傳統設計方法中存在的問題

從設計理念上，在傳統的分析過程中，採用線彈性分析方法，忽略了二階效應及初始缺陷等因素，而在獲取桿件內力後，在構件承載能力校驗上，補償性地考慮二階效應、初始缺陷及殘餘應力等的影響。而對於簡單規則的結構設計而言，這樣的設計方法能滿足單根構件設計要求。但是，這種補償機制，是否正確呢？

存在明顯的問題：

• 不能反映構件真實的受力情況
• 低估與其相連的構件以及節點上的設計彎矩

舉例：一懸臂柱僅承受軸向壓力 P

若採用傳統線彈性分析方法，通過有效長度法對柱子設計強度進行折減，能獲得合理的柱子截面設計。但是：柱子真實的受力分析是否正確？柱底彎矩為零，如何設計柱腳？

依據二階分析，真實的柱底彎矩應該包含二階彎矩，如下圖所示：

有效長度法其它症結

• 真實結構中，有效長度係數 K 常難以確定
• 斜撐等抗側組件對側向剛度的貢獻難以計入
• 假設所有構件同時發生屈曲

真實結構中，有效長度係數 K 常難以確定

對於下面複雜的空間網殼，如何明確每根構件的有效計算長度？

斜撐等抗側組件對側向剛度的貢獻難以計入

依據規範所提供的公式，一般忽略斜撐等組件對側向剛度的貢獻。

假設所有構件同時發生屈曲 (Buckling)

對於下面的常規結構，不可能出現所有柱子同時發生屈曲：

因此在實際應用上，傳統線彈性分析方法有著許多局限性，對很多普通結構都碰到困難，更不用說複雜的結構體系了，對於張拉體系更是束手無策。