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门刚考虑了雪荷载之后，

梁稳定应力比结果反而比不考虑变小了？

PKPM结构系列软件常见问题解析

二零二三年第二十九期

如上图所示，左边是仅考虑了普通的楼面活荷载，按照一组相容活荷载考虑，右边考虑了一键雪荷，普通楼面活荷载按照一组互斥活荷载添加，其余互斥活荷载均为雪荷载的均匀分布和不均匀分布，共计6组互斥活荷载。计算结果查看发现，梁的面外稳定应力比考虑雪荷载之后，由0.93变为0.81。

常规理解，考虑了雪荷载的各种不利位置的分布之后，即便是应力比不变大，也不应该变小，但是现在应力比反而变小了，有点不太好理解。

我们从门规验算梁的面外稳定公式入手来看这个问题：

同样的模型下，梁截面属性相同，梁面外长度一致，程序计算书输出的两组弯矩和轴力分别为梁两端的断面内力，可以看出来两组轴力和弯矩都有差异，但是轴力相差不太大，所以我们先核对弯矩的部分

继续看稳定系数和小端与大端应力比的规范行文如下：

通过门规公式我们可以看出，稳定应力比的分子和分母都跟梁端弯矩有关，其中稳定系数跟梁两端的弯矩比值有直接关系，所以如果在轴力一定的情况下，并不是弯矩越大，稳定应力比就越大。

下来我们再核对一下稳定系数的差异：

通过Excel表格的验算，稳定系数差异就比较大了，一组相容的模型稳定系数为0.59,六组互斥的模型稳定系数为0.66，而大端弯矩值相差不大，这就导致弯矩项出现了差异。而轴力项是直接正相关的影响，也就是轴力越大稳定应力比越大，所以最终出现了6组互斥活荷载的模型稳定应力比反而变小的情况出现。

如果规范改为按照《钢结构设计标准》考虑的话，稳定应力比就不会出现此类问题：

因为钢标对于梁的稳定验算，其稳定系数在均布荷载分布时候，面外支撑条件一致的情况下，只跟面外长度有关，与梁本身的弯矩没有关系，所以在构件截面，面外长度等信息一致的情况下，一定是弯矩越大，稳定应力比就越大。

结论：

程序处理活荷载的方式初衷是希望得到组合后最大的内力，进而得到最保守的设计结果，但是由于门规本身构件设计的验算公式的原因，稳定系数与构件端部弯矩比值有影响，最终稳定应力比是大端弯矩与稳定系数的比值关系，所以弯矩的大小对于稳定应力比的结果影响趋势不明确，导致有可能出现多组互斥活荷载的情况下，最终的稳定应力验算结果反而变小的情况发生。

解决办法：

可以考虑按照满布的活荷载，和分跨不均匀的活荷载的情况分别验算一下稳定，用多个模型验算一遍，以此确保最终面外稳定验算是最不利的结果。

供稿丨高磊   审稿丨刘孝国

编辑丨王蕊   责编丨张跃飞