1.在建筑物的設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)人員首先必須給建筑物進(jìn)行分類，各種規(guī)范還根據(jù)建筑物的類型、層數(shù)、荷載類型等，有針對(duì)性地提出對(duì)設(shè)計(jì)很有價(jià)值、有時(shí)可以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的分類規(guī)定，比如規(guī)定了抗震設(shè)計(jì)時(shí)何時(shí)采用反應(yīng)譜基底剪力法、反應(yīng)譜振型分解法和時(shí)程分析法等等。各種分類的目的是為了建立概念框架，從而進(jìn)行合理而方便的設(shè)計(jì)。本文介紹與鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性計(jì)算有關(guān)的分類，并澄清一些概念。
有側(cè)移框架和無(wú)側(cè)移框架的概念―88）1第5.2.2條最末尾有這樣一個(gè)注：無(wú)側(cè)移框架系指框架中設(shè)有支撐架、剪力墻、電梯井等支撐結(jié)構(gòu)，且其抗側(cè)移剛度等于和大于框架本身抗側(cè)移剛度的5倍者；有側(cè)移結(jié)構(gòu)系指框架中未設(shè)上述支撐者，或支撐結(jié)構(gòu)的抗側(cè)移剛度小于框架本身抗側(cè)移剛度的5倍者。
雖然建筑物側(cè)移的大小直接與結(jié)構(gòu)抗側(cè)剛度有關(guān)，但上述概念涉及到“有”和“無(wú)”的問(wèn)題，在一定程度上引起了工程界和學(xué)術(shù)界的誤解。
正確的答案應(yīng)該如何引入，如果意識(shí)到所有的結(jié)構(gòu)在風(fēng)荷載等水平力作用下均有側(cè)移，對(duì)無(wú)側(cè)移框架的定義就必須采用相對(duì)的、比較的手段。Eurocode3規(guī)定，在雙重抗側(cè)力結(jié)構(gòu)中，如果框架承受的總水平力小于等于總剪力的20%，則可以以足夠的精確度假設(shè)所有的水平力都由支撐架（或剪力墻）承受，框架本身不承受水平力，從而這個(gè)框架可以作為無(wú)側(cè)移框架；不滿足上述規(guī)定的框架-支撐結(jié)構(gòu)體系中的框架是有側(cè)移框架。根據(jù)這個(gè)規(guī)定，可以知道：無(wú)側(cè)移框架是一個(gè)相對(duì)概念，是在與支撐架、剪力墻的抗側(cè)剛度比較中獲得的，由此只有在雙重抗側(cè)力體系中的框架才會(huì)有無(wú)側(cè)移和有側(cè)移的區(qū)分。
架可以按照不承受水平力進(jìn)行設(shè)計(jì)。
表示了兩個(gè)結(jié)構(gòu)，（a）主框架如果剛度比小框架大得多，則小框架可以按照無(wú)側(cè)移框架進(jìn)行設(shè)計(jì)，所有的水平力由大框架承受，包括作用在小框架上的水平力。（b）框架在支撐架剛度很大時(shí)可以按照無(wú)側(cè)移進(jìn)行設(shè)計(jì)，所有水平力由支撐架承受。
純框架如果無(wú)主框架和副框架之分，則純框架是有側(cè)移框架。
上述分類的方法不涉及到框架的穩(wěn)定性計(jì)算，而只是對(duì)框架進(jìn)行一個(gè)分類，了解建筑物各子結(jié)構(gòu)在承受水平力上的相對(duì)比例，在框架分擔(dān)的水平力小到一定程度時(shí)可以進(jìn)行簡(jiǎn)化的力學(xué)分析。
在計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)的時(shí)代，有側(cè)移和無(wú)側(cè)移框架的區(qū)分沒(méi)有帶來(lái)計(jì)算上的好處，但對(duì)于初步設(shè)計(jì)以及對(duì)所設(shè)計(jì)的框架進(jìn)行定性定類的了解，還是很有意義的。
側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)和側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)和側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)這兩個(gè)概念在我國(guó)還沒(méi)有引進(jìn)，而在新的正在修訂中的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范〉和已經(jīng)頒布的高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程―98）中已經(jīng)采用與這兩個(gè)概念有關(guān)的一些規(guī)定。側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)和側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)的定義如下為0則這個(gè)結(jié)構(gòu)為側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)，V，H，各h，分別為某一層的豎向荷載總和、層剪力、在層剪力作用下的層間側(cè)移和層高；不滿足上述條件的結(jié)構(gòu)為側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)。上式左邊項(xiàng)的物理意義需要解釋。層間抗側(cè)剛度一般為：今設(shè)計(jì)人員可能會(huì)認(rèn)為結(jié)構(gòu)側(cè)向的“剛”和“柔”應(yīng)根據(jù)S，（或根據(jù)水平力作用下的側(cè)移纟大?。﹣?lái)區(qū)分，但這僅僅是結(jié)構(gòu)側(cè)向剛性與否的一個(gè)方面。從穩(wěn)定性角度研究，重力荷載是使結(jié)構(gòu)發(fā)生失穩(wěn)的因素，失穩(wěn)意味著結(jié)構(gòu)失去進(jìn)一步抵抗荷載的能力，也即結(jié)構(gòu)達(dá)到了剛度為零的狀態(tài)。是什么使結(jié)構(gòu)剛度從初始剛度S，變化到零，這個(gè)罪魁禍?zhǔn)拙褪侵亓奢d。因此重力是一個(gè)負(fù)剛度，其值為。
根據(jù)上述定義，一根不承受豎向力的細(xì)長(zhǎng)的懸臂柱屬于側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)。對(duì)細(xì)長(zhǎng)懸臂柱的這個(gè)分類結(jié)果令對(duì)穩(wěn)定理論了解不深的設(shè)計(jì)人員困惑不解。這里我們只能強(qiáng)調(diào)，這個(gè)柱子沒(méi)有二階效應(yīng)，不要將側(cè)向剛性和側(cè)向柔性的概念與側(cè)向位移驗(yàn)算等效起來(lái)，而是要與結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性計(jì)算聯(lián)系起來(lái)。
為什么要引入這兩個(gè)概念，主要是為了便于設(shè)計(jì)人員對(duì)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性有直觀的了解。對(duì)于一個(gè)側(cè)向剛性結(jié)構(gòu)：1）結(jié)構(gòu)的內(nèi)力分析可以只進(jìn)行一階分析，因?yàn)樗亩A效應(yīng)很?。唬┯捎诙A效應(yīng)小，發(fā)生有側(cè)移失穩(wěn)的傾向很小，可以近似地按層高作為它的計(jì)算長(zhǎng)度，以簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)。雖然對(duì)于純框架，取有側(cè)移失穩(wěn)的計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)算框架柱的穩(wěn)定性更為合理一些。
對(duì)一個(gè)側(cè)向柔性結(jié)構(gòu)必須采用合適的方式考慮二階效應(yīng)的影響。有三種方法考慮二階效應(yīng)的影響：1）框架柱計(jì)算長(zhǎng)度法；）框架內(nèi)力分析采用二階分析：假想水平力法等近似的方法和精確的二階分析方法，柱子穩(wěn)定性計(jì)算可以偏安全地取層高為計(jì)算長(zhǎng)度或甚至采用無(wú)側(cè)移失穩(wěn)時(shí)的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)；3）放大系數(shù)法：將內(nèi)力和位移乘以Disdnger系數(shù)，與這里相似）。引進(jìn)這一對(duì)概念的目的是為了方便設(shè)計(jì)人員選擇合適的圖表和公式確定框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，也是為了與傳統(tǒng)的“側(cè)移”概念相區(qū)別：什么時(shí)候采用有側(cè)移失穩(wěn)的框架柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，什么時(shí)候允許采用無(wú)側(cè)移失穩(wěn)的框架柱計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)?，F(xiàn)行的鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB17―88）第5.2.2條的注也是為了同樣的目的。
―88中這一條的有關(guān)定義，采用這一條的名稱，因?yàn)檫@一條的名稱與結(jié)構(gòu)力學(xué)分析對(duì)應(yīng)的有側(cè)移和無(wú)側(cè)移相混淆，而這一條的實(shí)質(zhì)是為了對(duì)框架結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模式作出判斷，并不是結(jié)構(gòu)實(shí)際是否發(fā)生側(cè)移。這是其一。
名稱，內(nèi)容不變行不行，這就要看這一條規(guī)定來(lái)的合理不合理了。這條規(guī)定是結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論中重要的、基本的問(wèn)題。但是無(wú)法在國(guó)內(nèi)的資料上看到、查閱到這一規(guī)定的來(lái)源。GB17―88是參照歐洲鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)ECCS1977年出版的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定手冊(cè)：12第八章中的一個(gè)注來(lái)規(guī)定的。今天再來(lái)看這個(gè)注，可以注意到，它并沒(méi)有談到穩(wěn)定計(jì)算問(wèn)題，倒是有這樣一句：oftheverticalloadonly很明顯，注的意思仍然是滿足5倍的條件時(shí)可以不考慮水平力的影響。注本身并沒(méi)有問(wèn)題，問(wèn)題出在這個(gè)注在這本手冊(cè)中的位置恰恰是講框架穩(wěn)定性計(jì)算的地方，因此可以認(rèn)為當(dāng)時(shí)撰寫這部分的學(xué)者認(rèn)為這個(gè)5倍的標(biāo)準(zhǔn)是用來(lái)決定框架的失穩(wěn)模式的。
3中有關(guān)有側(cè)移框架和無(wú)側(cè)移框架的劃分：框架的抗側(cè)剛度不到支撐架抗側(cè)剛度的1/5時(shí)，分擔(dān)到的水平力不到20%，此框架可看作為無(wú)側(cè)移框架，按不考慮水平力的作用來(lái)進(jìn)行框架的設(shè)計(jì)。
而按我國(guó)規(guī)范，則此框架可以按無(wú)側(cè)移失穩(wěn)的模式計(jì)算框架柱的穩(wěn)定性。如此一比較可以發(fā)現(xiàn)，規(guī)范GB17―88規(guī)定的用途與Eurocode3規(guī)定的用途在目前是不同的，因此有必要進(jìn)行新的研宄。
對(duì)各國(guó)規(guī)范的考察發(fā)現(xiàn)，對(duì)什么時(shí)候可以采用無(wú)側(cè)移失穩(wěn)的柱子計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，美國(guó)規(guī)范沒(méi)有明確規(guī)定。引用美國(guó)AISC1993規(guī)范C2.FrameStability一節(jié)的原文可以看出目前對(duì)這個(gè)問(wèn)題的無(wú)奈：“Theverti- 1990，對(duì)框架結(jié)構(gòu)引入如下定義：強(qiáng)支撐框架是支撐的抗側(cè)剛度足夠大，使得框架以無(wú)側(cè)移的模式失穩(wěn)的框架。強(qiáng)支撐框架按照無(wú)側(cè)移失穩(wěn)的框架柱計(jì)算柱子的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。
弱支撐框架是支撐架的抗側(cè)剛度不足，不能使框架發(fā)生無(wú)側(cè)移失穩(wěn)的被支撐框架。弱支撐框架的框架柱的穩(wěn)定承載力按照下式計(jì)算層的穩(wěn)定性：載力，帶下標(biāo)1的表示無(wú)側(cè)移失穩(wěn)時(shí)框架柱的承載力，S是支撐架的抗側(cè)剛度，Sth是支撐架的門檻剛度，是強(qiáng)支撐框架的判定準(zhǔn)則，n是某一層的柱子總數(shù)，包括所有被支撐的框架柱，也包括構(gòu)成支撐架立柱的柱子。因?yàn)槿绻徊嬷螚U，這些原先為支撐架一部分的立柱與其余框架一起發(fā)生有側(cè)移失穩(wěn)，因此支撐架立柱本身的穩(wěn)定承載力也因?yàn)橹螚U的引入而得到了提高。
在彈塑性狀態(tài)工作時(shí)，式（2）仍然成立。因?yàn)榇_定計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)的目的是計(jì)算框架的承載力，按照式（2）計(jì)算避開了計(jì)算弱支撐框架的柱子計(jì)算長(zhǎng)度這一中間步驟，直接確定其承載力。
純框架是未設(shè)置任何支撐的框架，純框架結(jié)構(gòu)按照有側(cè)移失穩(wěn)的框架柱計(jì)算柱子的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)。
強(qiáng)支撐框架的判定準(zhǔn)則純框架結(jié)構(gòu)當(dāng)然發(fā)生有側(cè)移的失穩(wěn)模式；在純框架結(jié)構(gòu)中增設(shè)支撐將使結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定承載力得到提高，根據(jù)文，的研宄，臨界荷載的提高部分可以偏安全地按正比于支撐的抗側(cè)剛度計(jì)算，見；設(shè)置支撐后，失穩(wěn)模包含了有側(cè)移模式的分量和無(wú)側(cè)移模式的分量，隨著支撐剛度的增加，有側(cè)移的分量越來(lái)越小，當(dāng)支撐的抗側(cè)剛度大到一定程度時(shí)，結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)模式發(fā)生根本變化：失穩(wěn)模不包含任何有側(cè)移的分量。
根據(jù)上述現(xiàn)象，我們可以得到如下結(jié)論：即強(qiáng)支撐框架的判定準(zhǔn)則必須將支撐架的剛度與柱子無(wú)側(cè)移失穩(wěn)和有側(cè)移失穩(wěn)的承載力之差聯(lián)系起來(lái)，因?yàn)橹问钦麄€(gè)結(jié)構(gòu)的支撐，所以必須對(duì)所有柱子求和。
據(jù)作者對(duì)支撐問(wèn)題的研宄及國(guó)外對(duì)同類問(wèn)題的研宄的結(jié)論：結(jié)構(gòu)的承載力是支撐提供的，支撐抗側(cè)剛度有多大，臨界荷載就有多大。
要使這個(gè)結(jié)構(gòu)發(fā)生無(wú)側(cè)移失穩(wěn)，則起支撐作用的懸臂柱的抗側(cè)剛度必須達(dá)到：如H x）的合理性和存在的問(wèn)題。
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