有側(cè)移框架柱計算長度系數(shù)公式由來?
根椐中國《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(GB 50017— 2003)有側(cè)移框架柱計算長度系數(shù)? 按
照公式(1)得 出 :
式中 ,K1 K 2 分別為相交于柱上端 、柱下端的橫梁線剛度之和與柱線 剛度之和的比值 。
公式(1)是一個超越方程,不太可能有解析解??赏ㄟ^查表

也可以通過計算機數(shù)值計算。
根據(jù)《JGJ99-98高層民用建筑鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程》,第6.3.2條,有側(cè)移框架柱的長度系數(shù)近似計算公式(2),如下
根據(jù) 《鋼結(jié)構(gòu)的平面內(nèi)穩(wěn)定》(作者:童根樹),第46頁,長度系數(shù)近似計算公式(3)
公式(2)和(3)只差了一點系數(shù),可認(rèn)為本質(zhì)是一樣的。公式(2)和(3)的精度相當(dāng)好,而且也很簡潔。
但是這個公式是怎么從公式(1)推出來的?查了很多書和文獻,都沒講,猶如天外飛仙,了無痕跡。
我試著推了一下,數(shù)學(xué)功夫不行,一點頭緒也沒有。把公式變形為
再用帕德多項式近似代替,消去正切函數(shù),轉(zhuǎn)為有理多項式,也沒整出來。

正切函數(shù)在一些點附近會有非常大的跳躍。所以可以猜測,解在一些點會有突變。
寫了一個mma代碼,搜索

可見在一些k1 k2的取值條件下, 兩個公式差異較大。比如
{21.6155, 6.7545, 1.03784, {u -> 0.516098}
k1=21.6155, k2=6.7545時, 公式(3)計算得到 1.03784, 計算機數(shù)值算的是 0.516098。
把 1.03784 代入公式(1),與0也有較 大差距。

但是,根據(jù)物理意義,u值不可能小于1。所以0.516098雖然滿足公式(1),但不是正確解。

實際上是特定的一組參數(shù),數(shù)值計算時,猜的初值1.5不合適,掉到了陷阱里。如果給一個和公式(3)接近的初值,就會得到正確解。

公式(2)或(3)是怎么來的呢?有大神知道嗎?