么长度系数就越小,柱子的计算长度也就越短。
扩展资料:
长细比这个概念对于受压杆件稳定计算的影响是很明显的,因为长细比越大的构件越容易失稳。可以看看关于轴压和压弯构件的计算公式,里面都有与长细比有关的参数。
对于受拉构件规范也给出了长细比限制要求,这是为了保证构件在运输和安装状态下的刚度。
对稳定要求越高的构件,规范给的稳定限值越小。
什么是正则化?希望得到详细定义和例子
比如说函数拟合吧!给定一堆数据,让你用一个函数去拟合这个数据,其实就是要估计函数里面的那几个未知参数,如果你的数据不干净,比如说带了一些噪声,那么你的函数拟合的效果肯定就不是很好,表现在得到的参数并不是很平滑,波动比较明显,就是所谓的过拟合问题。因为拟合过程中拟合了噪声啊!
这个时候就需要正则化了,正则化通俗的理解就是,给函数的参数规定一个取值范围,这样就可以防止参数出现较大的波动,带来的好处就是,可以有效的防止噪声对函数参数估计的影响。
正则化的表现形式往往是通过在函数末尾加上或者减去一个正则化项。
建议你去csdn上看看《谈谈自己对正则化的一些理解~》这篇文章。
图像复原从数学角度考虑,它等价于第一类fredholm积分方程,是一种反问题,具有很大的病态性,因此,必须进行正则化处理。从统计的角度看,正则化处理其实就是一种图像的先验信息约束 。假设图像退化过程用如下模型描述:
g=hf+n (1)
则图像复原即根据观测图像g恢复原始图像f。正则化图像复原从贝叶斯角度来说,可以用map(最大后验概率估计)方法实现,即:
f=argmax{p(f|g)=p(g|f)p(f)/p(g)} (2)
先验分布函数 p(f)可以看成一正则化项。图像复原关键问题是先验模型p(f) 的选取,也可以说图像建模在图像复原中起者中心作用。早期的图像复原方法假设 服从平稳高斯分布,从而导致约束最小二乘图像复原方法;但许多统计试验表明大部分自然图像都不能用平稳高斯分布准确的描述,模型的不准确导致复原的图像质量较差,图像边缘不能很好的保持。mrf (markov random field)在图像复原中起很重要的作用,如果将原始图像看作mrf的一次实现,根据mrf的局部性,可以用局部gmrf(gauss markov random field)对图像进行建模,按照这种方式建立的模型比用平稳高斯分布更为准确,因此所复原的质量也较好。现代很多人热衷于小波变换的图像复原,其原因是图像的小波系数可近似认为互相独立,且能够用简单的统计模型描述(如广义高斯分布等)。我认为小波在图像复原中主要起工具的作用,现在关于小波方法进行图像复原,研究重点应放在对小波系数的统计建模(如小波系数尺度间、尺度内、方向间的相关性等)。由于一般正交小波变换不具有平移不变性和方向较少的特点,基于这些不足,现在的发展是在其他变换域内建立模型,如(冗余小波变换,复小波变换,脊波,曲波等)这仍是一个正在发展的课题,关于对这些变换域系数进行统计建模用于图像复原能够弥补正交小波变换的不足,然而重点仍是对变换系数的统计建模。
正如我们如上所说,图像建模对图像复原起很重要的作用。然而,从计算复杂度的角度考虑,一个好的模型常导致计算上的困难。因为一个好的模型最终导致一个(2)式有多个极值点,从而在计算上必须用一些全局优化算法(如模拟退火等),这导致很大的计算量。
综上分析,图像复原需要两方面的知识需要考虑:1统计建模的知识2计算方法的知识。
两者任一方面的改进,都会推动图像复原的发展。因此,必须懂得数理统计,贝叶斯分析,随机场,优化算法,矩阵论,小波分析等数学课程。
钢结构抗震在哪本规范可以找到相关条款?
以下两点以供参考:
1、《GB 50017-2003 钢结构设计规范》,这是钢结构规范,总则第三条中由“在地震区的建筑物和构筑物,尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011、《中国地震动参数区划图》GB 18306 和《构筑物抗震设计规范》GB 50191 的规定”。
2、《GB50011-2010建筑抗震设计规范 》 ,第八章,第九章,有相关内容。是建筑抗震专门规范!
抗震设计规范GB50011-2010第八章
1、《GB 50017-2003 钢结构设计规范》,这是钢结构规范,总则第三条中由“在地震区的建筑物和构筑物,尚应符合现行国家标准《建筑抗震设计规范》GB 50011、《中国地震动参数区划图》GB 18306 和《构筑物抗震设计规范》GB 50191 的规定”。
2、《GB50011-2010建筑抗震设计规范 》 ,第八章,第九章,有相关内容。是建筑抗震专门规范。
【建筑抗震设计规范·多层和高层钢结构房屋·计算要点】
8.2.1 钢结构应按本节规定调整地震作用效应,其层间变形应符合本规范第5.5节的有关规定;构件截面和连接的抗震验算时,凡本章未作规定者,应符合现行有关结构设计规范的要求,但其非抗震的构件、连接的承载力设计值应除以本规范规定的承载力抗震调整系数。
8.2.2 钢结构在多遇地震下的阻尼比,对不超过12层的钢结构可采用0.035,地超过12层的钢结构可采用0.02;在罕遇地震下的分析,阻尼比可采用0.05。
8.2.3 钢结构在地震作用下的内力和变形分析,应符合下列规定:
1 钢结构应按本规范第3.6.3条规定计入重力二阶效应。对框架梁,可不按柱轴线处的内力而按梁端内力设计。对工字形截面柱,宜计入梁柱节点域剪切变形对结构侧移的影响;中心支撑框架和不超过12层的钢结构,其层间位移计算可不计入梁柱节点域剪切变形的影响。
2 钢框架-支撑结构的斜杆可按端部铰接杆计算;框架部分按计算得到的地震剪以调整系数,达到不小于结构底部总地震剪力的25%和框架部分地震剪力最大值1.8倍二者的较小者。
3 中心支撑框架的斜杆轴线偏离梁柱轴线交点不超过支撑杆件的宽度时,仍可按中心支撑框架分析,但应计及由此产生的附加弯矩;人字形和V形支撑组合的内力设计值应乘以增大系数,其值可采用1.5。
4 偏心支撑框架构件内力设计值,应按下列要求调整:
1) 支撑斜杆的轴力设计值,应取与支撑相连接的消能梁段达到受剪承载力时支撑斜杆轴力与增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于1.4,9度时不应小于1.5。
2) 位于消能梁段同一跨的框架梁内力设计值,应取消能梁段达到受剪承载力时框架梁内力一增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于1.5,9度时不应小于1.6。
3) 框架柱的内力设计值,应取消能梁段达到受剪承载力时柱内力与增大系数的乘积,其值在8度及以下时不应小于1.5,9度时不应小于1.6。
5 内藏钢支撑钢筋混凝土墙板和带竖缝钢筋混凝土墙板应按有关规定计算,带竖缝钢筋混凝土墙板可仅承受水平荷载产生的剪力,不承受竖向荷载产生的压力。
6 钢结构转换层下的钢框架柱,地震内力应乘以增大系数,其值可采用1.5。
8.2.4 钢框架梁的上翼缘采用抗剪连接件与组合楼板连接时,可不验算地震作用下的整体稳定。
8.2.5 钢框架构件及节点的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1 节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载力应符合式(8.2.5-1)要求。当柱所在楼层的受剪承载力比上一层的受剪承载力高出25%,或柱轴向力设计值与柱全截面面积和钢材抗拉强度设计值乘积的比值不超过0.4,或作为轴心受压构件在2倍地震力下稳定性得到保证时,可不按该式验算。
[gongshi]`∑W_(pc)(f_(yc)-N/A_c)≥η∑W_(pb)f_(yb)`[/gongshi][bianhao](8.2.5-1)[/bianhao]
式中`W_(pc)、W_(pb)`——分别为柱和梁的塑性截面模量;
N——柱轴向压力设计值;
`A_c`——柱截面面积;
`f_(yc)、f_(yb)`——分别为柱和梁的钢材屈服强度;
η——强柱系数,超过6层的钢框架,6度IV类场地和7度时可取1.0,8度时可取1.0,8度时可取1.05,9度时可取1.5。
2 节点域的屈服承载力应符合下式要求:
[gongshi]`ψ(M_(pb1)+M_(pb2))//V_p≤(4//3)f_v`[/gongshi][bianhao](8.2.5-2)[/bianhao]
工字形截面柱
[gongshi]`V_p=h_bh_ct_w`[/gongshi][bianhao](8.2.5-3)[/bianhao]
箱形截面柱
[gongshi]`V_p=1.8h_bh_ct_w`[/gongshi][bianhao](8.2.5-4)[/bianhao]
3 工字形截面柱和箱形截面柱的节点域应按下列公式验算:
[gongshi]`t_w≥(h_b+h_c)//90`[/gongshi][bianhao](8.2.5-5)[/bianhao]
[gongshi]`(M_(b1)+M_(b2))//V_p≤(4//3)f_v/γRE`[/gongshi][bianhao](8.2.5-6)[/bianhao]
式中`M_(b1)、M_(b2)`——分别为节点域两侧梁的全塑性受弯承载力;
`V_p`——节点域的体积;
`f_v`——钢材的抗剪强度设计值;
ψ——折减系数,6度IV类场地和7度时可取0.6,8、9度时可取0.7;
`h_b、h_c`——分别为梁腹板高度和柱腹板高度;
`t_w`——柱在节点域的腹板厚度;
`M_(b1)、M_(b2)`——分别为节点域两侧梁的弯矩设计值;
γRE——节点域承载力抗震调整系数,取0.85。
注:当柱节点域腹板厚度不小于梁、柱截面高度之和的1/70时,可不验算节点域的稳定性。
8.2.6 中心支撑框架构件的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1 支撑斜杆的受压承载力应按下式验算:
[gongshi]`N/(φA_(br))≤ψf/γRE`[/gongshi][bianhao](8.2.6-1)[/bianhao]
[gongshi]`ψ=1//(1+0.35λ_n)`[/gongshi][bianhao](8.2.6-2)[/bianhao]
[gongshi]`λ_n=(λ//π)sqrt(f_(ay)//E)`[/gongshi][bianhao](8.2.6-3)[/bianhao]
式中N——支撑斜杆的轴向力设计值;
`A_(br)`——支撑斜杆的截面面积;
φ——轴心受压构件的稳定系数;
ψ——受循环荷载时的强度降低系数;
`λ_n`——支撑斜杆的正则化长细比;
E——支撑斜杆材料的弹性模量;
`f_(ay)`——钢材屈服强度;
`γ_(RE)`——支撑承载力抗震调整系数。
2 人字支撑和V形支撑的横梁在支撑连接处应保持连续,该横梁应承受支撑斜杆传来的内力,并应按不计入支撑支点作用的简支梁验算重力荷载和受压支撑屈曲后产生不平衡力作用下的承载力。
注:顶层和塔屋的梁可不执行本款规定。
8.2.7 偏心支撑框架构件的抗震承载力验算,应符合下列规定:
1 偏心支撑框架消能梁段的受剪承载力应按下列公式验算:
当N≤0.15Af时
[gongshi]`V≤φ_ι^V//γRE`[/gongshi][bianhao](8.2.7-1)[/bianhao]
`V_ι=0.58A_wf_(ay) 或 V_ι=2M_(ιp)//a`,取较小值
`A_w=(h-2t_f)t_w`
`M_(ιp)=W_pf`
当N>0.15Af时
[gongshi]`V≤φ_(ιc)^v//γRE` [/gongshi][bianhao](8.2.7-2)[/bianhao]
`V_(ιc)=0.58A_wf_(ay)sqrt(1-[N/(Af)^2])`
或 `V_ι=2.4M_(ιp)[1-N//(Af)]/a`,取较小值
式中φ——系数,可取0.9;
V、N——分别为消能梁段的剪力设计值和轴力设计值;
`V_ι、V_(ιc)`——分别为消能梁段的受剪承载力和计入轴力影响的受剪承载力;
`M_(ιp)`——消能梁段的全塑性受弯承载力;
`a、h、t_w、t_f`——分别为消能梁段的长度、截面高度、腹板厚度和翼缘厚度;
`A、A_w`——分别为消能梁段的截面面积和腹板截面面积;
`W_p`——消能梁段的塑性截面模量;
`f、f_(ay)`——分别为消能梁段钢材的抗拉强度设计值和屈服强度;
γRE——消能梁段承载力抗震调整系数,取0.85。
注:消能梁段指偏心支撑框架中斜杆与梁交点和柱之间的区段或同一跨内相邻两个斜杆与梁交点之间的区段,地震时消能梁段屈服而使其余区段仍处于弹性受力状态。
2 支撑斜杆与消能梁段连接的承载力不得不于支撑的承载力。若支撑需抵抗弯矩,支撑与梁的连接应按抗压弯连接设计。
8.2.8 钢结构构件连接应按地震组合内力进行弹性设计,并应进行极限承载力验算:
1 梁与柱连接弹性设计时,梁上下翼缘的端截面应满足连接的弹性设计要求,梁腹板应计入剪力和弯矩。梁与柱连接的极限受弯、受剪承载力,应符合下列要求:
[gongshi]`M_u≥1.2M_p`[/gongshi][bianhao] (8.2.8-1)[/bianhao]
[gongshi]`V_u≥1.3(2M_p/ι_n)且V_u≥0.58h_wt_wf_(ay)`[/gongshi][bianhao] (8.2.8-2)[/bianhao]
式中`M_u`——梁上下翼缘全熔透坡口焊缝的极限受弯承载力;
`V_u`——梁腹板连接的极限受剪承载力;垂直于角焊缝受剪时,可提高1.22倍;
`M_p`——梁(梁贯通时为柱)的全塑性受弯承载力;
`ι_n`——梁的净跨(梁贯通时取该楼层信的净高);
`h_w、t_w`——梁腹板的高度和厚度;
`f_(ay)`——钢材屈服强度。
2 支撑与框架的连接及支撑拼接的极限承载力,应符合下式要求:
[gongshi]`N_(ubr)≥1.2A_nf_(ay)`[/gongshi][bianhao](8.2.8-3)[/bianhao]
式中`N_(ubr)`——螺旋连接和节点板连接在支撑轴线方向的极限承载力;
`A_n`——支撑的截面净面积;
`f_(ay)`——支撑钢材的屈服强度。
3 梁、柱构件拼接的弹性设计时,腹板应计入弯矩,且受剪承载力不应小于构件截面受剪承载力的50%;拼接的极限承载力,应符合下列要求:
[gongshi]`V_u≥0.58h_wt_wf_(ay)` [/gongshi][bianhao] (8.2.8-4)[/bianhao]
无轴向力时
[gongshi]`M_u≥1.2M_p` [/gongshi][bianhao](8.2.8-5)[/bianhao]
有轴向力时
[gongshi]`M_u≥1.2M_(pc)` [/gongshi][bianhao](8.2.8-6)[/bianhao]
式中`M_u、V_u`——分别为构件拼接的极限受弯、受剪承载力;
`M_(pc)`——构件有轴向力时的全截面弯承载力;
`h_w、t_w`——拼接构件截面腹板的高度和厚度;
`f_(ay)`——被拼接构件的钢材屈服强度。
拼接采用螺栓连接时,尚应符合下列要求:
翼缘
[gongshi]`nN_(cu)^b≥1.2A_ff_(ay)` [/gongshi][bianhao](8.2.8-7)[/bianhao]
且[gongshi]`nN_(vu)^b≥1.2A_ff_(ay)` [/gongshi][bianhao](8.2.8-7)[/bianhao]
腹板
[gongshi]`N_(cu)^b≥sqrt((V_u//n)^2+(N_M^b)^2)` [/gongshi][bianhao](8.2.8-8)[/bianhao]
且[gongshi]`Nbvu≥sqrt((V_u/n)^2+(N_M^b)^2)` [/gongshi][bianhao](8.2.8-8)[/bianhao]
式中`N_(cu)^b、N_(vu)^b`——一个螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压力;
`A_f`——翼缘的有效截面面积;
`N_M^b`——腹板拼接中弯矩引起的一个螺栓的最大剪力;
n——翼缘拼接或腹板拼接一侧的螺栓数。
4 梁、柱构件有轴力时的全截面受弯承载力,应按下列公式计算:
工字形截面(绕强轴)和箱形截面
当`N/N_y≤0.13时
[gongshi]`M_(pc)=M_p`[/gongshi][bianhao](8.2.8-9)[/bianhao]
当`N/N_y>0.13时
[gongshi]`M_(pc)=1.15(1-N/N_y)M_p`[/gongshi][bianhao](8.2.8-10)[/bianhao]
工字形截面(绕弱轴)
当`N/N_y≤A_w/A时
[gongshi]`M_(pc)=M_p`[/gongshi][bianhao] (8.2.8-11)[/bianhao]
当`N/N_y>A_w/A`时
`M_(pc)={1-[(N-A_wf_(ay))//(N_y-A_wf_(ay))]^2}M_p` (8.2.8-12)
式中`N_y`——构件轴向屈服承载力,取`N_y=A_nf_(ayo)`
5 焊缝的极限承载力应按下列公式计算:
对接焊缝受拉
[gongshi]`N_u=A_f^wf_u` [/gongshi][bianhao] (8.2.8-13)[/bianhao]
角焊缝受剪
[gongshi]`V_u=0.58A_f^wf_u` [/gongshi][bianhao](8.2.8-14)[/bianhao]
式中`A_f^w`——焊缝的有效受力面积;
`f_u`——构件母材的抗拉强度最小值。
6 高强度螺栓连接的极限受剪承载力,应取下列二式计算的较小者:
[gongshi]`N_(vu)^b=0.58n_fA_e^bf_u^b` [/gongshi][bianhao] (8.2.8-15)[/bianhao]
[gongshi]`N_(cu)^b=d∑tf_(cu)^b` [/gongshi][bianhao](8.2.8-16)[/bianhao]
式中`N_(vu)^b、N_(cu)^b`——分别为一个高强度螺栓的极限受剪承载力和对应的板件极限承压力;
`n_f`——螺全连接的剪切面数量;
`A_e^b`——螺栓螺纹处有效截面面积;
`f_u^b`——螺栓钢材的抗拉强度最小值;
d——螺栓杆直径;
∑t——同一受力方向的钢板厚度之和;
`f_(cu)^b`——螺栓连接板的极限承压强度,取`1.5f_u`。