钢结构稳定性设计论文

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钢结构稳定性设计研究

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工程科技
钢结构稳定性设计研究
王丽丽
（黑龙江省林业设计研究院，黑龙江哈尔滨１５０００１）
摘要：钢结构因其自重轻、强度高、工业化程度高等优点，被广泛应用在在建筑工程中。但是必须注意的是，钢结构常常由于其失稳破坏致使人员伤亡、财产损失，而通常情况下，主要是因为结构设计存在缺陷而导致失稳破坏。鉴于此，结合－１２程设计的具体实践，在论述钢结构稳ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ定性的内涵、钢结构失稳的类别，以及分析方法、设计原则的基础上，总结几点钢结构稳定性设计的经验，以期能为业界提供一
定的借鉴。
关键词：钢结构稳定性设计；稳定性内涵；失稳类别；分析方法；设计原则；设计经验在钢结构工程设计中，必须要重点考虑其稳定性的问题。在现实生２．３动力法。动力法的基本原理是，当结构体系处于平衡状态，如果活中，很多工程事故案例都是因为钢结构失稳造成的。例如：１９７８年，美对其进行微小的干扰使之发生振动，此时在结构上已经产生作用的荷国哈特福特城的体育馆因为压杆屈曲失稳而突然坠落地面；２０１０年，昆载将关系着结构的变形和振动加速度。当稳定的极限荷载值大于荷载明新机场钢结构桥跨因为桥下钢结构支撑体系突然失稳而突然垮塌，时，变形和加速度是处于相反的方向，因此撤去干扰后运动趋于静止，等等。而之所以频频出现钢结构失稳破坏，通常主要是因为存在不合理结构处于稳定的平衡状态；稳定的极限荷载值小于荷载时，变形和加速的结构设计。所以，要想杜绝上述事故的发生，注重对钢结构的稳定性度处在相同的方向，此时即使干扰撤去，运动仍是发散的，ｌ此结构处进行合理设计是根本和关键。于不稳定的平衡状态。临界状态的荷载也就是结构的屈曲荷载，可以通１钢结构稳定性的内涵和失稳的分类过结构的振动频率为零的条件解得。１．１钢结构稳定性的内涵讨论。钢结构稳定性的内涵，必须要了解３进行钢结构稳定性设计应坚持的原则．强度与稳定的区别。所谓的强度属于应力的问题，即：在稳定平衡的状３．１必须按照整个体系以及组成部分的稳定性要求布置钢结构。目态下，由荷载所引起的结构或者单个构件的最大应力或内力，是否超过前，如桁架和框架等大多是按照平面体系设计钢结构数。对于这些平面建筑材料的极限强度。因为材料的特『生不同，所以极限强度的取值也不结构而言，要保证它们避免平面外失稳，需要通过如增加必要的支撑构相同，对钢材而言，则取它的屈服点；所谓的稳定属于变形的问题，即：件等方式，进行结构整体布置予以解决。同时，要求结构布置要同平面发现结构内部抵抗力和外部荷载之间不稳定的平衡状态，也就是说，变结构构件的平面稳定计算保持一致。形开始急剧增长而需设法避免进入的状态。举例说明：当轴压柱失稳３．２“ 两个简图” 要保持一致。所谓的“ 两个简图” 是指结构计算简图时，柱的侧向挠度使柱中的附加弯矩增加很大，致使柱子轴压强度大大和实用计算方法所依据的简图，在进行钢结构稳定性设计时，要求这两高于它的破坏荷载，这时柱子破坏的主要原因便是失稳。个简图要一致。当进行单层或多层框架结构设计时，一般只进行框架柱１．２钢结构失稳的原因类别。钢结构失稳的原因主要包括以下几的稳定计算，而不对框架的稳定性进行分析。在进行框架柱稳定计算类：一是分支点失稳，即平衡分岔的稳定问题。这一类问题主要表现在时，应该通过框架整体稳定分析，得出采用这种方法需要用到的柱计算完善直杆轴心和平板中面受压时的屈曲；二是极值点失稳，即无平衡分长度系数，从而使柱稳定和框架稳定计算实现等效。对于单层或多层框岔的稳定问题。这一类问题主要表现为，偏心受压构件由建筑钢材做架给出的柱计算长度系数，《钢结构设计规范》中采用了五条基本假定，成，其在塑性发展到一定程度时稳定能力丧失；三是跳跃失稳，它与上其中的一条假定是“ 框架中的所有柱子是同时丧失稳定的，即各柱同时述两种稳定问题的类型不同，其主要是指在稳定平衡丧失以后，跳跃到达到其临界荷载” ，据此，设汁者可以依据一定的简化假设，或者典型情另—个稳定平衡状态。况得出框架各柱的稳定参数、杆件稳定计算的常用方法，而且要对所设２分析钢结构稳定性的若干方法计的结构完全与这些假设相符进行确认后才能正确应用。般隋况下，要根据结构在外荷载作用下存在变形的条件下，分析３．３钢结构的细部构造设计要与构件的稳定计算保持一致。在进行钢结构稳定的问题。这一变形应该对应于研究的结构或构件失稳时出钢结构设计的过程中，要高度注意钢结构的细部构造设计与构件的稳现的变形。结构变形与荷载两者之间的关系是非线性的，因此作为非线定计算保持一致。对要求传递和不传递弯矩的节点连接，对它们应该分性的几何问题，稳定计算应该采用二阶分析方法。在进行稳定计算的过别赋予足够的柔度和刚度，并应尽量减少桁架节点的杆件偏心，然而如程中确定的屈曲荷载或者极限荷载，都可以被看作是所计算的结构或果关系到稳定性能时，要在构造上提出不同于强度的要求，或者给予特构件的稳定承载力。殊的考虑。２．１静力法即静力平衡法。所谓的静力法是指，在微小变形发生后４在钢结构稳定性设计实践中的若干经验结构的受力条件下，通过平衡微分方程的建立解出临界荷载。同时，应一是目前在钢结构设计中，进行结构受力计算多借助钢结构计算根据以下基本的假定建立平衡微分方程。一是基于等截面直杆构件；二机软件来完成，在这一过程中，可以通过程序自动计算结构和构件的平是压力始终沿构件原来轴线作用；三是材料符合应力与应变成线性关面内强度及整体稳定性，而对于平面外强度和稳定性，设计者需要另外系，即符合胡克定律；四是构件与平截面假定相符，也就是说，构件的平进行分析、设计和计算。这个时候，可以按照标高把整个结构分解成多截面在变形前后都是平截面；五是构件的弯曲变形不大，可以近似地用个不同布置形式的结构体系，基于水平荷载作用的不同，计算结构体系挠度函数的二阶导数表示曲率。在上述基本假定条件的基础上，通过平的强度和稳定性。衡微分方程的建立，将相应的边界条件代入，就可以解得两端铰支的轴二是受弯钢构件的板件局部稳定存在以下两种方式：第一，以屈曲

结构稳定理论之钢结构设计论文英文版

Graduate Course Work Steel Structure Stability DesignSchool: China University of MiningName: Liu FeiStudent ID: TSP130604088Grade: 2013Finish Date: 2014.1.1AbstractSteel structure has advantages of light weight, high strength and high degree of industryali zation, which has been widely used in the construction engineering. We often hear this the accident case caused by its instability and failure of structure of casualties and property losses, and the cause of the failure is usually caused by structure design flaws. This paper says the experiences in the design of stability of steel structure through the summary of the stability of steel structure design of the concept, principle, analysis method and combination with engineering practice.Key words:steel structure; stability design; detail structureSteel Structure Stability DesignStructurally stable systems were introduced by Aleksandr Andronov and Lev Pontryagin in 1937 under the name "systèmes grossières", or rough systems. They announced a characterization of rough systems in the plane, the Andronov–Pontryagin criterion. In this case, structurally stable systems are typical, they form an open dense set in the space of all systems endowed with appropriate topology. In higher dimensions, this is no longer true, indicating that typical dynamics can be very complex (cf strange attractor). An important class of structurally stable systems in arbitrary dimensions is given by Anosov diffeomorphisms and flows.In mathematics, structural stability is a fundamental property of a dynamical system which means that the qualitative behavior of the trajectories is unaffected by C1-small perturbations. Examples of such qualitative properties are numbers of fixed points and periodic orbits (but not their periods). Unlike Lyapunov stability, which considers perturbations of initial conditions for a fixed system, structural stability deals with perturbations of the system itself. Variants of this notion apply to systems of ordinary differential equations, vector fields on smooth manifolds and flows generated by them, and diffeomorphisms.The stability is one of the content which needs to be addressed in the design of steel structure engineering. Three are more engineering accident case due to the steel structure instability in the real life. For example,the stadium, in the city of Hartford 92 m by 110 m to the plane of space truss structure, suddenly fell on the ground in 1978. The reason is the compressive bar buckling instability;13.2 m by 18.0 m steel truss, in 1988,lack of stability of the web member collapsed in construction process in China;On January 3, 2010 in the afternoon, 38 m steel structure bridge in Kunming New across suddenly collapsed, killing seven people, 8 people seriously injured, 26 people slightly injured.The reason is that the bridge steel structure supporting system is out of stability, suddenly a bridge collapsing down to 8 m tall. We can see from the above case, the usual cause of instability and failure of steel structure is the unreasonable structural design, structural design defects.To fundamentally prevent such accidents, stability of steel structure design is the key.Structural stability of the system provides a justification for applying the qualitative theory of dynamical systems to analysis of concrete physical systems. The idea of such qualitative analysis goes back to the work of Henri Poincaré on the three-body problem in celestial mechanics. Around the same time, Aleksandr Lyapunov rigorously investigated stability of small perturbations of an individual system. In practice, the evolution law of the system (i.e. the differential equations) is neverknown exactly, due to the presence of various small interactions. It is, therefore, crucial to know that basic features of the dynamics are the same for any small perturbation of the "model" system, whose evolution is governed by a certain known physical law. Qualitative analysis was further developed by George Birkhoff in the 1920s, but was first formalized with introduction of the concept of rough system by Andronov and Pontryagin in 1937. This was immediately applied to analysis of physical systems with oscillations by Andronov, Witt, and Khaikin. The term "structural stability" is due to Solomon Lefschetz, who oversaw translation of their monograph into English. Ideas of structural stability were taken up by Stephen Smale and his school in the 1960s in the context of hyperbolic dynamics. Earlier, Marston Morse and Hassler Whitney initiated and René Thom developed a parallel theory of stability for differentiable maps, which forms a key part of singularity theory. Thom envisaged applications of this theory to biological systems. Both Smale and Thom worked in direct contact with Maurício Peixoto, who developed Peixoto's theorem in the late 1950's.When Smale started to develop the theory of hyperbolic dynamical systems, he hoped that structurally stable systems would be "typical". This would have been consistent with the situation in low dimensions: dimension two for flows and dimension one for diffeomorphisms. However, he soon found examples of vector fields on higher-dimensional manifolds that cannot be made structurally stable by an arbitrarily small perturbation (such examples have been later constructed on manifolds of dimension three). This means that in higher dimensions, structurally stable systems are not dense. In addition, a structurally stable system may have transversal homoclinic trajectories of hyperbolic saddle closed orbits and infinitely many periodic orbits, even though the phase space is compact. The closest higher-dimensional analogue of structurally stable systems considered by Andronov and Pontryagin is given by the Morse–Smale systems.Structure theory of stability study was conducted on the mathematical model of the ideal, and the actual structure is not as ideal as mathematical model, in fact ,we need to consider the influence of various factors. For example ,for the compressive rods, load could not have absolute alignment section center; There will always be some initial bending bar itself, the so-called "geometric defects"; Material itself inevitably has some kind of "defect", such as the discreteness of yield stress and bar manufacturing methods caused by the residual stress, etc. So, in addition to the modulus of elasticity and geometry size of bar, all the above-mentioned factors affecting the bearing capacity of the push rod in different degrees, in the structure design of this influence often should be considered. Usually will be based on the ideal mathematical model to study the stability of thetheory is called buckling theory, based on the actual bar study consider the various factors related to the stability of the stability of the ultimate bearing capacity theory called the theory ofcrushing.Practical bar, component or structure damage occurred during use or as the loading test of the buckling load is called crushing load and ultimate bearing capacity. For simplicity, commonly used buckling load. About geometric defects, according to a large number of experimental results, it is generally believed to assume a meniscus curve and its vector degrees for the rod length of 1/1000. About tissue defects, in the national standard formula is not the same, allow the buckling stress curve given by the very different also, some problems remain to be further research.1.Steel structure stability design concept1.1.The difference between intensity and stabilityThe intensity refers to that the structure or a single component maximum stress (or internal force)caused by load in stable equilibrium state is more than the ultimate strength of building materials, so it is a question of the stress. The ultimate strength value is different according to the characteristics of the material varies. for steel ,it is the yield point. The research of stability is mainly is to find the external load and structure unstable equilibrium between internal resistance. That is to say, deformation began to rapid growth and we should try to avoid the structure entering the state, so it is a question of deformation. For example, for an axial compression columns, in the condition column instability, the lateral deflection of the column add a lot of additional bending moment, thus the fracture load of pillars can be far less than its axial compression strength. At this point, the instability is the main reason of the pillar fracture .1.2.The classification of the steel structure instability1)The stability problem with the equilibrium bifurcation(Branch point instability).2)The axial compression buckling of the perfect straight rod and tablet compression bucklingall belong to this category.3)The stability of the equilibrium bifurcation problem(Extreme value point instability).4)The ability of the loss of stability of eccentric compression member made of constructionsteel in plastic development to a certain degree , fall into this category.5)Jumping instability6)Jumping instability is a kind of different from the above two types of stability problem. Itis a jump to another stable equilibrium state after loss of stability balance.2.The principle of steel structure stability design2.1.For the steel structure arrangement, the whole system and the stability of the part requirements must be considered ,and most of the current steel structure is designed according to plane system, such as truss and frame. The overall layout of structure can guarantee that the flat structure does not appear out-of-plane instability,such as increasing the necessary supporting artifacts, etc. A planar structures of plane stability calculation is consistent with the structure arrangement.2.2.Structure calculation diagram should be consistent with a diagram of a practical calculation method is based on. When designing a single layer or multilayer frame structure, we usually do not make analysis of the framework stability but the frame column stability calculation. When we use this method to calculate the column frame column stability , the length factor should be concluded through the framework of the overall stability analysis which results in the equivalent between frame column stability calculation and stability calculation. For a single layer or multilayer framework, the column length coefficient of computation presented by Specification for design of steel structures (GB50017-2003) base on five basic assumptions. Including:all the pillars in the framework is the loss of stability at the same time, that is ,the critical load of the column reach at the same time. According to this assumes, each column stability parameters of the frame and bar stability calculation method, is based on some simplified assumptions or typical.Designers need to make sure that the design of structure must be in accordance with these assumptions.2.3.The detail structure design of steel structure and the stable calculation of component should be consistent. The guarantee that the steel structure detail structure design and component conforms to the stability of the calculation is a problem that needs high attention in the design of steel structure.Bending moment tonon-transmission bending moment node connection should be assigned to their enough rigidity and the flexibility.Truss node should minimize the rods' bias.But, when it comes to stability, a structure often have different in strength or special consideration. But requirement above in solving the beam overall stability is not enough.Bearing need to stop beam around the longitudinal axis to reverse,meanwhile allowing the beam in thein-plane rotation and free warp beam end section to conform to the stability analysis of boundary conditions. 3.The analysis method of the steel structure stabilitySteel structure stability analysis is directed at the outer loads under conditions of the deformation of structure.The deformation should be relative to unstability deformation of the structure or buckling. Deformation between load and structure is nonlinear relationship , which belongs to nonlinear geometric stability calculation and uses a second order analysis method. Stability calculated, both buckling load and ultimate load, can be regarded as the calculation of the stability bearing capacity of the structure or component.In the elastic stability theory, the calculation method of critical force can be mainly divided into two kinds of static method and energy method.3.1.Static methodStatic method, both buckling load and ultimate load, can be regarded as the calculation of the stability bearing capacity of the structure or component. Follow the basic assumptions in establishing balance differential equation:1)Components such as cross section is a straight rod.2)Pressure function is always along the original axis component3)Material is in accordance with hooke's law, namely the linear relationship between thestress and strain.4)Component accords with flat section assumption, namely the component deformation infront of the flat cross-section is still flat section after deformation.5)Component of the bending deformation is small ant the curvature can be approximatelyrepresented by the second derivative of the deflection function.Based on the above assumptions, we can balance differential equation,substitude into the corresponding boundary conditions and solve both ends hinged the critical load of axial compression component .3.2.Energy methodEnergy method is an approximate method for solving stability bearing capacity, through the principle of conservation of energy and potential energy in principle to solve the critical load values.1)The principle of conservation of energy to solve the critical loadWhen conservative system is in equilibrium state, the strain energy storaged in the structure is equal to the work that the external force do, namely, the principle of conservation of energy. As thecritical state of energy relations:ΔU =ΔWΔU—The increment of strain energyΔW—The increment of work forceBalance differential equation can be established by the principle of conservation of energy.2)The principle of potential energy in value to solve the critical load valueThe principle of potential energy in value refers to: For the structure by external force, when there are small displacement but the total potential energy remains unchanged,that is, the total potential energy with in value, the structure is in a state of balance. The expression is:dΠ=dU-dW =0dU—The change of the structure strain energy caused by virtual displacement , it is always positive;dW—The work the external force do on the virtual displacement;3.3.Power dynamics methodMany parts of the qualitative theory of differential equations and dynamical systems deal with asymptotic properties of solutions and the trajectories—what happens with the system after a long period of time. The simplest kind of behavior is exhibited by equilibrium points, or fixed points, and by periodic orbits. If a particular orbit is well understood, it is natural to ask next whether a small change in the initial condition will lead to similar behavior. Stability theory addresses the following questions: will a nearby orbit indefinitely stay close to a given orbit? will it converge to the given orbit (this is a stronger property)? In the former case, the orbit is called stable and in the latter case, asymptotically stable, or attracting. Stability means that the trajectories do not change too much under small perturbations. The opposite situation, where a nearby orbit is getting repelled from the given orbit, is also of interest. In general, perturbing the initial state in some directions results in the trajectory asymptotically approaching the given one and in other directions to the trajectory getting away from it. There may also be directions for which the behavior of the perturbed orbit is more complicated (neither converging nor escaping completely), and then stability theory does not give sufficient information about the dynamics.One of the key ideas in stability theory is that the qualitative behavior of an orbit under perturbations can be analyzed using the linearization of the system near the orbit. In particular, at each equilibrium of a smooth dynamical system with an n-dimensional phase space, there is acertain n×n matrix A whose eigenvalues characterize the behavior of the nearby points (Hartman-Grobman theorem). More precisely, if all eigenvalues are negative real numbers or complex numbers with negative real parts then the point is a stable attracting fixed point, and the nearby points converge to it at an exponential rate, cf Lyapunov stability and exponential stability. If none of the eigenvalues is purely imaginary (or zero) then the attracting and repelling directions are related to the eigenspaces of the matrix A with eigenvalues whose real part is negative and, respectively, positive. Analogous statements are known for perturbations of more complicated orbits.For the structure system in balance,if making it vibrate by applying small interference vibration,the structure of the deformation and vibration acceleration is relation to the structure load. When the load is less than the limit load of a stable value, the acceleration and deformation is in the opposite direction, so the interference is removed, the sports tend to be static and the structure of the equilibrium state is stable; When the load is greater than the ultimate load of stability, the acceleration and deformation is in the same direction, even to remove interference, movement are still divergent, therefore the structure of the equilibrium state is unstable. The critical state load is the buckling load of the structure,which can be made of the conditions that the structure vibration frequency is zero solution.At present, a lot of steel structure design with the aid of computer software for structural steel structure stress calculation, structure and component within the plane of strength and the overall stability calculation program automatically, can be counted on the structure and component of the out-of-plane strength and stability calculation, designers need to do another analysis, calculation and design. At this time the entire structure can be in the form of elevation is decomposed into a number of different layout structure, under different levels of load, the structure strength and stability calculation.local stability after buckling strength of the beam, it can be set up to the beam transverse or longitudinal stiffener, in order to solve the problem, the local stability of the beam stiffening rib according to Specification for Design of Steel Structures (GB50017-2003) ; Finite element analysis for a web after buckling strength calculation according to specification for design of steel structures (GB50017-2003) 4, 4 provisions. Axial compression member and a local bending component has two ways: one is the control board free overhanging flange width and thickness ratio of; The second is to control web computing the ratio of the height and thickness. For circular tube sectioncompression member, should control the ratio of outer diameter and wall thickness and stiffener according to specification for design of steel structures (GB50017-2003), 5 4 rule.4.ConclusionSteel structure has advantages of light weight, high strength and high degree of industrialization and has been widely used in the construction engineering.I believe that through to strengthen the overall stability and local stability of the structure and the design of out-of-plane stability, we could overcome structure design flaws and its application field will be more and more widely.referencesGB50017-2003,Design Code for Steel Structures[S]Chen Shaofan, Steel structure design principle [M]. Beijing: China building industry press, 2004 Kalman R.E. & Bertram J.F: Control System Analysis and Design via the Second Method of Lyapunov, J. Basic Engrg vol.88 1960 pp.371; 394LaSalle J.P. & Lefschetz S: Stability by Lyapunov's Second Method with Applications, New York 1961 (Academic)Smith M.J. and Wisten M.B., A continuous day-to-day traffic assignment model and the existence of a continuous dynamic user equilibrium , Annals of Operations Research, V olume 60, 1995 Arnold, V. I. (1988). Geometric methods in the theory of differential equations. Grundlehren der Mathematischen Wissenschaften, 250. Springer-Verlag, New York. ISBN 0-387-96649-8 Structural stability at Scholarpedia, curated by Charles Pugh and Maurício Matos Peixoto.。

钢结构设计中的稳定性问题分析

钢结构设计中的稳定性问题分析摘要：目前，钢结构中的稳定问题不但令经济造成严重的损失，而且会造成人员的伤亡。

现代工程史上因失稳而造成的钢结构事故数量不断增多，所以加强钢结构设计中的稳定性已势在必行。

文章主要通过笔者多年的工作实践，针对钢结构设计中的稳定问题进行分析，并提出了有效的解决措施。

关键词：钢结构；稳定；设计Abstract: at present, the steel in the stability problems not only make economic caused heavy losses, but also caused the personnel casualties. In the history of modern engineering for instability caused by the increasing number of steel structure accident, so to strengthen the stability of steel structure design is imperative. This article mainly through the writer’s many years experience in steel structure design of the stability problems are analyzed, and puts forward some effective measures.Keywords: steel structure; Stability; design一．钢结构稳定设计的主要原则根据笔者多年的工作经验，保证钢结构在设计中的稳定主要包括三方面的原则。

1．钢结构布置时，应考虑各个环节的稳定性要求目前的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。

为了令这些平面结构不致出现平面失稳，需要从结构整体布置来解决，亦即设计必要的支撑构件。

钢结构稳定设计相关问题论文

浅析钢结构稳定设计的相关问题【摘要】为更好的满足现代建筑工程的发展需要，提高建筑质量和更好的符合节能降耗建设的发展要求，轻型钢结构以其独特的优势性已逐步成为现代建筑工程中的主要设计与施工的首选。

下面本文将结合作者多年的工作实践经验，对钢结构的稳定设计进行简单的论述。

【关键词】钢结构；稳定性；设计随着国家综合实力的不断增强，各种相关性的工程建设均已逐步展开，但是在建筑工程快速发展的过程中，各种设计、施工、质量等问题也随之而逐步的暴露出来，钢结构的失稳现象便是其中之一。

下面文章将从钢结构稳定设计的基本概念、失稳分类、稳定性设计原则和特点等方面对其进行简要的分析研究。

1 钢结构稳定设计的基本概念1.1 钢结构的强度与稳定所谓的钢结构强度属于应力范围问题，主要是指结构组件在其稳定平衡状态下由荷载所引起地最大应力是否超过建筑材料的极限强度。

钢制材料的特性是决顶其极限强度的关键因素。

稳定问题则与强度问题不同，它主要是指外荷载与结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态，即变形开始急剧增长的状态，从而设法避免进入该状态，因此，它是一个变形问题。

轴压柱，由于失稳，侧向挠度使柱中增加数量很大的弯矩，因而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度。

显然，轴压强度不是柱子破坏的主要原因。

1.2 钢结构的失稳1.2.1 受弯构件中梁在最大刚度平面内受弯的梁远在钢材到达屈服强度前就可能因出现水平位移而扭曲破坏，梁的这种破坏被称之为整体失稳。

1.2.2 受弯构件中组合梁大多是选用高而薄的腹板来增大截面的惯性矩与底抗矩，同时也多选用宽而薄的翼缘来提高梁的稳定性，如钢板过薄，梁腹板的高厚比或是翼缘的宽厚比大到一定的程度时，腹板或受压翼缘在没有达到强度限值就发生波浪形的屈曲，使梁失去了局部稳定。

它是使钢结构早期破坏的因素。

1.2.3 受力构件中，截面塑性发展到一定程度构件突然而被压坏，压弯构件失去稳定。

而压弯构件的计算则要同时考虑平面内的稳定性与平面外的稳定性。

钢结构毕业论文范文

钢结构毕业论文范文摘要：本篇毕业论文主要探讨了钢结构在建筑领域中的应用。

目前，随着科技的发展和城市化进程的加快，钢结构在建筑领域中的应用越来越广泛。

通过对现有文献和案例的研究，我们发现钢结构具有重量轻、强度高、施工快捷等优点。

在论文的后半部分，我们还详细讨论了钢结构的设计、施工过程和监控技术。

这些都有助于读者更加深入地了解钢结构在建筑中的应用。

关键词：钢结构，建筑，轻型，强度，施工，监控引言：钢结构作为建筑领域中一种重要的结构形式，由于其具有优良的性能和适应性，被广泛应用于各种建筑类型中。

它的应用不仅能够提高建筑的稳定性和安全性，还能够减少建筑物的自重，提高使用空间的灵活性。

随着城市化进程的加快，以及对建筑效能和施工时间的要求日益提高，钢结构的应用前景越来越广阔。

一、钢结构的特点及应用优势钢结构具有重量轻、强度高、施工快捷等特点，因此在建筑领域中有着广泛的应用。

相对于传统的混凝土结构，钢结构更加适合创造大跨度的建筑形式，提供更大的使用空间。

另外，钢结构还能够适应各种气候环境和地理条件，具有较高的抗震性能和耐用性。

二、钢结构的设计原则钢结构设计的关键在于确定结构的荷载和边界条件，合理选取结构材料和构件，并进行合理的构造设计。

另外，设计时还需要考虑结构的抗震性能、防火性能和变形控制等因素。

三、钢结构的施工过程钢结构的施工过程包括了预制、安装和焊接等环节。

在预制过程中，需要制作好各个构件，并进行检查和验收。

在安装过程中，需要确保各构件之间的连接牢固，同时采取安全措施，保证工人的安全。

在焊接过程中，需要严格控制焊接参数，确保焊缝质量达到要求。

四、钢结构的监控技术对于钢结构的监控，主要是对结构的安全性进行评估和监测。

通过使用传感器和监测仪器，可以实时监测结构的受力情况和变形情况。

一旦发现问题，可以及时采取措施进行修复。

结论：钢结构作为一种优良的结构形式，在建筑领域中应用广泛，并且有着明显的优势。

通过合理的设计、施工过程和监控技术，可以确保钢结构的安全性和稳定性。

建筑钢结构稳定设计[论文]

试论建筑钢结构的稳定设计摘要随着建筑类经济快速的发展，工业建筑应用钢结构的越来越多。

防止结构失稳，是钢结构设计中应充分注意的问题。

本文阐述了钢结构的特性及在建筑上的应用，并对其稳定性的设计进行分析，根据设计经验进行总结，为后续设计施工提供技术支持。

关键词刚结构稳定性设计中图分类号：s611 文献标识码：a工业建筑钢结构的稳定问题在设计中，设计人员应该注重结构构件的稳定性能，以免在设计过程中发生不必要的失稳损失；其次，随着新型结构的出现，设计人员对其性能认识的不足，从而导致构件的失稳，就这个问题阐述了新型结构现存的问题，并且针对问题论述了产生的原因。

1建筑钢结构的稳定性设计钢结构的稳定性设计、在各种类型的钢结构中，由于结构失稳造成的伤亡事故时有发生、为了更好地保证钢结构稳定设计中构件不失稳定，保证工程质量及使用安全，有必要对钢结构的稳定性设计进行详细探讨。

1.1钢结构稳定性的概念钢结构强度小或失稳都会造成结构破坏，但是强度与稳定的概念并不相同、钢结构的强度是一个应力问题，指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载引起的最大应力（或内力）是否超过建筑材料的极限强度、钢材以其屈服点作为极限强度、而稳定是一个变形问题，构件所受外部荷载与结构内部抵抗力间是不稳定的，关键是找出这一不稳定的平衡状态，避免变形急剧增长而发生失稳破坏。

1.2钢结构稳定性设计要点（1）钢结构布置必须从体系和各组成部分的稳定性要求整体考虑，目前钢结构大多是按照平面体系进行设计，如桁架和框架、保证平面结构不出现平面外失稳，要求平面结构构件的平面稳定计算需与结构布置相一致，如增加必要的支撑构件等。

（2）实用计算方法所依据的简图与结构计算简图保持一致，中层或多层框架结构设计框架稳定分析通常是省略的，只进行框架柱的稳定计算，由于框架各柱的杆件稳定计算的常用力法、稳定参数等是依据一定的简化典型情况或假设者得出的，因此设计者要能保证所有的条件符合假设时才能应用。

钢结构毕业论文

钢结构毕业论文钢结构毕业论文钢结构作为一种重要的建筑结构形式，具有优异的性能和广泛的应用领域。

本文将就钢结构的历史发展、设计原则、施工技术以及未来发展方向进行探讨，旨在为读者提供全面的了解和深入的思考。

一、历史发展钢结构的历史可以追溯到19世纪末，当时工业革命的兴起催生了对更高强度结构的需求。

第一座采用钢结构的建筑物是1889年巴黎的埃菲尔铁塔，这座标志性建筑展示了钢结构的巨大潜力。

随着钢材生产技术的不断改进和工程设计的创新，钢结构在建筑领域得到了广泛应用。

二、设计原则在进行钢结构设计时，需要考虑以下几个原则：1. 强度和稳定性：钢材具有较高的强度和刚性，能够承受较大的荷载。

设计中需要合理选择截面形状和尺寸，以确保结构的强度和稳定性。

2. 经济性：钢结构的设计应尽可能节约材料，减少成本。

通过合理的布置和优化设计，可以减少钢材的使用量，提高工程的经济性。

3. 施工可行性：在设计过程中，需要考虑施工的可行性。

合理的节点设计和施工工艺能够提高施工效率，减少人力和时间成本。

三、施工技术钢结构的施工技术包括以下几个方面：1. 钢材加工：钢结构的加工需要经过切割、焊接、钻孔等工序。

现代化的钢材加工设备和技术能够提高生产效率和质量。

2. 拼装与安装：钢结构的拼装和安装需要精确的测量和精细的操作。

采用现代化的起重设备和施工工艺，能够提高施工效率和安全性。

3. 防腐与维护：钢结构容易受到腐蚀的影响，因此需要进行防腐处理。

定期的维护和检查能够延长钢结构的使用寿命。

四、未来发展方向随着科技的不断进步和社会的发展，钢结构在未来将面临以下几个发展方向：1. 绿色环保：钢结构的生产和施工对环境造成一定的影响。

未来的发展应注重减少能耗和排放，推动钢结构的绿色化发展。

2. 智能化：随着智能技术的快速发展，钢结构也将朝着智能化方向发展。

通过引入传感器、自动化设备和数据分析技术，可以实现钢结构的智能监控和管理。

3. 高性能材料：随着新材料的不断涌现，钢结构也将采用更高性能的材料。

钢结构毕业设计论文

钢结构毕业设计论文摘要：钢结构作为一种重要的建筑结构形式，在现代建筑领域得到了广泛应用。

本文主要研究了钢结构的设计原理、施工工艺以及相关的优缺点，通过实际案例分析探讨了钢结构在建筑中的应用和发展趋势。

通过对钢结构的研究和分析可以发现，钢结构具有高强度、抗震、可塑性好等优点，但也存在着腐蚀、施工难度大等缺点。

因此，钢结构在设计和施工过程中需要加以合理的考虑和应用。

关键词：钢结构、设计原理、施工工艺、优缺点、应用、发展趋势1、引言钢结构是以钢材为主要材料，通过连接构件组成的一种建筑结构形式。

钢结构具有很高的强度、刚度和稳定性，广泛应用于各类建筑中。

本文通过研究钢结构的设计原理和施工工艺，分析了钢结构在建筑中的应用和发展趋势。

2、钢结构的设计原理2.1强度设计原理钢结构的强度设计原理是基于材料的力学性能和结构的受力规律。

根据结构的荷载特点和强度要求，采用适当的钢材和截面形状，通过计算和验算确定各构件的强度和稳定性。

2.2刚度设计原理刚度设计原理是指通过控制结构的刚度，使结构在受力过程中不会产生过大的变形和挠度。

刚度设计主要考虑结构的刚度比例、节点设计和连接设计等因素，以保证结构的稳定和耐久性。

3、钢结构的施工工艺3.1组装式施工工艺组装式施工工艺是指将钢构件在生产厂家进行预制后，通过运输和组装的方式进行建筑施工。

这种施工工艺可以提高施工效率和质量，减少工期和人力投入。

3.2简支梁施工工艺简支梁施工工艺是指将钢梁作为支撑结构，在搭设好临时支架后进行钢梁的安装和连接。

这种施工工艺适用于较长、较大跨度的梁结构，能够确保钢梁的水平度和稳定性。

4、钢结构的优缺点4.1优点钢结构具有高强度、抗震和可塑性好的特点，能够承受较大的荷载和变形。

此外，钢结构的施工周期短，能够提高建筑工程的进度和效率。

4.2缺点钢结构容易受到腐蚀的影响，需要进行防腐处理。

同时，钢结构的施工难度大，需要专业的人员进行施工和监督。

5、钢结构在建筑中的应用和发展趋势钢结构在高层建筑、工业厂房等领域得到了广泛应用。

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钢结构稳定性设计论文
【摘要】随着社会的进步，工程建筑的结构越来越复杂，建筑形式也来也多样，就目前来看，钢结构建筑的应用已经十分广泛，钢结构与其它结构存在很大差别，其稳定性分析也面临着更大的难度，一旦钢结构稳定性分析出现偏差，将会为整个工程留下风险隐患，可见做好钢结构设计，做好钢结构稳定性分析十分必要
在钢结构设计的过程中，稳定性是一个非常重要的环节。

钢结构在建筑行业中的广泛应用使得其稳定性的研究非常迫切。

稳定性设计并不是简单地将图纸付诸于施工即可，它是一项十分重要的工作，直接与建筑工程的效益和施工人员的生命挂钩。

钢结构设计中的稳定在整个建筑工程中有着举足轻重的作用。

设计人员在设计之前应该熟知结构件稳定性设计的基本原则，并了解各个结构件的稳定性能。

设计完之后要不断地完善设计方案，与此同时，设计人员应当要不断地加强自身专业知识的学习，从而确保钢结构设计的稳定性。

一、钢结构失稳的类别与原因分析
1、钢结构失稳的类别
常见的稳定性问题有分支点失稳、极值点失稳、跨越式失稳。

分支点失稳，指的是平衡分岔的稳定问题。

此类问题的主要表现为在完善直杆轴心和平板中面受压时的屈曲；二是极值点失稳，即无平衡分岔的稳定问题。

这一类问题主要表现为，是指结构受到偏心压力的时候，塑性在达到极限时所产生的变形形态；三是跳跃失稳，它与上述两种稳定问题的类型不同，并无平衡分岔点和极值点，其主要是指在
稳定平衡丧失以后，会随机跳跃到另一个稳定平衡状态。

2、钢结构设计失稳的原因
钢结构的稳定性问题主要是指该结构在受到外界的干扰的时候能否恢复到原来的状态的一种性能。

钢结构的稳定性容易受到很多种因素的影响，存在很大的随机性。

所以，影响钢结构设计失稳的原因需要考虑全面，在考虑自身的原因的同时要考虑到外界因素，进而解决失稳问题。

（1）钢自身构件的承载力。

钢结构自身的承载能力对于其稳定性设计有一定程度的影响，这些结构包括材料的截面特征等。

在设计建模时为了对结构进行更加详细的研究，在设计时期对于数学模型等提出的假设和现有的技术水平很难在前期的计算中得到十分准确的反应，造成出现计算值和实际的承载力相差极大的现象。

（2）结构参数不精确
众所周知，参数十分常重要的，尤其是建筑材料方面，某些行业在进行工程建造时，凭借的是以往的经验或参照以前类似的工程的稳定性结构参数，对现存的建筑市场的实际情况掌握程度不够，缺乏科学的市场调研，因此，使用的结构参数难免与实际情况有出入，降低了工程的稳定性。

（3）稳定理论不完善。

由于钢结构的稳定理论并不完善，但是很多设计师在进行钢结构稳定性设计的过程中，忽略了稳定性因素，所以就带来了一些无法确定的因素，影响钢结构的稳定性，这样就会引起结构上一些显著差异的出现。

因此，钢结构的稳定性设计应该将
随机参数考虑在内，并对干扰型屈曲等问题进行详细研究。

二、钢结构稳定性设计应该遵循的原则
由于钢结构稳定性设计存在很多缺陷，造成在建筑工程的实际施工中经常出现一些损失，影响施工的进行并威胁生命安全。

以下是对钢结构稳定性设计中应该遵循的原则进行详细分析。

1、结合实际
钢结构需要进行计算的简图和实际钢结构的计算方式对应的简图一致。

如果是一些特殊的框架设计，设计工作人员就需要根据实际的情况来进行稳定性计算，从而保证钢结构设计的稳定性。

据我国相关文件表示，框架的稳定参数与杆件的设计和制定都来自于简化和假设。

2、设计与计算一致
钢结构的稳定性设计和钢结构的稳定性实际计算相吻合。

确保钢结构的稳定性设计和钢结构的稳定性实际计算是设计人员在进行设计的时候最应该关注的问题。

所以，在考虑钢结构的构造的时候，应该从不同的强度进行全面布局。

3、稳定性必须是整体的或者对应组成部分的稳定性
由于设计多数属于平面设计，为了保证平面设计体系的稳定性，就要在整体结构布局上下功夫，还需要注意到相互部件之间的关系。

三、钢结构设计稳定性现状分析
1、钢结构的强度和稳定之间的区别
钢结构的强度通常是指从结构上或者某个构件角度考虑，荷载引
发的应力与建筑材料极限强度的关系，属于应力范畴。

钢结构的稳定问题是找出外荷载和结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态，也就是通常意义上的并行开始并快速增加时的状态，进而可以研究如何避免该状态的出现，所考虑的是变形问题，而不是应力问题。

2、不够完善的预张拉力体系
钢结构施工前都预测对应的张拉力，只有科学的张拉力预测，才可以有效保障施工中材料的合理安排，科学地确定材料的位置。

由于我国当前施工单位人员还没有形成相关理论体系，在施工中很难有这部分的科学理论保证。

3、钢结构的整体与局部之间不妥当
由于无论是从设计还是施工，当前的技术人员都缺乏科学的整体和局部观念，在设计与施工过程中，考虑都有疏漏，这在比较复杂的工程中，尤其是跨度大的建筑体施工时，都会影响工程的进度和工程质量。

4、钢结构的柱理论
针对网壳结构的稳定性，我们应该重点研究它的梁和柱，也就是梁-柱理论。

但由于该理论目前不成熟，所以还需对轴力与弯矩等进行有针对性的切实研究。

5、我国钢结构体系的稳定性不确定因素较多
在钢结构建设项目施工中，会出现多种不确定的因素，由于这些不确定性，造成参数上的误差加大，使得结构偏离科学，发生变化。

四、对钢结构稳定性的方法的分析
通常情况下，分析钢结构稳定的问题，要根据结构在外荷载作用下存在变形的条件下进行。

这一变形应该对应于研究的结构或构件失稳时出现的变形。

结构变形与荷载两者之间的关系是非线性的，因此稳定计算应该采用二阶分析方法来对非线性的几何问题进行解决。

在进行稳定计算的过程中确定的屈曲荷载或者极限荷载，都可以被看作是所计算的结构或构件的稳定承载力。

1、能量法。

在求解稳定承载力的方法中，能量法是的一种近似的方法，它主要是指利用势能驻值原理和能量守恒原理对临界荷载进行求解。

一是利用势能驻值原理对临界荷载进行求解。

势能驻值原理的内涵是，结构受到外力作用时，当总势能有驻值即有微小位移而总势能不变时，结构处在平衡的状态；二是利用能量守恒原理对临界荷载进行求解。

能量守恒原理的内涵是指，贮存在结构体系中的应变能，在保守体系处于平衡状态时，等于外力所做的功。

2、改变结构计算图形的加固方法
根据实际经验，目前，钢结构稳定性加固的设计方式可以从改变结构计算图形、调整荷载分布形式、加大结构截面以及连接强度等几个方面着手，以此来保证钢结构施工的稳定进行。

3、加固钢结构
由于钢结构的稳定性容易在实际的施工中出现问题，所以在设计期间应该提前对钢结构的稳定性进行加固。

根据目前我国的实际情况，发现钢结构的稳定性设计应该从改变计算图形和加大连接强度等方面入手，保证施工的安全进行。

总之，随着社会的进步，工程建筑的结构越来越复杂，建筑形式也来也多样，就目前来看，钢结构建筑的应用已经十分广泛，钢结构与其它结构存在很大差别，其稳定性分析也面临着更大的难度，一旦钢结构稳定性分析出现偏差，将会为整个工程留下风险隐患，可见做好钢结构设计，做好钢结构稳定性分析十分必要。

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[2] 李新平. 截面为倒三角形的格构式圆弧拱屋盖系统的稳定性设计探析与应用[J]. 建筑经济. 2011（S1）
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