01
二阶效应系数的概述
钢结构标准要求根据结构的二阶效应系数的大小来判断结构设计的分析方法是一阶还是二阶分析方法。根据标准的第5.1.6条，当结构的二阶效应系数大于0.1时，需要二阶效应分析。该标准计算不同结构类型中结构差异的二阶效应系数。对于具有弯曲和剪切弯曲变形形式的一般钢结构，包括钢框架支撑结构，复杂的钢结构和钢结构混合结构等，二阶效应系数是根据公式5.1.6-2计算的钢结构标准。该系数是通过基于最低级弹性临界负载与总体结构的负载设计值比的临界因子来获得的。因此，为了根据钢结构标准计算结构的二阶效应系数，必须对结构进行弹性屈曲分析，以获得总体结构的最低级屈曲因子。需要注意以排除可能发生的一些最弱的组件的屈曲模式。
PKPM的SATWE软件并未根据通用钢结构的新钢标准（例如钢架支撑系统）完全计算二阶效应系数比率和刚性比率结果。在结构的两个方向上计算并输出二阶效应系数。该结构还可以使用PMSAP软件进行扣分析，并且可以根据计算出的屈曲因子获得结构的二阶效应系数，并与钢结构标准的公式5.1.6-2结合使用。
基于框架支撑结构的情况，根据两种方法计算结构的二阶效应系数，并进行了比较和分析，以提供有关设计师如何正确实施设计规范的相关建议。
02
新钢标准对结构的二阶效应系数的计算
1。根据图1的公式计算钢结构标准的常规结构的二阶效应系数。
图1
2。根据图2的公式计算一般结构的二阶效应系数。
图2
根据钢结构的钢架支撑结构，复杂的钢结构和钢结构混合结构等钢框架结构的二阶效应系数时，根据钢结构标准的公式5.1.6-2必须获得负载设计值的整体结构的临界负载。 ，可以通过对结构的弹性屈曲分析获得该比率，也可以根据二阶效应系数与刚性重量比的关系来计算该比率，以比较规则结构。以下推断刚性比率和二阶效应系数之间的关系，并获得了刚性比率和二阶效应系数的表达。同时，某个结构被屈曲以获得屈曲因子，然后计算结构的二阶效应系数。
03
弯曲和剪切弯结构的不稳定性的关键负载
可以将一般结构视为悬臂成员，并且可以从Euler公式获得弯曲的悬臂成员的关键负载：
（1）
公式
垂直临界负载作用在悬臂杆的顶部；
弯曲悬臂杆的刚度；
悬臂杆的高度。
将在顶部起作用的关键负载
重力载荷的总和沿地板均匀分布
相反，简化以下表达式：
（2）
将方程式（2）带入等式（1）以获得以下表达：
（3）
对于弯曲的剪切型悬臂构件钢结构计算分析软件一般 用什么?，在近似计算中，可以使用等效的侧向刚度
更换公式（3）中的弯曲刚度
。作为临界负载的近似计算公式，弯曲和剪切弯曲的悬臂成员均匀表示为：
（4）
04
二阶效应系数与刚性比率之间的关系
在高规格5.4的第5.4节中，弯曲和剪切形结构的二阶重力效应的计算结果，例如剪切壁结构，框架剪切壁结构和板柱剪切壁结构符合公式的要求（ 5），并且可能不考虑。重力二阶效应的不利影响。
（5）
公式
该结构的所有楼层的重力负载设计值是标准永久负载值的1.2倍，是标准底部可变负载值的1.4倍；
悬臂杆的等效侧向刚度；
悬臂杆的高度。
为了促进对结构是否符合不计算二阶效应的条件的判断，参数是专门定义的。
，并且称为刚性比率，当弯曲或剪切曲线结构的刚性比率大于2.7时，可能不考虑结构重力的二阶效应。相应的刚性重量比可以表示如公式（6）中所示：
（6）
根据钢结构标准，通用钢结构的二阶效应系数的表达如下：
（7）
从钢结构标准对的表达中，可以获得以下表达
（8）
结合了上述表达式（4），（6），（7）和（8），并进行相应的转换，我们获得了一般结构的二阶效应系数与刚性比率的二阶效应系数之间的关系：
（9）
05
通过PKPM软件计算一般钢结构的二阶效应系数
以钢框架支撑结构为例，计算一般结构的二阶效应系数。该结构的三维模型图如图3所示。
图3
计算完成后，该软件在“二阶效应系数和内部力量扩增系数”的文本中输出二阶效应系数，在“反封装和验证”下的“二阶效应系数和内部力量扩增系数”。计算结果，如图4所示。
图4
同时，您可以直接查看两个方向上计算的软件结构的刚性比率结果，如图5所示：
图5
当前，SATWE软件根据风负载下的刚性比率计算二阶效应系数。因此，在检查二阶效应系数时，采取了刚性重量的比率。根据上述推导公式，在结构x和y的两个方向上手动检查二阶效应系数。结果如下：（注意：0.135的系数根据软件中的0.14值值）。
手动检查框架支持结构的二阶效应系数的计算结果，软件输出结果完全相同。
06
使用PMSAP对钢结构的弹性屈曲分析
根据新钢结构标准的要求，还可以直接分析结构的弹性屈曲，并且结构的关键因素可以直接从最低级弹性临界负载的临界因子与负载设计值比率取。总体结构用于获得结构的二阶效应系数。在PKPM的PMSAP软件中，通过简单的操作和模态分析结果获得了整体结构的最小顺序屈曲系数。执行弹性屈曲分析的过程如下：
1。PM模型连接到PMSAP进行计算。
如果是在PM内置的模型，则直接连接到PMSAP进行分析，则图6的接口将弹出。为了与SATWE参数设置保持一致并且计算结果是可比的，您可以选择第一次输入PMSAP计算时生成“新模型”；它是在Spascad空间结构中内置的模型，直接执行PMSAP分析。
图6
2。选择要在PMSAP软件中考虑屈曲分析。
在PMSAP软件的参数设置中，选择“ Living Load”下的“考虑屈曲分析”，并指定屈曲模式的数量和屈曲分析的误差。如果有剪切壁，则可以选择“根据空间壳元素进行剪切壁分析”。屈曲分析选择如图7所示。
图7
3。定义PMSAP软件中的屈曲组合。
屈曲分析组合是在PMSAP软件的“工作条件组合”下定义的。根据规范要求，标准值是永久载荷的1.2倍和标准值的1.4倍的1.4倍，如图8所示。
图8
4。查看屈曲屈曲分析结果。
计算完成后，检查后处理的计算结果。在“设计结果”图形文件中，您可以看到每个屈曲模式在屈曲条件下定义结构。如图9所示，根据屈曲模式动画，可以对其进行判断。该模式沿特定方向属于整个结构的最低阶模式，与屈曲模式相对应的屈曲因子的倒数是沿该方向的结构的二阶效应系数。同时，在“文本视图”，“旧版本文本视图”下，查看“详细摘要”，然后找到相应的“（item046）结构结构总体屈曲分析结果（屈曲分析），如图10，结果查看菜单，图11显示了与图3的模型计算出的与第一个6阶屈曲模式相对应的关键因素。
图9
图10
图11
结构屈曲因子的视图应与屈曲模式结合检查，并应将二阶效应系数的计算作为对应于最低阶段整个结构的屈曲模式的屈曲因子。
07
根据钢结构的屈曲分析，计算二阶效应系数
如图12所示，显示了框架支撑结构。二阶效应系数是根据SATWE软件的方法计算的。同时，使用PMSAP软件根据屈曲分析计算二阶效应系数，并比较两个计算结果。
图12
1。使用SATWE软件来计算此结构的二阶效应系数。
SATWE软件在两个方向输出的两个方向上的二阶效应系数如图13所示。
图13
2。使用PMSAP软件执行屈曲分析以计算该结构的二阶效应系数。
对此结构进行了屈曲分析。由于在结构的y方向上的低阶屈曲模式相对较晚，因此在计算过程中以90为90。计算后，X方向屈曲的结构屈曲的最低顺序模式是第一个模式，该模式如图14所示。 y方向屈曲的结构屈曲的最低顺序屈曲模式是第66模式，屈曲只有在获得足够的模式时才能看到沿y方向结构的屈曲模式，并且在第66个阶屈曲模式中显示图15。
图14
图15
然后检查该结构中输出的每个屈曲模式的屈曲因子的屈曲因子，结果如图16所示。
图16
根据计算结果，沿X方向的结构总体屈曲的最低阶模式是第一个模式，第一阶屈曲因子为2.63。因此，通过屈曲分析获得的X方向上结构的二阶效应系数为1/2.63 = 0.38；沿Y方向结构的总体屈曲的最低阶屈曲模式是第66阶模式，第66阶模式是屈曲因子为24.23。因此，通过屈曲分析获得的y方向上结构的二阶效应系数为1/24.23 = 0.041。
3。两种二阶效应系数计算方法的比较。
以下表1显示了由两种方法和两个软件计算出的相同结构的二阶效应系数对：
SATWE和PMSAP软件使用不同的方法来计算结构的二阶效应系数
表1
通过上述结果比较，我们可以看到两种方法计算出的结构的二阶效应系数是不同的。框架支撑结构的y方向上二阶效应系数的结果基本相同，但是X方向中的二阶效应系数却大不相同。 ，基本上接近20％，主要原因是在这个方向上没有支持基本上接近框架。如果添加了支持，也可以发现，此屈曲分析的结果与根据刚性重量比计算的结果一致。通过上面的比较，我们可以看到，使用屈曲分析计算一般钢结构的二阶效应系数，我们需要在一定方向上找到最低的总体屈曲模式，以便获得屈曲因子方向。但是，在实际的工程设计中，要找到结构的屈曲因子，我们不仅需要采用许多订单屈曲模式，而且要观察每个屈曲模式。工作量相对较大，也可以从图16中可以看出，在高阶模式下，屈曲因子和屈曲因子结果之间的差异不大。很难确定一个准确的因素，因此也很难确定结构的二阶效应系数。
08
添加支持钢结构的X方向，然后计算二阶效应系数
由于图12结构的两种方法计算出的二阶效应系数在x方向上有很大差异，因为X方向属于纯帧，因此沿X方向排列了两个支撑，以用于图12的结构如图17所示，二阶效应系数计算和项目的结果比较是根据两种方法进行的。
图17
使用SATWE软件后获得的结构的二阶效应系数如图18所示。
图18
使用PMSAP软件进行了屈曲分析，并且获得的屈曲因子如图19所示。
图19
根据计算结果，沿X方向的结构总体屈曲的最低阶模式是第一个模式，一阶屈曲因子为7.13。因此，通过屈曲分析获得的X方向上结构的二阶效应系数为1/7.13 = 0.1403；沿Y方向的结构总体屈曲的最低阶屈曲模式是第69阶模式，第69模式是订单屈曲因子为25.02。因此，通过屈曲分析获得的y方向上结构的二阶效应系数为1/25.02 = 0.040。计算二阶效应系数的两种方法对于在两个方向上都是框架支撑结构的系统是一致的。两种方法都可以在设计中使用，计算结果也一致。关于屈曲分析的唯一麻烦的是，可以采用更多的订单屈曲模式并观察每种模式以确定二阶效果系数的计算。屈曲模式和屈曲因子。
09
一般钢结构的二阶效应系数计算的摘要
PKPM软件可以自动计算一般钢结构的二阶效应系数，设计人员可以根据软件输出的计算结果做出正确选择设计方法。 SATWE软件根据刚性比率与二阶效应系数之间的派生关系计算一般结构的二阶效应系数； PMSAP软件可以根据钢结构的新标准屈曲因子计算二阶效应系数。
计算一般钢结构的二阶效应系数时，应注意以下内容：
1。对于具有比较规律性的一般钢结构，包括钢框架支撑结构，复杂的钢结构和钢结构混合结构，SATWE软件会根据公式5.1.6-2自动计算结构的二阶效应系数钢结构标准。
2。对于复杂的钢结构，尤其是空间复杂钢结构钢结构计算分析软件一般 用什么?，使用刚性重量比结果计算二阶效应系数并不是很适合。尽管SATWE程序还可以输出二阶效应系数结果。建议使用PMSAP屈曲分析的复杂空间钢结构的二阶效应系数的计算。
3。SATWE软件是根据结构的二阶效应系数和刚性重量比之间的近似关系
计算一般钢结构的二阶效应系数； PMSAP软件可以对结构进行屈曲分析，并根据屈曲因子进行倒数数，以直接获得结构的二阶效应系数。
4。使用PMSAP软件对通用钢结构进行屈曲分析时，有必要定义屈曲组合并定义术语的永久负载和可变负载系数。 （应该注意的是，由于实施了新的可靠性标准，应将子项目系数修改为1.3和1.5。但是，在当前设计中，高质量的法规没有修改该系数，并且值尚未修改该系数，值在文章和现有软件中都采用。
5。使用PMSAP软件执行屈曲分析。在基于结构的最低级屈曲模式获得结构的二阶效应系数时，您需要观察到足够的模式，并观察每种模式以确保计算二阶效应系数。与屈曲因子相对应的屈曲模式是整体结构的模态，并且必须排除一些可能出现的最弱组件的屈曲模式。
6。在实际的工程设计中，使用新的标准屈曲因子直接计算结构的二阶效应系数。尽管它也可以在PMSAP软件中实现，但是很难确定结构的两个方向上的最低订单总屈曲模式，在某些情况下需要计算许多订单模式才能获得，因此建议使用在设计中选择适当。
