在 8.4.1 节 [1] 中列出了无论使用哪种方法都应该在结构设计中满足稳定性的要求。 其中包括结构变形，二阶效应 P-Δ 和 P-δ，整体和杆件几何缺陷，考虑杆件屈服和残余应力的刚度折减，以及结构刚度和稳定性的不确定性。强度。
条款 8.4.3 – 简化的稳定性分析方法
对于在 8.4.3 节中{%！
几何非线性
第一种是杆件二阶效应 P-Δ，可以在分析中直接考虑。 二阶分析计算方法是当今许多结构分析软件中最常用的方法。 另一种替代方法是，通过 8.4.3.2(b) 中定义的系数 U2 放大从一阶分析获得的所有杆件轴向荷载和弯矩[1]。 这种方法更适合于手算，或者在结构分析软件不自动考虑 P-Δ 效应的情况下进行计算。
几何缺陷
名义侧向荷载是在第 8.4.3.3 条的简化计算方法下列出的第二项[1]。 该作用的荷载是所考虑楼层的总设计重力荷载的 0.005 倍，其分布与重力荷载类似。 名义荷载总是作用在产生最大失稳作用的方向上。 这意味着这种荷载的方向应与风荷载的方向相同，以便在结构上产生最大的变形和内力。
附录 O.2 – 弹性分析中的稳定性效应
作为上述简化稳定性分析方法的替代方法，工程师可以选择附录 O.2 来满足 8.4.1 条中对稳定性的要求[1]。 该方法是在 2019 年规范中添加的，与美国钢结构设计手册 AISC 360-16 章有很多相似之处。 C 直接分析法。
几何非线性
几何非线性或二阶效应在 O.2.2 中进行了介绍{%！ 与简化方法一样，可以直接进行二阶分析，其中荷载作用在杆件'位移交点上的效应（P-Δ效应）。 此外，还应考虑沿杆件长度方向的轴向荷载对杆件挠度的影响(P-δ)。 按照 O.2.2 中的规定 [1] ，其中 P-δ 可忽略不计。 另一方面，如果在分析中直接包含 P-δ，则在第 13.8 条 - 杆件轴心受压和受弯设计中的系数 U1 可设置为 1.0 [1]。
几何缺陷
在按照条款 O.2 进行设计时，不需要考虑杆件的几何缺陷，例如杆件的屈曲，或局部几何缺陷，例如单元的屈曲。 ]。 直接建模或使用名义侧向荷载来考虑整体的几何缺陷。 但是，只有满足 O.2.3.1 中的要求，对于侧向荷载组合，这些全局几何缺陷可以忽略不计。 这其中的要求是，结构的重力荷载主要由竖向构件承担，二阶最大楼层位移与一阶楼层位移的比值(根据第O.2.4条使用折减的杆件刚度)[1] 不超过 1.7。
当工程师不能忽略这些缺陷时，可以使用直接建模第一种方法。 杆件的相贯点应偏移其原始位置。 该初始位移的幅值见第 29.3 条{%于#参见 [1]]] ，并适用于最大失稳方向，对于大多数建筑结构，柱-垂直度。 这种方法的问题是需要考虑大量的模型情况。 理论上，在每一层的四个不同方向上需要设置四个位移。 如果杆件弯曲影响与柱弯曲耦合，那么就要考虑更多的建模情况，以满足最大的失稳影响。
计算整体几何缺陷的首选方法是施加名义侧向荷载。 只有当重力荷载主要由竖向结构构件承担时，才允许使用这种方法。 本文前面部分已经介绍了名义侧向荷载，其应用方法与第 8.4.3.2 条中的简化稳定性分析相同[1]。 但是振型幅度减小到该楼层重力荷载调整系数的 0.005 到 0.002 倍。 O.2.3.3 条中的等效荷载是允许减少的，因为这些等效荷载只考虑了整体几何缺陷，而第 8.4.3.2 条中的等效荷载 [1]非弹性效应和其他不确定性。
非弹性效应
考虑到非弹性效应，并考虑杆件初始或局部几何缺陷以及刚度和强度的不确定性，根据第 O.2.4 条中的以下公式进行折减的杆件轴向和抗弯刚度] 适用于对侧向稳定性有贡献的杆件。
(EA)r = 0.8 τb EA
(EI)r = 0.8 τb EI
这里，
Cf/Cy < 0,5 ; τb = 1.0
Cf/Cy > 0,5 ; τb = 4
Cf/Cy (1 - Cf/Cy )
为避免局部变形，该规范建议将此刚度折减应用于所有杆件。 此外，当抗剪刚度（GA）和抗扭刚度（GJ）对侧向稳定性的影响显着时，应考虑刚度折减。 在分析位移、挠度、振动或固有振动时，不能使用刚度折减。
附录 O.2 在 RFEM 中的应用
有限元结构分析软件 RFEM 根据规范附录 O.2 中最新的稳定性要求加入了规范 CSA S16:19 中。
几何非线性
当计算方法为“二阶分析”时，对于每个荷载工况或荷载组合，都直接考虑第 O.2.2 节中的二阶效应。
杆件分析中不仅考虑了 P-Delta 效应，还考虑了 P-δ 效应。 因此可以在RF-/STEEL CSA 杆件设计模块中直接将第13.8条中的系数U1设置为1.0。
几何缺陷
在 RFEM 中可以通过移动杆件相交的点或节点来直接对全局的几何缺陷进行建模。 但是为了确保这种方法能产生最大的不稳定效应，还需要对不同情况进行创建多个模型。 这是相当费时和麻烦的。
另一种方法是使用 RFEM 中的缺陷选项应用名义荷载。 该对话框现在的下拉选项中包括了 CSA S16:19。 在杆件的末端（即柱顶部）施加名义荷载，其大小等于 0.002（如果使用简化稳定性方法，则为 0.005）乘以杆件的轴向力（施加的杆件重力荷载）。 在杆件另一端施加一个相等但方向相反的力。
这些缺陷荷载工况可以在 RFEM 中与特定的侧向荷载工况一起应用，以便产生最大的失稳作用，同时避免生成不会起到控制作用并会进一步延长计算时间的荷载组合（即，X 方向的名义荷载应只能承受 X 方向的风荷载)。 此外，在用于强度组合的荷载组合表达式中（例如正常使用极限状态），可以完全关闭缺陷。
非弹性效应
在杆件的修改刚度选项卡中现在包含了 CSA S16:19 标准。 当选择该选项时，调整系数 0.8 和计算得出的系数 τb 将直接应用于杆件的抗弯和轴向刚度。 用户也可以选择进一步将这些折减应用于杆件的抗扭和抗剪刚度。
因为在正常使用极限状态设计中不应考虑杆件刚度折减（即挠度），所以 RFEM 允许用户在正常使用极限状态设计中关闭所有杆件刚度调整，而在强度荷载组合设计中保持激活状态。
小结
根据最新的加拿大钢结构设计手册 CSA S16:19 中附录 O.2 的重大稳定性验算更新，现已完全纳入 RFEM 分析流程。 最重要的是增加了将有效荷载视为缺陷的功能，以及根据规范 CSA S16:19 折减了的杆件刚度。 网络课堂 CSA S16:19 in RFEM 钢结构设计中详细的示例视频演示了这些新的更新。
