5.2 初始缺陷

5.2.1 结构整体初始几何缺陷模式可按最低阶整体屈曲模态采用。框架及支撑结构整体初始几何缺陷代表值的最大值△0(图5.2.1-1)可取为H／250，H为结构总高度。框架及支撑结构整体初始几何缺陷代表值也可按式(5.2.1-1)确定(图5.2.1-1)；或可通过在每层柱顶施加假想水平力H_ni等效考虑，假想水平力可按式(5.2.1-2)计算，施加方向应考虑荷载的最不利组合(图5.2.1-2)。 5.2.2 构件的初始缺陷代表值可按式(5.2.2-1)计算确定，该缺陷值包括了残余应力的影响[图5.2.2(a)]。构件的初始缺陷也可采用假想均布荷载进行等效简化计算，假想均布荷载可按式(5.2.2-2)确定[图5.2.2(b)]。     结构的初始缺陷包含结构整体的初始几何缺陷和构件的初始几何缺陷、残余应力及初偏心。结构的初始几何缺陷包括节点位置的安装偏差、杆件的初弯曲、杆件对节点的偏心等。一般，结构的整体初始几何缺陷的最大值可根据施工验收规范所规定的最大允许安装偏差取值，按最低阶屈曲模态分布，但由于不同的结构形式对缺陷的敏感程度不同，所以各规范可根据各自结构体系的特点规定其整体缺陷值，如现行行业标准《空间网格结构技术规程》JGJ 7-2010规定：网壳缺陷最大计算值可按网壳跨度的1／300取值。
5.2.1 本条对框架结构整体初始几何缺陷值给出了具体取值，经国内外规范对比分析，显示框架结构的初始几何缺陷值不仅跟结构层间高度有关，而且也与结构层数的多少有关，式(5.2.1-1)是从式(5.2.1-2)推导而来，即：

    当采用二阶P-△弹性分析时，因初始几何缺陷不可避免地存在，且有可能对结构的整体稳定性起很大作用，故应在此类分析中充分考虑其对结构变形和内力的影响。对于框架结构也可通过在框架每层柱的柱顶作用附加的假想水平力Hni来替代整体初始几何缺陷。研究表明，框架的层数越多，构件的缺陷影响越小，且每层柱数的影响亦不大。采用假想水平力的方法来替代初始侧移时，假想水平力取值大小即是使得结构侧向变形为初始侧移值时所对应的水平力，与钢材强度没有直接关系，因此本次修订取消了原规范式(3.2.8-1)中钢材强度影响系数。本标准假想水平力计算公式的形式与欧洲钢结构设计规范EC3：Design of steel struc-tures类似，并考虑了框架总层数的影响；通过对典型工况的计算对比得到，本次修订后公式的计算结果与欧洲钢结构设计规范EC3较为接近。需要注意的是，采用假想水平力法时，应施加在最不利的方向，即假想力不能起到抵消外荷载(作用)的效果。
5.2.2 表5.2.2构件综合缺陷代表值同时考虑了初始几何缺陷和残余应力的等效缺陷。
    构件的初始几何缺陷形状可用正弦波来模拟，构件初始几何缺陷代表值由柱子失稳曲线拟合而来，故本标准针对不同的截面和主轴，给出了4个值，分别对应a、b、c、d四条柱子失稳曲线。为了便于计算，构件的初始几何缺陷也可用均布荷载和支座反力代替，均布荷载数值可由结构力学求解方法得到，支座反力值为q₀l／2，如图3所示。