《钢结构设计标准》解说专题(2)-新术语解释
《钢结构设计标准》解说专题（2）
新术语解释
《钢结构设计标准》（“钢标”）翻到第2页就能看到术语一节。在原“钢规”的基础上，“钢标”增加了不少的新术语。显然新术语和“钢标”的条文内容直接相关，本专题对其中关键的一些术语进行解释和说明。
一、正则化长细比或正则化宽厚比 normalized slenderness ratio实际上这只是名称的修改和延伸。
原“钢规”中有“通用高厚比 normalized webslenderness”，从英文翻译可以看到，实际上它代表的是腹板高厚比，主要是梁腹板局部稳定计算时用的。新术语名称改为了稳定理论中常用的术语“正则化”，同时由于板件稳定不光是腹板，于是弃用“高厚比”，改用更通用的“宽厚比”一词。
“钢标”对其定义没变，正则化长细比或正则化宽厚
比normalized slenderness ratio——参数，其值等于钢材受弯、受剪或受压屈服强度除以相应的腹板抗弯、抗剪或局部承压弹性屈曲应力之商的平方根。这是稳定理论中对于正则化类参数的标准解释，简单讲就是钢材强度与稳定应力的比值，这样把稳定问题中不同强度的影响剥离，只剩下稳定因素自身。正则化长细比/宽厚比的值越大，越容易失稳，而理想状态下的临界值是1.0：如果大于1.0，表示构件或板件的弹性屈曲在达到屈服强度值之前；小于1.0，则可达到材料屈服强度，而不发生弹性屈曲，只能在弹塑性阶
段发生非弹性屈曲。如果用上一个专题讲的截面板件宽厚比等级来说，那么，S4级截面的限值状态，对应的就是抗弯的正则化宽厚比为1.0。
二、直接分析设计法direct analysis method of design
即，直接考虑对结构稳定性和强度性能有显著影响的初始几何缺陷、残余应力、材料非线性、节点连接刚度等因素，以整个结构体系为对象进行二阶非线性分析的设计方法。
这是本次“钢标”新引进的与国外规范接轨的计算方法。从稳定理论来说，道理很简单，把影响结构稳定的主要因素在计算模型中考虑，直接进行结构的受力分析，应该就能把握结构的整体稳定。经典的钢结构稳定教科书中都有这个方法。
大家知道，老“钢规”的柱子曲线也是考虑了这些缺陷以后得到的稳定系数，然后把结构的整体稳定化解为构件层面的稳定考虑，俗称计算长度法。当然，原来的计算长度法只是对某些结构适用，或者说它有几个适用的前提条件，这也就是为啥还要直接分析设计法的原因。
关于“钢标”直接分析设计法，目前从规范条文层面存在一点争议，就是关于长细比的限值问题。“钢规”、“抗规”等由于种种原因，规定了一些构件的长细比值。而计算长细比又是基于传统的计算长度法根据计算长度系数得到的。目前“钢标”虽然给了直接计算分析法，但计算长度限值的规定依旧存在，此时的计算长度限值如何考虑，成了问题。个人意见是，实际上长细比本身就是构造
要求，是稳定计算不成熟条件下的一个补充而已。如果按直接分析设计法，那就干脆放开那些长细比构造要求，最多，仅仅对几何长细比（按构件自然长度的长细比）作一些限值规定，而且可以放得很宽。
另外，设计单位目前在操作层面还存在一点问题，也就是，如何在计算程序中实现直接分析（貌似现在好多结构工程师=计算软件操作员+CAD描图员，不能一键搞定的免谈）。但这个似乎只是暂时的问题，不算大问题，我想，万能的PK等等，会很快解决这个问题的吧。是不是真的算得准，嘿嘿，你问我？我哪知道？！
三、关于支撑框架
无支撑框架、支撑结构、框架-支撑结构，强支撑框架，支撑系统，这是相关的几个术语，有必要放在一起扯扯。
前面已出的规范，包括“抗规”等等，更严重的是在工程技术人员的理解中，已经把所谓的“框架”概念给模糊化了——“框架”，可以是纯框架、支撑框架，更可以是框架-支撑。这种模糊化导致了抗规等规范条文在应用上的模糊。比如，纯框架的抗震构造要求，和支撑结构、框架-支撑是有很大区别的，因为耗能模式完全不同。这个具体在第五个术语“塑性耗能区”中具体说。
先说一下各自的定义：
无支撑框架unbraced frame——利用节点和构件的抗弯能力抵抗荷载的结构。其实就是纯框架，受力特征是靠构件节点的抗弯刚度来形成抗侧力结构体系，典型如门式刚架。
支撑结构bracing structure——在梁柱构件所在的平面内，沿斜向设置支撑构件，以支撑轴向刚度抵抗侧向荷载的结构。实际这就是纯支撑结构，支撑拿掉了，结构抗侧力体系就没了，类似于脚手架，没东西扶着它，就倒了。
框架-支撑结构frame- bracing structure——由框架及支撑共同组成抗侧力体系的结构。
在我们的抗震规范中，因为要求双重抗侧力体系，如果支撑坏了，框架部分还能承担一些侧向力。因此，上述的纯支撑结构由于缺少框架部分的抗侧刚度，是被排斥使用的（实际工程中往往给禁止使用）。但工程实践中又存在不少这样的结构形式，尤其是构筑物，比如支架。当然，国外规范中存在这类结构，比如美国的建筑钢结构抗震规范AISC 341，严格区分单一抗侧力体系和双重抗侧力体系。而上述的支撑结构就是其中的单一抗侧力体系。我们“抗规”中的框架-支撑，是双重抗侧力体系，等于无支撑框架和支撑结构的组合。
强支撑框架 frame braced with strong bracing system——在框架-支撑中，支撑结构（支撑桁架、剪力墙、筒体等）的抗侧移刚度较大，可将该框架视为无侧移的框架。
强支撑框架，大家都知道，就是强的支撑框架呗。这不废话吗？强支撑框架，是跟弱支撑框架相对应的。从本质上说，强与弱，对应的是不同的失稳模式，而不是真的侧移大小，也就是稳定理论中讲的无侧移和有侧移框架。顺便说一句，98版“高钢规”曾经规定
层间位移角小于1/1000就可按无侧移计算，从稳定理论来说，似乎是不大合适的。
“钢标”本来是有弱支撑的，征求意见稿大家都能看到。考虑到不推荐采用弱支撑框架，最终取消了弱支撑框架柱稳定系数计算公式。另外还有个事实，一旦设置了支撑，常见的一般框架-支撑结构，都是强支撑。
支撑系统bracing system——由支撑及传递其内力的梁（包括基础梁）、柱组成的抗侧力系统。
这是一个新的概念，强调支撑不是俩斜杆就能成结构体系，而是必须由一个完整的体系才能形成支撑系统，才能起抗侧作用。结构设计时，必须关注整个系统。缺了任何一环，支撑体系就不成立。
四、畸变屈曲
畸变屈曲distorsional buckling——截面形状发生变化、且板件与板件的交线至少有一条会产生位移的屈曲形式。
看一下图就明白了。
对于框架结构的梁，上翼缘铺板，正弯矩区没有稳定问题，但负弯矩区的下翼缘有稳定问题，就是上图的畸变屈曲。以往我们的规