钢结构稳定承载力与刚度的关系探讨
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钢结构稳定承载力与刚度的关系探讨
作者:李红红
来源:《建筑工程技术与设计》2015年第03期
摘 要:通过几年的钢结构设计,探讨一下有关钢结构稳定方面的一些内容如强度与稳定的区别,失稳的分类,钢结构稳定设计原则,钢结构设计特点,钢结构稳定承载力与刚度的关系,以便于帮助我们在设计中更好地完成稳定设计。随着新型结构不断地出现,在稳定设计中另一个导致构件和结构失稳的因素就是设计人员对这些结构性能认识甚少,因此在这里就现有新型结构稳定性存在的一些问题进行探讨。
关键字:钢结构,结构稳定,结构设计,承载力,刚度
一:引言
稳定性是钢结构的一个突出问题。在各种类型的钢结构中,都会遇到稳定问题。对于这个问题处理不好将会造成不应有的损失。现代工程史上不乏因失稳而造成的钢结构事故,其中影响最大的是 1907年加拿大魁北克一座大桥在施工中破坏,9000吨钢结构全部坠入河中桥上施工的人员75人遇难 。破坏是由于悬臂的受压下弦失稳造成的。在我1988年也曾发生
13.2×17.99网架因腹杆稳定位不足而在施工过程中塌落的事故。从上可以 看出,钢结构中的稳定问题是钢结构设计中以待解决的主要问题,一旦出现了钢结构的失稳事故,不但对经济造成严重的损失,而且会造成人员的伤亡,所以我们在钢结构设计中一定要把握好这一关。目前,钢结构中出现过的失稳事故都是由于设计者的经验不足,对结构及构件的稳定性能不够清楚,对如何保证结构稳定缺少明确概念造成一般性结构设计中不应有的薄弱环节,另一方面是由于新型结构的出现,如空间网架、网壳结构等,设计者对其如何设计还没有完全的了解。本文针对这些问题提出了在设计中应该明确在钢结构稳定设计中的一些基本概念,钢结构的稳定承载力的计算以及对新型钢结构稳定性研究应该了解的一些问题和相应的解决方法。只有这样我们在设计中才能更好处理钢结构稳定问题。
二:钢结构稳定设计的基本概念
2.2钢结构失稳的分类
a:第一类稳定问题或具有稳定分岔的稳定问题(也叫分支点失稳)。完善直杆轴心受压时的屈曲和完善平板中面受压时的屈曲都属于第一类。
b:第二类稳定问题或无平衡分岔的稳定问题(也叫极值点失稳)。由建筑钢材做成的偏心受压构件,在塑性发展到一定程度时丧失稳定的承载能力,属于这一类。但某些结构如坦拱,即使是完全弹性的,也没有平衡分岔。