上下翼缘同时受荷的工字形钢梁整体稳定性分析
加强上翼缘单轴对称工字型双跨连续钢梁整体稳定性分析

避 免 钢 梁 发 生 局 部 失 稳 ,在 支 座 和 集 中 荷 载 作 用 处 均 设 置 同 等 材 质 的 加 劲 肋 。 为 了 防 止 两 端 支 座 截 面 发 生 翘 曲 ,钢 梁 在 支 座 处 向 外 延 伸 L ( 1t ) 钢 材 级 别 3 取 0w 。
( ) 粘 接 牢 固 度 低 , 型 材 出现 松 动 现 象 。 出 现 这 1
些 缺 陷 。我们 要 从 以 下 几 个 方 面 进 行 分 析 :a 材 粘 接 . 型
面 或 玻 璃 粘 接 面 在 没 有 清 洁 的 情 况 下 进 行 粘 接 ;b 型 材 .
粘 接 面 或 玻 璃 粘 接 面 无 涂 刷 底 涂 的情 况 下进 行 粘 接 ;c . 所 使 用 的 粘 接 胶 与 底 涂 不 相 匹 配 ;d粘 接 胶 本 身 的 质 量 . 问题 或 粘 接 胶 存 放 时 间 过长 过 期 ;
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如 荷 载 作 用 点 位 置 、 侧 向 约 束 、截 面 对 称 性 、变 截 面 特 性 以 及 材 料 非 弹 性 等 因 素 对 钢 梁 屈 曲 的 影 响 [6 而 2] -。 对 于 双 跨 连 续 钢 梁 ,在 集 中 荷 载 作 用 下 ,中 间 支 座 处
封 胶 处 理 时 .填 胶 后 用 手 指 蘸 附 肥 皂 水 或 洗 洁 精 水 抹
况 下 , 支 除 F , 会 导 致 局 部 出 现 缩 胶 现 象 ; C型 材 初 夹 .
部 粘 接 到 玻 璃 上 后 ,型 材 边 局 部 无 胶 挤 出 ,收 胶 后 会
导 致 胶 缝 的 不均 匀 。
接面 ,则要 沿粘 接面 的的边 缘 部分 各涂 一 条粘 接胶 , 涂 胶 时 要 注 意 保 证 胶 条 的 均 匀 、连 续 ;将 胶 涂 到 型 材 粘 接 面 后 ,1 分 钟 内 必 须 进 行 粘 接 操 作 ,否 则 将 影 响 5 胶 的 粘 接 效 果 ; 型 材 的 粘 接 面 涂 胶 后 ,要 严 格 按 照 在 玻 璃 上 预 留 的 粘 接 部 位 ,进 行 粘 接 安 装 ,用 力 按 压 型 材
浅谈钢结构设计中的稳定性分析

浅谈钢结构设计中的稳定性分析摘要在钢结构设计中,稳定是较为重要的一个环节,本文分析了钢结构稳定设计应遵循的原则以及钢结构稳定设计特点,并提出钢结构稳定性设计的计算方法。
关键词钢结构;稳定性1 钢结构稳定设计的原则根据稳定问题在实际设计中的特点提出了三项原则并做了具体阐述:1)结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致,这对框架结构的稳定计算十分重要。
GB50017-2003规范对单层或多层框架给出的计算长度系数采用了5条基本假定,其中包括:“框架中所有柱子是同时丧失稳定的,即各柱同时达到其临界荷载”。
按照这条假定,框架各柱的稳定参数杆件稳定计算的常用方法,往往是依据一定的简化假设或者典型情况得出的,设计者必须确知所设计的结构符合这些假设时才能正确应用。
在实际工程中,框架计算简图和实用方法所依据的简图不一致的情况若按规范的系数计算,会导致不安全的后果。
2)设计结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合,使二者有一致性。
结构计算和构造设计相符合,一直是结构设计中大家都注意的问题。
对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接,应分别赋与它足够的刚度和柔度,对桁架节点应尽量减少杆件偏心,这些都是设计者处理构造细部时经常考虑到的。
但是,当涉及稳定性能时,构造上时常有不同于强度的要求或特殊考虑。
3)结构整体布置必须考虑整个体系以及组成部分的稳定性。
目前,结构大多数是按照平面体系来设计的,如桁架和框架都是如此。
保证这些平面结构不致出平面失稳,需要从结构整体布置来解决,亦即设计必要的支撑构件。
这就是说,平面结构构件的出平面稳定计算必须和结构布置相一致。
由平面桁架组成的塔架,基于同样原因,需要注意杆件的稳定和横隔设置之间的关系。
2 钢结构稳定设计特点1)稳定性整体分析:杆件能否保持稳定牵涉到结构的整体。
稳定分析必须从整体着眼;2)稳定计算的其它特点:在弹性稳定计算中,除了需要考虑结构的整体性外,还有一些其他特点需要引起重视,首先要做的就是二阶分析,这种分析对柔性构件尤为重要,这是因为柔性构件的大变形量对结构内力产生了不能忽视的影响;其次,普遍用于应力问题的迭加原理,在弹性稳定计算中不能应用;3)失稳和整体刚度:现行规范通用的轴心压杆的稳定计算法是临界压力求解法和折减系数法。
Q460高强钢焊接工字形截面梁整体稳定性能与设计方法研究

Q460 高强钢焊接工字形截面梁整体稳定性能与设计方法研究随着现代工业的发展和建筑工程的不断更新,高强钢材在结构工程中的应用越来越广泛。
高强钢焊接工字形截面梁具有强度高、质量轻、抗震性能好等优点,已经成为工业建筑和桥梁工程领域的重要结构形式之一。
本文将着重研究该梁的整体稳定性能与设计方法。
一、高强钢焊接工字形截面梁的结构特点高强钢焊接工字形截面梁是由钢板焊接而成,其截面形状呈工字形状,因此具有强度高、刚度大、自重轻的特点。
它的焊接节点能够形成一个整体,实现节点的协同作用,从而形成一种高效的受力体系,其材料的性能优异,可以实现更高的承载能力和稳定性能。
二、高强钢焊接工字形截面梁的整体稳定性能1.弯曲稳定性高强钢焊接工字形截面梁在承受弯矩时,由于截面形状的特殊设计和强度高弹性变形小的特点,其受力状态非常稳定。
钢板和焊接点之间的组合结构,在受到弯曲荷载时能够形成一个稳定性强的整体,不易产生塑性变形和振动,从而保证了其稳定的受力表现。
2.屈曲稳定性高强钢焊接工字形截面梁在压缩荷载作用下,由于其材料的优异性能,具有很强的抗压强度,其截面结构设计也能够在承受轴向压力时具有很好的刚度和稳定性,确保梁体不发生局部屈曲,从而保障整个结构的安全。
3.抗剪强度高强钢焊接工字形截面梁在受到剪力作用时,由于设计合理的截面形状,结构能够有效的承受荷载,从而产生强度的稳定抵抗,梁体不会产生局部塑性变形和坍塌。
三、高强钢焊接工字形截面梁的设计方法高强钢焊接工字形截面梁在设计时,需要考虑以下因素:1.钢板的选择在选择钢板时,需要考虑其强度、可焊性和耐腐蚀性等因素,以保证梁体的整体性和功能。
2.截面形状的设计高强钢焊接工字形截面梁的截面形状具有很关键的作用,其设计应该考虑到受力状态的变化,使得整个结构具有良好的强度和稳定性,以满足实际工程的需要。
3.有效长度的确定在确定有效长度时,需要综合考虑梁体的承载能力和构件的长度,并根据不同的受力状态选用合适的计算方法,从而保证结构的整体稳定性。
钢梁整体稳定问题分析

钢梁整体稳定问题分析[摘要] 在钢结构应用中,最常用的是强度设计;最容易忽略的是稳定问题,尤其是在施工过程中梁柱;而稳定中最容易产生安全问题的,则是钢梁的稳定问题。
本文对于钢梁的稳定承载力进行了分析,得到了几种加固方式的可行性和优先级。
1.概述无论是在新建工程还是加固改造工程的应用中,钢结构的强度设计一般都是经过验算的,但是稳定问题往往容易被忽略。
而钢结构的破坏,也就往往发生在没有形成楼盖结构、相互支撑的施工阶段。
工程实践中,框架梁一般都采用实腹梁,其中最常用的是工字钢梁和箱型截面梁,规范和本文以这两种截面为主进行讨论。
1.稳定问题的分解及分析按照《抗规》8.2.5验算,除了层高较大的轻钢框架不能实现‘强柱弱梁’,钢柱塑性承载力往往都大于钢梁,此时,塑性铰产生在钢梁上。
因此,稳定问题主要讨论的就是钢梁的稳定。
由定义可知,失稳本质是屈曲先于屈服,变形破坏先于强度破坏。
《钢标》6.2、6.3节区分出钢梁的整体稳定和局部稳定,整体稳定又区分为整体的侧向弯曲变形的平移失稳和单独下翼缘的平移失稳,而局部稳定对应着受弯受剪下腹板的屈服失稳。
本文针对整体失稳的破坏不同部位,对应采用不同的加固措施。
2.1 无需考虑整体稳定的情况由《钢标》6.2.3可知,当受压翼缘受到可以阻止侧向位移的刚性约束时,是可以不考虑整体稳定问题的。
实际工程中,现浇混凝土楼板、预制板需要保证与受压翼缘可靠连接,即可对受压翼缘提供侧向平移的约束;而组合楼盖在施工阶段混凝土没有形成强度之前,仅依靠压型钢板或者桁架钢板提供侧向约束是不满足刚性约束的,在垂直于钢板肋槽或者桁架方向上受到外力,是产生位移的大小与其剪切刚度有关1,对于钢梁的可等效于按照一定间隔布置面外支撑。
2.1.1箱型截面梁的稳定由于箱型截面梁自身抗扭转能力较好。
对于整体稳定,《钢标》6.2.4仅要求控制高宽比h/b0和跨宽比l1/b。
设计理论和工程实践中都只涉及到调整截面大小,以满足构造要求,不存在加固的情况。
上下翼缘同时受荷的工字形钢梁整体稳定性分析

上下翼缘同时受荷的工字形钢梁整体稳定性分析周芬;池云祥;杜运兴【摘要】摘要:现行钢结构规范中没有工字形钢梁在上翼缘均布荷载、下翼缘跨中集中荷载作用下整体稳定的计算方法.采用能量法推导出这两类荷载作用下双轴对称工字形钢梁的临界承载能力计算公式,总结了荷载比例系数对临界弯矩的影响规律.并采用有限元方法对该理论公式进行验证,在荷载比例小于3时,计算结果与理论公式吻合较好.在此基础上,通过计算分析提出了这类荷载作用下工字形钢梁的等效临界弯矩系数的计算公式,该公式具有较好的计算精度.%The calculation methods of the overall stability of I-section steel beams, under loading both on upper and lower flanges, are not contained in current steel structure code. Energy method was used to derive the critical moment formula of biaxial symmetry I-beams under the loading mentioned above, and the effects of the load scale factor on the critical moment were also summarized. The finite element method was used to verify the moment formula. The results of the finite-element calculation were consistent with the theoretical results when the load scale factor was less than 3. In addition, through computational analysis, the formula of the equivalent critical bending moment coefficient for the I-section steel beams under the same loading was put forward. This formula has a preferable calculation accuracy.【期刊名称】《湖南大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(039)011【总页数】6页(P7-12)【关键词】能量法;有限元;整体稳定;荷载比例系数;等效临界弯矩系数【作者】周芬;池云祥;杜运兴【作者单位】湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082;湖南大学土木工程学院,湖南长沙410082【正文语种】中文【中图分类】TU313.1在梁整体稳定性验算中,钢结构规范只给出均布荷载、集中荷载、端弯矩单独作用时的等效临界弯矩系数计算公式[1].对于几种类型荷载共同作用及作用位置不同等情况,并未给出明确的计算公式.Trahair[2-3]在理论和实验的基础上,得出了各种荷载作用下工字梁的临界弯矩计算方法,但是仅局限于各种荷载同时作用于剪心的情况.前人的研究局限于多种荷载同时作用在截面上同一位置,对于上下翼缘同时有荷载作用的工字形钢梁,并没有现成的计算公式.若单纯按某种荷载单独作用取值,则算得的整体稳定性系数误差很大.因此有必要对这一问题进行深入研究.能量法是用能量守恒原理来解决结构弹性稳定问题的方法[4].本文利用能量法对此荷载工况下工字形钢梁的临界弯矩计算公式进行了推导.1 临界弯矩公式推导对于简支双轴对称的工字梁,当上翼缘承受均布荷载q、下翼缘受集中荷载F时,该梁发生失稳,其跨中截面所发生的变形如图1所示.假定F=αql,其中α为荷载比例系数,即表示集中荷载与均布荷载的比值.当忽略残余应力的影响及荷载平面内变形v对扭转变形的影响时,该梁总势能可以表达为式(1).式中:φ,u,z分别为转角、侧弯变形、简支梁纵坐标;E,G分别为弹性模量、剪切变形;Iy,Iw,It分别为截面对y的抗弯惯性矩、翘曲惯性矩、抗扭惯性矩;h为截面高度.图1 工字形钢梁整体失稳截面位移示意图Fig.1 Cross-section displacement of I-section steel beam under instability该工况作用下的临界弯矩(即跨中最大弯矩)可以表示为式(2).式中:l为简支梁跨度.根据简支约束条件,假定符合几何边界条件的变形函数为:式中:A,B分别为位移常数.式(4)对φ和u分别求一阶、二阶导数,然后代入式(1),整理后得式(5).根据势能驻值原理,对式(5)求u和φ的导数,取=0,可以获得在这种荷载作用下钢梁的弯扭屈曲临界弯矩,即式(6).2 荷载比例系数对临界弯矩的影响选取2种双轴对称工字型截面的钢梁研究荷载比例系数对临界弯矩的影响.截面几何特性如图2所示.其中,截面一跨度为8m,9m,10m,12m;截面二跨度为7m,8m,9m,11m.图2 截面几何特性(单位:mm)Fig.2 Geometrical properties(unit:mm)改变荷载比例系数,使α从0到10均匀增加,α间隔为0.5.分析结果如图3和图4所示.通过比较,可以发现当0≤α≤3时,随着α的增加,临界弯矩增加明显,表现出明显的非线性;当α>3后临界弯矩增加平缓;而且,随着长细比的减小,当α增加时,钢梁承载能力提升的空间越大,就本文而言,可达仅上翼缘作用均布荷载时的2~3倍;长细比越大,承载能力提升的空间越小,约为仅上翼缘作用均布荷载时的1.5倍.图3 截面一α与临界弯矩的关系Fig.3 Critical moment vs.αin section 1图4 截面二α与临界弯矩的关系Fig.4 Critical moment vs.αin section 23 有限元分析3.1 线性屈曲分析基本原理线弹性屈曲分析是求解结构稳定的常用方法.有限元方法是通过提取使线性系统刚度矩阵奇异的特征值来获得结构的临界失稳荷载及失稳模态[5-7].结构达到保持稳定临界荷载时的平衡方程为:若忽略失稳前初应力和初变形对刚度矩阵的影响,并忽略几何刚度增量的影响,则上述方程的特征值为:式中:Δ¯u为结构失稳形态的特征向量;λ为屈曲失稳临界荷载因子;KE为单元刚度矩阵;KS为失稳前初应力对刚度矩阵的影响;KG为为失稳前初应变对刚度矩阵的影响.屈曲分析所得到的特征值是屈曲荷载系数,而屈曲荷载等于该系数乘以所施加的荷载.3.2 模型建立选取上述2种双轴对称工字型截面简支梁进行有限元分析;选择合适的长细比,保证梁的破坏为失稳破坏.边界条件为:两端截面在x方向的位移u(0)=u(l)=0,两端截面对纵轴的曲率u″(0)=0,u″(l)=0,两端截面的扭转角φ(0)=φ(l)=0(φ见图1).选取截面一的跨度分别为8m,9m,10m,12m;截面二的跨度分别为7m,8m,9m,11m.3.3 模型计算变化荷载比例系数α,使α从0到3均匀增加,步长取0.1.将有限元计算结果与理论解进行比较,并绘制出比较曲线,如图5和图6所示.图5 截面一理论解与有限元解对比Fig.5 Theoretical solution and finite element solution for section 1图6 截面二理论解与有限元解对比Fig.6 Theoretical solution and finite element solution for section 2从图5和图6的比较中,可得出下列结论:1)当0≤α≤3时,理论解与有限元解的曲线十分接近,根据数值计算结果知,理论解与有限元解的误差基本在8%以内.2)由于能量法忽略构件屈曲前变形对弯扭屈曲的影响[8],故能量法的解比有限元解略大.4 等效临界弯矩系数计算公式4.1 计算βb的值单向受弯钢梁整体稳定性验算公式为式(10).其中钢梁的整体稳定系数可以表示为式(11).令式中:φb0为双轴对称等截面工字梁纯弯曲时的整体稳定系数.整理得:式中:Mx为理论临界弯矩值Mcr.4.2 βb的确定βb是一个等效参数,它与荷载比例系数和钢梁的几何参数均有关系.本文采用有限元方法计算钢梁的失稳模态,通过计算不同截面的钢梁来确定βb.为使等效弯矩系数的计算公式更具适应性,再取4个截面进行分析,如图7所示.图7 截面几何特性Fig.7 Geometrical properties通过变化梁的跨度研究图7所示各个截面的等效弯矩系数与荷载比例系数的关系,将图7各截面钢梁在不同跨度下的临界弯矩用式(6)求出,将其代入式(13),可以得到等效弯矩系数.并将计算得到的βb绘成曲线,见图8~图11.图8 截面三βb-α关系曲线Fig.8 βb-αcurve for section 3图9 截面四βb-α关系曲线Fig.9 βb-αcurve for section 4图10 截面五βb-α关系曲线Fig.10 βb-αcurve for section 5图11 截面六βb-α关系曲线Fig.11 βb-αcurve for section 6从上图中可以发现:4个截面的βb-α关系曲线有着几乎相同的变化规律,且曲线分布均匀,这说明等效弯矩系数βb同时受ξ=l1t1/b1h和荷载比例系数α的影响.4.3 βb与ξ的关系钢梁的ξ是一个反映跨度、长细比的参数[8],直接影响着等效临界弯矩系数,为找出这个规律,选取α=0.1,0.2,0.3,0.5,0.9,1.5,2.0,3.0绘制βb与ξ曲线,如图12所示.图12 βb-ξ的关系曲线Fig.12 βb-ξcurve当α=0时,表示只有上翼缘作用均布荷载,这种情况在规范中是计算规定的.本文的拟合曲线斜率为0.097,这与《钢结构研究论文报告选集》第二册的结论相吻合.说明本文结论可涵盖规范情况.另外,数值计算表明:当α=0.1时,等效弯矩系数βb比α=0时平均提高了13.5%,当α=3时,等效弯矩系数βb比α=0时平均提高112.3%,说明下翼缘集中荷载对提高梁的整体稳定性起着明显的作用.随着α的增加,等效弯矩系数βb的提高幅度越来越小,这说明随着α值的增大,下翼缘集中荷载对提高梁整体稳定性的作用由强变弱,最后趋于零.因此建议,α>3时,按α=3考虑梁的等效弯矩系数.由于非线性拟合十分繁琐,且精度不高,故本文将βb-α的非线性关系转换为ξ0.5βb-e-α的线性关系.绘制成散点图,然后进行线性拟合.散点图及拟合曲线见图13~图16.由图13~图16可知,所有拟合直线的斜率k均在-1左右,可知ξ0.5βb与e-α有很好的线性关系.对以上关系进行拟合可得到等效临界弯矩系数的公式:图13 截面三ξ0.5βb-e-α的关系曲线Fig.13 ξ0.5βb-e-αcurve for section3图14 截面四ξ0.5βb-e-α的关系曲线Fig.14 ξ0.5βb-e-αcurve for section4图15 截面五ξ0.5βb-e-α的关系曲线Fig.15 ξ0.5βb-e-αcurve for section5图16 截面六ξ0.5βb-e-α的关系曲线Fig.16 ξ0.5βb-e-αcurve for section64.4 公式验算取α=0,对公式(14)进行验证,将该公式的计算结果与规范结果进行对比,结果见表1~表4.表1 截面三公式解与规范解的比较Tab.1 Comparison of solutions obtainedby formula and code of section 3?表2 截面四公式解与规范解的比较Tab.2 Comparison of solutions obtainedby formula and code of section 4?表3 截面五公式解与规范解的比较Tab.3 Comparison of solutions obtainedby formula and code of section 5?表4 截面六公式解与规范解的比较Tab.4 Comparison of solutions obtainedby formula and code of section 6?表1~表4中的ξ值比较均匀地分布在[0.7,2]内,具有普遍的适应性.计算结果是最大误差为2.5%,最小误差为-5.4%,平均误差为-1.456%.由此可知,公式有很好的适应性.5 结论本文通过对工字形截面简支钢梁在上部均布荷载、下部集中荷载作用下整体稳定性的研究得出以下结论:1)采用能量理论推导了简支钢梁在这种荷载工况作用下的理论公式,该公式的理论解与有限元解吻合得比较好,且大多情况下理论解曲线在有限元解曲线之上.这与能量法计算的临界弯矩一般高于实际临界弯矩的规律吻合.2)下翼缘荷载的存在会使梁的承载能力明显提高,且呈非线性增加.当0≤α≤3时,承载能力增加明显.α=3时梁的临界弯矩约为只有上翼缘均布荷载作用时的2~3倍.3)能量法推导的公式适用范围:当α≤3时,理论解与有限元解吻合较好,误差在8%以内.α>3时,临界弯矩虽有增加,但变化缓慢.因此建议,α>3时,按α=3考虑梁的整体稳定性.4)通过大量数值计算,在统计的基础上拟合了等效临界弯矩系数的公式,当α=0时该公式的计算结果与规范吻合.该公式具有较高的精度.参考文献[1]GB 50017-2003 钢结构规范[S].北京:中国计划出版社,2003:184-194.GB 50017-2003Code for design of steel structures[S].Beijing:China Planning 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钢构件稳定性问题分析与设计建议

钢构件稳定性问题分析与设计建议摘要:本文针对钢结构稳定问题及设计人员应掌握的相关基本概念进行了较为深入的剖析,并对避免各失稳问题提出了有效措施,可供相关工程设计人员参考和借鉴。
关键词:钢结构构件;稳定性;失稳现象;节点设计Abstract: This article in view of the steel structure stability problems and design personnel should master the basic concept of the relevant for a more in-depth studiy, and to avoid the instability problems, advances some effective measures, for relevant engineering design personnel for reference.Key Words: steel structure component; Stability; Instability phenomena; Node design近年来,国内外由于在钢结构工程设计时对钢结构稳定问题重视不够,引发的工程事故已不鲜见,图(1)为国内某钢屋盖,因受压上弦杆平面外的支撑布置不足,出现了因平面外失稳而导致的破坏。
影响最大的就是1907年加拿大魁北克一座大桥在施工中发生破坏事故,9000t钢结构全部坠入河中,桥上施工的人员中有75人遇难。
其破坏是由于悬臂的受压下弦失稳造成的。
a-屋盖破坏情况b-有屋盖支撑时的屋架上弦平面外计算长度;c-无屋盖支撑时的屋架上弦平面外计算长度注:为上弦杆在屋架平面外的计算长度;为上弦杆的扭转计算长度。
图1某钢结构屋盖的破坏情况[1]设计者的经验不足或对结构及构件的稳定性把握不准,是造成此类事故的根本原因。
1 轴心受压稳定问题1.1轴心受压构件的整体稳定性的基本认识根据《钢结构设计规范》(GB50017-2003)规定,钢构件的设计必须满足强度、刚度和稳定性要求。
工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷

工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷1. 引言在工程结构设计和力学分析中,梁是一种常见的结构元件,它承担着承载和传递荷载的重要作用。
工字形截面梁作为一种常见的梁型,在工程实践中得到了广泛的应用。
然而,对于工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷问题,一直以来都是工程结构力学中的一个重要且复杂的问题。
本文将从多个方面深入探讨这一主题,以便读者能够全面理解工字形截面梁在弯扭失稳方面的特性和相关知识。
2. 梁的整体弯扭失稳让我们来介绍一下梁的整体弯扭失稳。
弯曲和扭转是梁在受力过程中常见的载荷形式,而弯扭失稳是指在梁的受力过程中,由于受到弯曲和扭转共同作用而导致梁整体失稳的现象。
在工字形截面梁中,由于其特殊的截面形状和几何特性,使得其在受力过程中更容易发生整体弯扭失稳。
3. 工字形截面梁的特性和受力分析接下来,让我们来分析工字形截面梁的特性和受力分析。
工字形截面梁的截面形状呈“工”字形,具有较大的惯性矩,使得其在受力过程中具有较好的承载能力。
然而,由于工字形截面梁的截面形状对于弯曲和扭转的抗性并不均匀,因此在受力过程中容易出现整体弯扭失稳的问题。
此时,我们需要对工字形截面梁进行深入的力学分析和计算,以确定其整体弯扭失稳的临界载荷。
4. 整体弯扭失稳的临界载荷计算方法针对工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷计算方法,我们应该着重从以下几个方面进行深入探讨。
可以通过理论计算和数值分析的方法,确定工字形截面梁在受力过程中的扭转刚度和弯曲刚度,从而计算其整体弯扭失稳的临界载荷。
还可以考虑采用试验和实测的方法,通过对工字形截面梁进行加载实验,获得其在实际工程中的整体弯扭失稳的临界载荷数据。
5. 个人观点和理解在我的个人观点和理解中,工字形截面梁的整体弯扭失稳是一个既复杂又重要的问题。
在工程实践中,我们需要充分认识和理解工字形截面梁的特性和受力特点,从而有效地分析和计算其整体弯扭失稳的临界载荷。
我认为采用综合的计算方法和实验手段,能够更加准确地确定工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷,为工程设计和结构安全提供重要的参考依据。
工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷

工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷一、介绍工字形截面梁是工程中常见的结构,具有较好的承载性能和刚度。
然而,在受力过程中,由于外部载荷和作用力的影响,工字形截面梁可能会发生整体弯扭失稳。
了解工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷对于设计和实际工程具有重要意义。
本文将从多个方面对工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷进行全面评估和深度探讨。
二、理论分析1. 工字形截面梁的特点工字形截面梁通常由上、下翼缘和腹板构成,具有一定的对称性和刚度。
在受力过程中,工字形截面梁主要承受弯曲和扭转等复合力学作用。
工字形截面梁的整体弯扭失稳是由弯曲和扭转相互耦合引起的。
2. 弯曲和扭转的相互影响在工字形截面梁受力时,弯曲和扭转相互作用,形成了整体弯扭失稳。
在弯曲载荷作用下,工字形截面梁受到弯矩和弯曲应力的影响,导致腹板和翼缘发生变形和局部稳定性失效;在扭转载荷作用下,工字形截面梁受到扭矩和扭转剪应力的影响,导致整体结构扭转变形和稳定性失效。
工字形截面梁的整体弯扭失稳是由弯曲和扭转相互影响引起的。
3. 临界载荷的计算针对工字形截面梁的整体弯扭失稳问题,可以通过理论分析和计算方法得到临界载荷。
在计算过程中,需要考虑工字形截面梁的几何参数、材料性能、受力条件等因素,并建立相应的数学模型和理论模型,进行临界载荷的评估和计算。
三、案例分析以某桥梁工程中的工字形截面梁为例,进行整体弯扭失稳临界载荷的案例分析。
对该工字形截面梁的几何参数、材料性能和受力条件进行详细调查和分析;建立相应的数学模型和理论模型,进行临界载荷的计算和评估;对计算结果进行验证和分析,得出工字形截面梁的整体弯扭失稳的临界载荷。
通过案例分析,可以更加深入地理解工字形截面梁整体弯扭失稳临界载荷的评估方法和实际应用。
四、个人观点工字形截面梁的整体弯扭失稳临界载荷是一个复杂而重要的问题,需要综合考虑弯曲和扭转的相互影响,以及结构的几何和材料特性。
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上下翼缘同时受荷的工字形钢梁整体稳定性分析
作者:周芬池云祥杜运兴
来源:《湖南大学学报·自然科学版》2012年第11期
这两类荷载作用下双轴对称工字形钢梁的临界承载能力计算公式,总结了荷载比例系数对临界弯矩的影响规律.并采用有限元方法对该理论公式进行验证,在荷载比例小于3时,计算
结果与理论公式吻合较好.在此基础上,通过计算分析提出了这类荷载作用下工字形钢梁的等
效临界弯矩系数的计算公式,该公式具有较好的计算精度.
关键词:能量法;有限元;整体稳定;荷载比例系数;等效临界弯矩系数
中图分类号:TU313.1文献标识码:
on Upper and Lower Flanges
在梁整体稳定性验算中,钢结构规范只给出均布荷载、集中荷载、端弯矩单独作用时的等效临界弯矩系数计算公式[1].对于几种类型荷载共同作用及作用位置不同等情况,并未给出明确的计算公式.Trahair [2-3]在理论和实验的基础上,得出了各种荷载作用下工字梁的临界弯矩计算方法,但是仅局限于各种荷载同时作用于剪心的情况.前人的研究局限于多种荷载同时作
用在截面上同一位置,对于上下翼缘同时有荷载作用的工字形钢梁,并没有现成的计算公式.
若单纯按某种荷载单独作用取值,则算得的整体稳定性系数误差很大.因此有必要对这一问题
进行深入研究.能量法是用能量守恒原理来解决结构弹性稳定问题的方法[4].本文利用能量法对此荷载工况下工字形钢梁的临界弯矩计算公式进行了推导.
湖南大学学报(自然科学版)2012年第11期周芬等:上下翼缘同时受荷的工字形钢梁整体稳定性分析1 临界弯矩公式推导。