钢结构整体稳定性(共2页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上在钢结构的可能破坏形式中，属于失稳破坏的形式包括：结构和构件的整体失稳；结构和构件的局部失稳。钢结构和构件的整体稳定，因结构形式的不同、截面形式的不同和受力状态的不同，可以有各种形式。轴心受压构件是工程结构中的基本构件之一。其形式分为实腹式轴心受压构件和格式轴心受压构件。在工程结构中，整体稳定通常控制着轴心受压构件的承载力，因为构件丧失整体稳定性常常是突发性的，易造成严重后果，所以应加以特别重视。对于钢构件轴心压杆承载力的极限状态是丧失稳定。轴心压杆整体失稳可能是弯曲屈曲、扭转屈曲、也可能是弯扭屈曲。1、轴心压杆整体失稳形式一根完全弹性的材料和无缺陷的轴心压杆，达到承

2、载力的极限状态时，究竟呈弯曲屈曲、扭转屈曲、还是弯扭屈曲，要看它的材料和截面抗弯刚度EI、杆约束扭转刚度、杆自由扭转刚度GJ以及长度L的大小。1.1弯曲失稳对于截面没有削弱的双轴对称工字形等截面轴心受压构件，在承受较小压力时，构件可保持顺直。若遇到干扰力使其产生微小变形，在干扰力去掉后，构件将恢复其直线状态。当增加到一定大小后，该平衡状态则会转为不稳定平衡，亦即此时若有干扰力使其发生微变，则干扰力去掉后，构件任保持微弯状态。这时如果压力再稍加，则弯曲变形就会迅速增大而使构件丧失承载能力。这种现象称为构件的弯曲失稳或弯曲屈曲。1.2扭转失稳某些抗扭刚度较弱的十字截面和z形截面等轴心受压构件，当达

3、到某一临界值时，构件将发生微扭变形。同样，若N再稍微增加，则扭转变形迅速增大而使构件丧失承载能力。这种现象称为扭转屈曲或扭转失稳。1.3弯扭失稳当构件的截面为单轴对称时，可能会发生绕非对称轴弯曲屈曲，也可能会发生绕对称轴弯曲变形并同时伴随有扭转变形的屈曲，这称为弯曲扭转屈曲或弯曲扭转失稳，简称弯扭屈曲或弯扭失稳。2、考虑各种缺陷时的临界应力实际工程中钢轴心压杆是弹塑性材料，但理想的轴心压杆并不存在，钢构件不可避免地存在些缺陷。它有几何缺陷和力学缺陷两种。几何缺陷为初弯曲、初扭曲和加载初偏心等；力学缺陷包括残余应力和整个截面上屈服点不一致等。这些缺陷都在不同程度上使压杆的稳定承载力降低。其影响较

4、大的是残余应力、初弯曲和初偏心。2.1仅考虑残余应力时的轴压直杆残余应力是钢构件截面内存在的一种自相平衡的初始应力。在实际工程中，构件由于轧制或焊接后的不均匀冷却，截面中必然产生自相平衡的残余应力。残余应力在压杆截面上的分布变化多端，它既和轧制后的冷却、焰割、焊接等过程有关，也和材料厚度、截面组成形式有关。残余应力的绝对值不受屈服点的影响；厚板焊成的截面残余应力高于薄板焊接截面，而且沿板厚度变化。2.2仅考虑初弯曲时的轴心压杆初弯曲的存在使轴心压杆丧失稳定的性质发生了改变。直杆在荷载达到临界力时失稳，属于平衡分岔问题。有初弯曲的轴心压杆，其杆长中点处受力最不利随着荷载和挠度的增大，部分截面进人

5、塑性，杆件刚度逐渐降低。如果让杆长中点截面边缘的压应力等于钢材屈服点，将此时的平均应力作为临界应力，即为边缘屈服准则。2.3仅考虑初偏心的轴心压杆由于杆件截面尺寸偏差和安装误差会产生作用力的初始偏心，按边缘屈服准则，跨中截面边缘应力首先达到屈服点。初偏心对短杆的不利影响较大，对长柱的影响不及初弯曲的影响大。3、加强轴压构件整体稳定性的一些措施加强轴心受压构件的整体稳定性应该从设计人手。不宜将杆件的计算长度设计过长；可以在构件中部设置侧向支撑，减少杆件的计算长度，提高构件的稳定性；对于组合截面，例如工字形截面轴心受压构件，应尽可能将其截面形状设计得到开展一些，选用宽薄的板件，以期获得较大的回转半径，减少长细A；可以通过两个轴的等稳定设计，即使2x=Ay，使构件控制稳定能力提高。专心-专注-专业