压弯构件的稳定-陈绍蕃资料
受弯构件的整体稳定-陈绍蕃版
临界弯矩
h为上、下翼缘中到中距离，也可忽略翼缘厚度影响而取为梁截面高度，Iy为梁截面绕弱轴的惯 性矩，l为梁的跨度。
钢结构稳定设计指南
2015年11月
2 双轴对称工形截面梁 正则化长细比
受弯构件的整体稳定
简化公式
I x和i x分别为截面绕x轴（强轴）的惯性矩和回转半径.为强度等级修正系数。扭转影响因子。
加强受压翼缘时， 加强受拉翼缘时， 双轴对称截面，
b0.8(2b1)
b 2b1 b 0
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2015年11月
整体稳定系数b通用计算公式：
受弯构件的整体稳定
bb432 y20W Ahx 14.y4t1 h2b2f3y5 （4-7）
b——等效临界弯矩系数； 它主要考虑各种荷载作用位置、弯矩的分布状况以及在有中间侧向支承点时还考虑了梁段之间的相
钢结构稳定设计指南
2015年11月
二、支撑的作用
受弯构件的整体稳定
当梁上没有铺板时, 为了防止整体失稳降低承载能力, 可以设置支撑来解决。由于梁的 尖稳变形包括侧向弯内和扭转, 防止整体失稳就需要对侧移和扭传两种变形都加以约束。
互约束作用的影响。
y=l1/iy——梁在侧向支点间，截面绕y-y轴的长细比； l1——受压翼缘侧向支点间距离（梁的支座处视为有侧向支承）； iy——梁毛截面对y轴的截面回转半径；A——梁的毛截面面积；
h、t1——梁截面全高、受压翼缘厚度；
b——截面不对称修正系数。
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2015年11月
受弯构件的整体稳定
钢结构稳定设计指南
2015年11月
2 双轴对称工形截面梁 承受横向荷载
受弯构件的整体稳定
钢结构稳定设计指南
稳定理论和钢结构设计相结合——三十年来工作和学习的汇报（陈绍蕃）
稳定理论和钢结构设计相结合——三十年来工作和学习的汇报陈绍蕃上世纪70年代初我有幸参与我国钢结构设计规范的编制工作，从而开始和稳定理论与稳定设计打交道。
此后，规范两次修订和高层钢结构及门式刚架两本规程的编制，我也都躬逢其盛，参与有关稳定课题的研究和条文的拟订。
与此同时，70年代来高校开始招收硕士研究生，我和教研室的同志合开钢结构稳定理论课程。
80年代招收博士研究生，我又讲授高等结构稳定理论课程。
开新课是一个边学边授的过程，为此阅读大量有关稳定分析的论文。
理论方面的充电，为解决实际问题提供了条件。
回顾三十年学习、授课、研究和从事规范、规程工作的历程，对稳定理论如何溶入钢结构设计，使之密切结合，有一些肤浅体会，借此机会就教于广大同行。
1．树立完整正确的结构稳定概念防止失稳是钢结构设计的重要任务。
设计规范中有关构件计算的条款大多和稳定问题有关。
但是仅仅遵守这些条款并不能够保证结构不致失稳，因为规范只涉及最基本的问题，覆盖面不够广。
况且对条款的依据缺乏了解者还有可能误用规范，造成差错。
树立正确而完整的稳定分析和稳定设计的概念，对设计工作者至关重要。
首先要明确区分强度和稳定的不同性质。
TJ17-74规范压杆稳定计算的公式是：[]σϕσ≤=AN （1） 这一表达式反映我们当时对压杆失稳的性质在概念上含混不清，因为N /ϕA 并不是应力，不应该用σ来表示。
GBJ17-88规范纠正了这一错误，删去了σ。
但是，如果不仔细体会，只看到公式中的N 和A ，还可能误认为稳定计算和强度计算一样，是针对杆件某一个截面的验算。
实际上强度计算是一个截面承载力的验算，即应力问题，而稳定计算则是整个杆件的承载力验算。
只要从ϕ系数由杆件长细比决定，就可以理解。
如果杆件是桁架或框架的组成部分，则长细比涉及所计算杆和相邻杆的关系，包括后者的受力情况，也就是涉及到了整个结构。
为了使初学者一开始就认清稳定问题的实质，我们在新版钢结构教材中不再按构件分章，而是按极限状态分章。
陈绍蕃 钢结构第四章答案
第四章4. 1有哪些因素影响轴心受压杆件的稳定系数？ 答：①残余应力对稳定系数的影响；②构件的除弯曲对轴心受压构件稳定性的影响； ③构件初偏心对轴心轴心受压构件稳定性的影响； ④杆端约束对轴心受压构件稳定性的影响；4.3影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性的措施有哪些？ 答：主要影响因素：①梁的侧向抗弯刚度y EI 、抗扭刚度t GI 和抗翘曲刚度w EI 愈大，梁越稳定； ②梁的跨度l 愈小，梁的整体稳定越好；③对工字形截面，当荷载作用在上翼缘是易失稳，作用在下翼缘是不易失稳； ④梁支撑对位移约束程度越大，越不易失稳； 采取措施：①增大梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度和抗翘曲刚度； ②增加梁的侧向支撑点，以减小跨度；③放宽梁的受压上翼缘，或者使上翼缘与其他构件相互连接。
4.6简述压弯构件中等效弯矩系数mx β的意义。
答：在平面内稳定的计算中，等效弯矩系数mx β可以把各种荷载作用的弯矩分布形式转换为均匀守弯来看待。
4.10验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。
钢材为Q235钢，翼缘为火焰切割边，沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为N =1500kN 。
解：由支承条件可知0x 12m l =，0y 4m l =23364x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭3364y 5001821225031.310mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯=⨯2225012500810000mm A =⨯⨯+⨯=x 21.8cm i ===，y 5.6cm i ===0x x x 12005521.8l i λ===，0y y y 40071.45.6l i λ===，翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面，故按y λ查表得=0.747ϕ整体稳定验算：3150010200.8MPa 215MPa 0.74710000N f A ϕ⨯==<=⨯，稳定性满足要求。
钢结构一代宗师陈绍蕃
钢结构一代宗师陈绍蕃有这么一位老人，一辈子默默耕耘在中国钢结构教育事业上，他就是中国钢结构事业的开拓者，西安建筑科技大学教授、博士生导师陈绍蕃。
陈绍蕃，祖籍浙江省海盐县，1919年生于北京。
1936年，以优异成绩升入上海中法工学院土木工程系，开启了他从事钢结构事业的大门。
1945年，被派往美国芝加哥西北铁路公司进行为期一年的桥梁工程实习。
1946年，学习期满回国后，在茅以升建立的中国桥梁公司从事铁路桥梁的设计和修复工作。
1948年，国内政局动荡，年轻的陈绍蕃经过深思熟虑，决定留在国内，将教书育人作为毕生追求的事业。
20世纪50年代，新中国百废待兴，陈绍蕃一方面潜心研究国际钢结构技术，一方面深入我国建筑领域，对建筑中利用钢结构的一些项目进行现场考察，收集并掌握了大量的资料。
陈绍蕃的专业基础扎实、思想活跃，能敏锐地发现钢结构工程中遇到的问题和症结所在。
他认为钢结构的稳定性是钢结构构件设计的主要问题，世界上多次发生钢结构工程的倒塌事故，多半是由于钢结构构件的稳定性不足造成的。
为此，陈绍蕃长期以来对钢结构的稳定性进行了全面深入的研究。
很快，他就凭借敏锐的洞察力、开阔的视野、扎实的基础、丰富的实践经验，从一大批学者中脱颖而出，并被喻为我国钢结构领域的三大才子之一。
矢志不移、勤勉踏实、实事求是、勇于创新是陈绍蕃从事科研工作的一贯作风。
他说：“跟着感觉走，迷信和依赖权威而不愿多动脑筋，这对学者来说是绝对不允许的。
勤奋是成功的催化剂，而持之以恒、滴水穿石更是抵达成功彼岸最近的通道。
”谈到钢结构领域，陈绍蕃如数家珍：“钢结构在国际上的发展、应用历史不算太长。
1870年钢结构才正式出现。
1889年法国巴黎世博会建成的高达320米的艾菲尔铁塔即采用了这种结构形式。
而轻钢结构的出现距今不足百年。
所以说，钢结构这种建筑形式在世界上还属于一种新形式，也是极富生命力的一种建筑形式。
从其产生到现在短短百余年，钢结构在全世界如迅雷般普及和拓展。
《钢结构设计原理》陈绍蕃讲义
钢结构设计原理第一章钢结构的基本性能建筑工程中，钢结构所用的钢材都是塑性比较好的材料，在拉力作用下，应力-应变曲线在超过弹性后有明显的屈服点和一段屈服平台，然后进入强化阶段。
传统的钢结构设计，以屈服点作为钢材强度的极限，并把局部屈服作为承载能力的准则。
目前利用塑性的设计方法已经提上了日程。
钢材和其他建筑结构材料相比，强度要高得多。
在同样的荷载条件下，钢结构构件截面小，截面组成部分的厚度也小。
因此，稳定问题在钢结构设计中是一个突出的问题。
建筑结构钢材有较好的韧性。
因此，钢结构是承受动荷载的重要结构。
钢材的韧性也不是一成不变的。
材质、板厚、受力状态、温度等都会对它产生影响。
【钢材的生产及其对材性的影响】建筑结构所用的钢材包括两大类：一类是热轧型钢和钢板；另一类是冷成型（冷弯、冷冲、冷轧）的薄壁型钢和压型钢板。
-一、钢的熔炼冶炼按需要生产的钢号进行，它决定钢材的主要化学成分。
炼钢的原料为99%钢水+废钢+合金元素。
平炉炼钢的质量优于转炉炼钢的质量。
目前，我国采用转炉炼钢，转炉钢具有投资少、建厂快、生产效率高、原料适应性强等优点。
二、钢的脱氧脱氧的手段是在钢液中加入和氧的亲和力比铁高的锰、硅和铝。
脱氧的程度对钢材的质量颇有影响。
锰是弱脱氧剂。
硅是较强的脱氧剂。
铝是强脱氧剂。
钢液中含有较多的FeO，浇注时FeO和碳相互作用，形成CO气体逸出，引起钢液的剧烈沸腾，这种钢称之为沸腾钢。
它夹杂较多FeO，冷却后有许多气泡。
硅在还原氧化铁的过程中放出热量，使钢液冷却缓慢，气体大多可以逸出，所得钢锭称之为镇静钢。
冷却后因体积收缩而在上部形成较大缩孔，缩孔的孔壁有些氧化，在辊轧时不能焊合，必须先把钢锭头部切去。
切头后实得钢材仅为钢锭的80%~85%。
对冲击韧性（尤其是低温冲击韧性）要求高的重要结构，如寒冷地区的露天结构，钢材宜用硅脱氧后再用铝补充脱氧的特殊镇静钢。
这种钢比一般镇静钢具有更高的室温冲击韧性和更低的冷脆倾向性和时效倾向性。
压弯构件的整体稳定资料
当单层多跨时：
边柱：K 0
i1 i
中柱：K1
i1
i
i2
（二）多层多跨等截面框架柱
对多层多跨等截面框架柱的计算长度， 失稳形式分为无侧移与有侧移两种情况。
柱的计算长度系数μ和横梁的约束作用有直接关系：
1、当横梁与柱铰接时，取横梁的线刚度i1=0；
2、对底层框架柱：
当柱与基础刚接时，取K2=∞
I0
229100
边柱K0 I1 l H
12 28800
5.3
8
2.07 (5.3 5) (2.07 2.03) 2.068
(10 5)
近似公式 2 1 0.38 5.3 2.07
H01 H 2.07 800 1656 cm
中柱K1
N EY
f
其中
N EY
2
EA
2y
第六节 格构式压弯构件的稳定性计算 一、弯矩绕实轴作用时
2、弯矩作用平面外的稳定性 （同实腹式闭合式箱形截面类似）
N x A ty M y bW1y f 其中 x由换算长细比0x确定
b 1,为均匀弯曲的受弯构件整体系数
二、弯矩绕虚轴作用时 1、弯矩作用平面内的稳定性
b0 t
40
235 fy
二、腹板的局部稳定
（一） 工字形截面的
腹板
0 — 应力梯度
0
max min max
max — 腹板的计算高度边缘的 最大压应力， min — 腹板的计算高度另一边 缘相应的应力，
压应力取正，拉应力取 负
当 max min时0 0，为轴心压杆 当 max min时0 2，为受弯构件
陈绍蕃 钢结构第四章答案解析
第四章4. 1有哪些因素影响轴心受压杆件的稳定系数？ 答：①残余应力对稳定系数的影响；②构件的除弯曲对轴心受压构件稳定性的影响； ③构件初偏心对轴心轴心受压构件稳定性的影响； ④杆端约束对轴心受压构件稳定性的影响；4.3影响梁整体稳定性的因素有哪些？提高梁稳定性的措施有哪些？ 答：主要影响因素：①梁的侧向抗弯刚度y EI 、抗扭刚度t GI 和抗翘曲刚度w EI 愈大，梁越稳定； ②梁的跨度l 愈小，梁的整体稳定越好；③对工字形截面，当荷载作用在上翼缘是易失稳，作用在下翼缘是不易失稳； ④梁支撑对位移约束程度越大，越不易失稳； 采取措施：①增大梁的侧向抗弯刚度，抗扭刚度和抗翘曲刚度； ②增加梁的侧向支撑点，以减小跨度；③放宽梁的受压上翼缘，或者使上翼缘与其他构件相互连接。
4.6简述压弯构件中等效弯矩系数mx β的意义。
答：在平面内稳定的计算中，等效弯矩系数mx β可以把各种荷载作用的弯矩分布形式转换为均匀守弯来看待。
4.10验算图示焊接工字形截面轴心受压构件的稳定性。
钢材为Q235钢，翼缘为火焰切割边，沿两个主轴平面的支撑条件及截面尺寸如图所示。
已知构件承受的轴心压力为N =1500kN 。
解：由支承条件可知0x 12m l =，0y 4m l =23364x 1150012850025012225012476.610mm 12122I +⎛⎫=⨯⨯+⨯⨯+⨯⨯⨯=⨯ ⎪⎝⎭3364y 5001821225031.310mm 1212I =⨯+⨯⨯⨯=⨯2225012500810000mm A =⨯⨯+⨯=x 21.8cm i ===，y 5.6cm i ===0x x x 12005521.8l i λ===，0y y y 40071.45.6l i λ===，翼缘为火焰切割边的焊接工字钢对两个主轴均为b 类截面，故按y λ查表得=0.747ϕ整体稳定验算：3150010200.8MPa 215MPa 0.74710000N f A ϕ⨯==<=⨯，稳定性满足要求。
钢结构基础 陈绍蕃第三版第四章稳定性课件
mx M N f x A xW1x 1 0.8 N N Ex
对于单轴对称截面的压弯构件，除进行平面内稳定验算外，还应按 下式补充验算
mx M x N f A xW2 x 1 1.25 N N E
第4章 单个构件的承载力——稳定性
4.5.2 压弯构件在弯矩作用平面外的稳定性
第4章 单个构件的承载力——稳定性
4.5 压弯构件的面内和面外稳 定性及截面选择计算
4.5 压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算
4.5.1 压弯构件在弯矩作用平面内的稳定性
• 1. 压弯构件在弯矩作用平面内的失稳现象
N e0 Mx = Ne0 NEx B A D N
x
v v A z e0 N A x y y y Nux
梁丧失整体稳定现象
4.4.受弯构件的弯扭失稳
第4章 单个构件的承载力——稳定性
4.4.2 梁的临界荷载（以均匀弯矩(纯弯曲)作用下的简支梁为例）
Mx
Mx z y
Mx v dv/dz ζ
Mx z
y
η
梁的微小变形状态简图
4.4.受弯构件的弯扭失稳
第4章 单个构件的承载力——稳定性
Mx
梁的微小变形状态简图
实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的实用计算公式45压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算????nniileigileiimtycrey02022220???????????纯弯曲作用下的临界弯矩双轴对称截面压弯构件纯弯曲作用下弯扭屈曲的临界力ncr的计算方程????0202????imnnnncrcrey?1202???nnnimnneyey?改用n1122????nnmmnncrey?相关曲线nney和mmcr的相关曲线45压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算?普通工字型截面