钢结构设计中稳定性技术探讨
建筑结构如何增强结构的稳定性

建筑结构如何增强结构的稳定性建筑结构的稳定性对于建筑物的安全和持久性至关重要。
在设计和施工过程中,需要采取一系列措施来增强结构的稳定性,以确保建筑物能够抵御外界的各种力量和条件。
本文将探讨一些有效的方法和技术,以提高建筑结构的稳定性。
1. 合理的结构设计在设计阶段,对于建筑结构的稳定性需进行充分的考虑。
结构设计师需要根据建筑的规模和用途,合理选择结构形式和材料。
通过采用适当的结构形式,如框架结构、桁架结构、承重墙结构等,可以增强建筑物的整体稳定性。
同时,选取合适的材料,如钢筋混凝土、钢结构等,以提高结构的强度和刚度。
2. 加强基础建筑的基础是支撑整个建筑结构的关键部分,对于增强结构的稳定性至关重要。
为了确保基础的稳定性,需要进行足够的勘察和分析,确定合适的基础形式和尺寸。
此外,可以通过加固地基的方法,如灌注桩、钢筋混凝土承台等,来增加基础的承载能力和稳定性。
3. 采用增强措施在建筑施工过程中,可以采用一些增强措施来提高结构的稳定性。
其中一项常用的方法是加固墙体。
通过在墙体的部分或整体进行加固,如加设钢筋混凝土结构、加装钢板等,可以提高墙体的抗震性和整体刚度,进而增强结构的稳定性。
此外,还可以使用增设剪力墙、增加支撑结构等方式来增强结构的稳定性。
4. 考虑自然灾害在建筑结构设计中,需要考虑到可能发生的自然灾害,如地震、风灾等。
针对不同的自然灾害,可以采取相应的措施来增强结构的稳定性。
例如,在地震区域,可以增加建筑物的抗震能力,如采用可变刚度结构、加装抗震支撑等措施。
在风灾区域,可以采用减小风载影响的措施,如安装风抗设施等。
5. 做好维护和监测建筑结构的稳定性与其维护和监测密不可分。
及时进行维护和检查,对于及早发现和解决结构问题至关重要。
定期进行结构检测和评估,监测结构的变形和应力状况,可及时采取相应的维护和修复措施,确保结构的稳定性和安全性。
总之,建筑结构的稳定性是建筑物安全和持久性的关键所在。
通过合理的结构设计、加强基础、采用增强措施、考虑自然灾害以及做好维护和监测等措施,可以显著增强建筑结构的稳定性,确保建筑物能够在各种力量和条件的作用下保持稳定和安全。
钢结构的节点设计

钢结构的节点设计随着现代建筑技术的发展,钢结构在建筑领域中的应用越来越广泛。
作为建筑的重要组成部分,节点的设计对于钢结构的稳定性和安全性起着至关重要的作用。
本文将探讨钢结构节点设计的原则、方法和关键要素。
一、节点设计的原则1. 强度原则:节点应能承受由结构传递的荷载,并确保节点本身不会发生破坏或变形。
2. 刚度原则:节点应具有足够的刚度,以保证整个结构在荷载作用下不会产生过大的变形,从而保证建筑的稳定性。
3. 整体性原则:节点设计应考虑结构的整体性,确保节点与整个结构之间具有良好的协调性和连贯性。
4. 可靠性原则:节点设计应考虑到施工和使用过程中的各种不确定因素,并能够在不同情况下保持可靠性。
二、节点设计的方法1. 正确选择节点类型:根据结构的特点和荷载条件,选择适合的节点类型,如刚性节点、半刚性节点和可变形节点等。
2. 合理选材:选择合适的材料,如高强度钢材料,以满足节点在应力和变形方面的要求。
3. 考虑施工工艺:节点设计时应考虑到施工工艺,合理安排节点的构造顺序和施工方法,确保节点施工的可行性。
4. 充分考虑荷载:节点设计应充分考虑荷载条件,如静荷载、动荷载和地震荷载等,确保节点在各种荷载情况下的安全性。
5. 进行结构分析:通过结构分析,确定节点传递荷载的路径和力的分布情况,从而进行节点的合理设计。
三、节点设计的关键要素1. 连接方式:选择适当的连接方式,如焊接、螺栓连接或机械连接等,并根据节点的具体要求进行设计。
2. 构件形状:节点的构件形状应具有良好的适应性和连接性,以保证节点在不同荷载和变形条件下的工作性能。
3. 约束措施:在节点设计中,采取适当的约束措施,如加强加固、设置支撑等,以提高节点的刚度和稳定性。
4. 防腐措施:钢结构节点易受环境腐蚀的影响,因此,在节点设计中应考虑到防腐措施,以延长节点的使用寿命。
四、节点示例节点设计的具体形式和细节因具体工程而异。
以下是一个常见的节点设计示例:以刚性节点为例,使用焊接连接方式,钢柱与钢梁相连接。
在建筑中钢结构的稳定性探讨

在建筑中钢结构的稳定性探讨一、钢结构建筑主要的特点钢结构的一些自身特点之前一直应用与非居住的建筑研究中。
其中我们所要论述的钢结构相对来说非常适用于现代的住宅建筑,下面就详细的介绍下钢结构的主要特点。
钢结构具有良好的抗震性,我们都知道在地震的时候,能量的释放就在一瞬间内,它的破坏性是非常大的主要的破坏方式包括有非延性破坏、延性破坏和脆性破坏。
之前常用的钢筋混凝土结构在抗震方面,存在着各种各样的不足,钢结构本身就具有重量轻的特点,拿一个六层轻钢的住宅来说它的重量同一个四层的砖混结构住宅的重量几乎相同,所以说,自身承受地震的力量相对较小;同时,钢材他本身的高延性,可以很好的将地震的能量消耗一些,较少抗震产生的危害我们可以说钢结构住宅具有良好的抗震性。
钢结构可以根据客户需求,进行功能区间的布置,之前的传统住宅使用材料大部分都是钢筋混凝土所以对空间的布置有了很多限制。
例如说我们希望开间大一些,那么相应的楼板厚度就有增大,也就是说梁柱的截面积就要增大,这样对室内的美观程度会产生影响,土建方面的投资也增加了。
而钢钢材就有强度高这样的特点,这样就在布置上可以采用大空间柱网的方式,将建筑平面进行灵活分割;钢结构还具有连接简单这样的特点,跃层、错层结构也变得更加方便;钢结构的构件截面相对较小,使使用面积提高,得房率也就相应提高了;钢结构墙体相对较薄,也就是说墙体的占用面积相对也小,墙体占有面积同之前的砖混结构进行对比,大概减少了60%,也就是说使用面积增加了。
二、设计稳固性质的钢结构设计稳固性质的钢结构,在不同类别的钢结构里,因为结构失去稳定性而引起的事故伤亡等危险经常发生,便于更好地确保钢结构稳固设计里构成要件不至于失去稳固性,确保工程质量与安全生产,对于设计稳固性质的钢结构,进行具体的探索与讨论有着非常的必要。
1.稳固性质的钢结构的定义。
钢结构的强硬度不够或者失去稳固性,都会引起其结构的损坏,可是强硬度与稳固是两个不同的定义,前者是指力度问题,是在稳固均衡的情形下单一构成元件或者架构因其负荷而产生的最大性的应对力度是不是有大于建材本身的极限受力度,钢材一般都以征服点当成是其极限的受力度。
钢结构厂房重点难点,及解决措施

钢结构厂房重点难点,及解决措施钢结构厂房重点难点及解决措施在现代工业建筑中,钢结构厂房因其具有强度高、自重轻、施工速度快等优点而被广泛应用。
然而,在钢结构厂房的建设过程中,也存在着一系列的重点难点问题。
本文将对这些问题进行详细的探讨,并提出相应的解决措施。
一、钢结构厂房的重点难点(一)钢结构设计钢结构的设计是整个厂房建设的基础,其合理性直接影响到厂房的安全性、稳定性和经济性。
设计过程中需要考虑的因素众多,如厂房的使用功能、荷载情况、抗震要求、防火要求等。
同时,还需要对钢结构的构件尺寸、连接方式、节点构造等进行精确计算和设计,以确保结构的强度和稳定性。
(二)钢结构制作与加工钢结构的制作与加工质量直接关系到厂房的整体质量。
在制作过程中,需要保证钢材的材质符合要求,切割、焊接、打孔等工艺精度要高。
同时,还需要对构件进行防腐处理,以延长其使用寿命。
然而,由于钢结构构件的尺寸较大、形状复杂,制作过程中容易出现尺寸偏差、焊接缺陷、防腐层不均匀等问题。
(三)钢结构安装钢结构的安装是整个建设过程中的关键环节。
安装过程中需要保证构件的垂直度、平整度和水平度,同时要确保构件之间的连接牢固可靠。
由于钢结构厂房的跨度大、高度高,安装过程中需要使用大型起重设备,如吊车、塔吊等,这就对施工场地、起重设备的选型和操作提出了很高的要求。
此外,安装过程中还需要考虑天气因素的影响,如大风、大雨等,会给施工带来很大的困难。
(四)防火与防腐钢结构的防火和防腐性能是影响厂房使用寿命和安全性的重要因素。
由于钢材的导热系数大,在火灾发生时,钢结构容易迅速升温,导致结构强度下降甚至倒塌。
因此,需要对钢结构进行有效的防火处理,如涂刷防火涂料、安装防火板等。
同时,钢材在潮湿的环境中容易发生锈蚀,影响结构的稳定性和耐久性,所以必须采取有效的防腐措施,如涂刷防腐涂料、采用热浸镀锌等。
(五)施工安全钢结构厂房的施工过程中,存在着高空作业、起重作业、焊接作业等多种危险因素,容易发生安全事故。
大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨

大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨在大跨度复杂钢结构施工过程中,会遇到许多技术问题,下面是一些常见的问题及其探讨:1. 吊装问题:大跨度复杂钢结构往往体积庞大,重量较重,需要使用吊装设备进行安装。
在吊装过程中,需要考虑结构的稳定性、提升高度的限制、吊装点的选择等因素。
2. 组装问题:复杂的钢结构通常由多个部件组成,需要在施工现场进行组装。
组装过程中需要注意各个构件之间的连接和固定,确保结构的整体稳定性和安全性。
3. 焊接问题:钢结构的连接通常采用焊接方法,焊接技术的质量对结构的强度和稳定性至关重要。
在大跨度复杂钢结构施工中,需要注意焊接工艺的选择和控制,确保焊接接头的质量。
4. 承重和支撑问题:大跨度复杂钢结构承受着较大的荷载,需要合理设置支撑和支座,保证结构的稳定和安全。
5. 防腐问题:钢结构容易受到腐蚀的影响,特别是在海洋环境或潮湿环境中。
在施工过程中,需要进行防腐处理,延长结构的使用寿命。
6. 安全问题:大跨度复杂钢结构的施工过程中伴随着一定的安全风险,如高空作业、吊装作业等。
需要加强安全管理,严格执行安全操作规程,确保施工人员的安全。
针对以上问题,可以从以下几个方面进行探讨:1. 技术方案的选择:根据具体的工程要求,选择合适的施工技术方案,包括吊装方案、组装方案、焊接方案等。
通过对施工方案的优化和改进,提高施工效率和质量。
2. 施工工艺的控制:在施工过程中,需要加强对吊装、组装、焊接等关键工艺的控制。
通过严格的施工工艺控制和质量监控,确保施工过程中的关键环节符合要求。
3. 施工组织和管理:在大跨度复杂钢结构施工中,需要完善的施工组织和管理体系。
包括人员配备、施工进度计划、安全管理等方面,确保施工工作的有序进行。
4. 技术培训和交流:在施工过程中,加强对施工人员的技术培训和交流,提高他们的专业技能和综合素质。
同时,与相关的设计、施工单位进行技术交流,共同解决问题。
5. 配套设施和设备的优化:在大跨度复杂钢结构施工中,需要使用各种工具、设备和设施。
关于钢结构设计教学中的一些思考

关于钢结构设计教学中的一些思考1. 引言1.1 钢结构设计教学的重要性钢结构设计教学在现代工程领域中具有非常重要的地位和作用。
钢结构是目前主要用于建筑、桥梁等工程结构中的一种结构形式,具有强度高、刚度大、耐用性强等优点,因此得到广泛应用。
钢结构设计的教学对学生掌握结构设计理论和方法,提高工程设计能力具有重要的意义。
钢结构设计教学可以帮助学生掌握结构设计的基本原理和规范要求,提高其设计能力。
通过系统学习钢结构设计的相关知识和技能,学生能够更好地理解结构的力学性能和工程应用,为未来的工程设计实践奠定坚实的基础。
钢结构设计教学可以培养学生的工程实践能力和创新精神。
通过设计项目、实验操作等实践环节,学生可以将理论知识应用到实际工程中,提高解决问题的能力和创新意识,培养工程实践中的综合素质。
1.2 现状分析【现状分析】钢结构设计教学在当前的教育体系中占据着重要的地位,随着社会的发展和建筑行业的进步,对钢结构设计人才的需求也日益增加。
目前的钢结构设计教学在一些方面仍然存在一些问题。
教学内容设置相对滞后,无法满足行业的需求。
许多教学内容仍停留在传统的理论知识上,缺乏前沿技术和实践经验的引入,导致学生在实际应用中有所欠缺。
教学方法相对传统,缺乏创新。
传统的课堂教学模式无法激发学生的学习兴趣和积极性,导致教学效果不佳。
缺乏与实践结合紧密的教学模式,使学生在离校后很难将理论知识转化为实际能力。
实践环节的不足也是当前钢结构设计教学面临的问题之一。
学校设备和资源有限,实践机会较少,学生在校期间接触到的实际项目较少,使得他们在毕业后难以适应实际工作的需要。
钢结构设计教学在现状中存在诸多问题,需要进行改革和优化,以适应行业发展的需要,培养更加符合市场需求的人才。
2. 正文2.1 教学内容设置的优化在钢结构设计教学中,教学内容的设置至关重要。
通过不断优化教学内容,可以提高学生的学习兴趣,提升他们的专业知识水平。
钢结构设计教学内容应包括基础理论知识、实际案例分析、设计规范的应用等方面。
建筑钢结构设计中加强稳定性的相关措施
建筑钢结构设计中加强稳定性的相关措施摘要:随着现代工业水平的不断提高,钢材性能得到进一步提升,促进了钢结构在建筑工程中的广泛应用。
钢结构作为建筑工程中重要的结构类型,因其自重轻、强度高等突出的优势,在建筑工程中得到广泛应用。
在钢结构设计中,稳定问题是钢结构设计的主要问题,故对钢结构设计中的稳定性进行简单概述,分析稳定性设计的特点和原则,并进一步探讨钢结构设计要点和提升稳定性的有效措施,以为相关工程设计人员及研究人员提供有价值的参考。
关键词:建筑工程;钢结构设计;稳定性;设计要点引言当前我国建筑业正处于一个发展的良性循环时期,随着建设规模和数量的增长,对结构的稳定性提出了更高的要求。
由于钢结构自重轻、强度高,工期短,抗震性能好,且回收利用率高,正逐步得到广泛的应用。
然而,在钢结构的设计中,有些设计者并未充分考虑到实际,未能对其进行合理的控制;钢结构的稳定性很难得到保证,其价值也不能得到最大程度的发挥。
为此,应明确钢结构的特点和设计原理,采用科学、高效的设计方法,使其整体安全、稳定。
1钢结构稳定性设计特点钢结构的稳定性设计具有多样性的特点。
在建筑工程的实际运用中,钢结构主要受力构件中主要以受压构件较多,而最常见的失稳为弯曲失稳,但它不是唯一的失稳模式,如单轴对称的钢构件绕非对称轴容易发生弯扭失稳、对于十字形截面也有可能发生扭转失稳。
因此我们在钢结构设计中要特别注意长细比较大、受压荷载较大的钢构件,合理分析运用钢材的灵活性和多样性。
钢结构的稳定性设计还具有关联性的特点。
一旦结构当中某一部件的强度或受力情况出现问题,则会关联到其他结构部件的正常稳定运作,因此设计人员应当具备较为宏观的设计思维以及设计视角,结合建筑功能总体要求针对结构桁架与框架进行更加合理的配置,从受力分析的角度做好相应的计算工作,有效提升结构整体稳定性。
2钢结构稳定性设计原则(1)强柱弱梁原则。
强柱弱梁是个抗震理念,地震的时候钢梁要先于钢柱破坏,因为钢柱作为竖向受力构件,重要性高于梁。
第四章 钢结构的稳定
②型钢热轧后的不均匀冷却;
③板边缘经火焰切割后的热塑性收缩; ④构件经冷校正产生的塑性变形。其中,以热轧残余应力的影响 最大。
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
残余应力对轴心受压构件稳定性的影响与它的分布有关。下面以 热轧制H型钢为例说明残余应力对轴心受压的影响(如下图所示)。
H型钢轧制时,翼缘端出现纵向残余压应力(图中阴影区称为I区),其余部分存在 纵向拉应力(称为Ⅱ区),并假定纵向残余应力最大值为0.3fy,由于轴心压应力 与残余应力相叠加,使得I区先进入塑料性状态而Ⅱ区仍工作于弹性状态,图(b), (c),(d),(e)反应了弹性区域的变化过程。 I区进入塑性状态后其截面应力不可 能再增加,能够抵抗外力矩(屈曲弯矩)的只有截面的弹性区,此时构件的欧拉临 界力和临界应力为:
根据上式可绘出N—V变化曲线, 如图所示。由此图可以看出:
(1)当轴心压力较小时,总挠
度增加较慢,到达 A或A’后,总
挠度增加加快。 (2)杆件开始时就处于弯曲平
衡状态,这与理想轴心压杆的直线平衡状态不同。
(3)对无限弹性材料,当轴压力达到欧拉临界力时,总挠度无限增大。 而实际材料是,当轴压力达到图中B或B'时,杆件中点截面边缘纤维屈 服而进入塑性状态,杆件挠度增加,而轴力减小,构件开始弹性卸载。
临界状态 (微弯平衡)
【又称】分岔失稳或第一类稳定问题 (bifurcation instability) 【定义】由原来的平衡状态变为一种新的微弯(或微 扭)平衡状态。 相应的荷载NE——屈曲荷载、临界荷载、 平衡分岔荷载
此类稳定又可分为两类:
稳定分岔失稳
不稳定分岔失稳
稳定分岔失稳
不稳定分岔失稳
例:求解图示刚性杆体系的临界力
关于中、欧钢结构规范中钢梁稳定验算的探讨
GB 50017—2003 《 钢结构设计规范》 已经发布
12 年了,该规范的新版本 GB 50017—201X 即将发
布。 从即将发布的新版钢结构规范的征求意见稿和
1 - 1∶ 1992附录 F 的( F. 2) 中,给出了在常见几种情
况下的 M cr 的计算公式,该公式相当复杂。
M cr = C1·
《 钢结构设计规范》 关于梁的稳定的计算过程和结果,这两个算例的计算结果表明,EC3 关于梁的稳定的计算比
GB 50017—2003 的要保守。 利用这两个算例,也校核了 STAAD 软件中采用欧洲规范关于梁的验算结果基本可信。
关键词:钢梁稳定; 侧扭屈曲; 钢结构规范; STAAD; LTBeamN
φb
(
)
钢结构 2016 年第 7 期第 31 卷总第 211 期
张圣华,等:关于中、欧钢结构规范中钢梁稳定验算的探讨
如果与 EN 1993 - 1 - 1∶ 2005 一致,恒荷载组合
系数取 1 35,活荷载组合系数取 1 5,那么,根据公
式(4 2 3) 有:
Mx
= 157. 94 MPa
φb Wx
的 85. 5% 。 对 于 本 例 屈 服 强 度 为 275 MPa 的 钢
材,其 设 计 强 度 可 近 似 取 为 0 86 × 275 MPa =
236 5 MPa。因此, r1 =
157. 94
= 0. 668。
236. 5
如果恒荷载组合系数取 1 2,活荷载组合系数
中国规范 GB 50017—2003 判断应力比,是与钢
64
件的旧版“ LTBeam” 区别。
由软 件 LTBeamN 计 算 求 得 的 结 果 为: M cr =
分析大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨
分析大跨度复杂钢结构施工过程中的若干技术问题及探讨大跨度复杂钢结构的施工是一个复杂的过程,因为它涉及到多种技术问题。
本文将分析这些技术问题,并探讨如何解决这些问题。
1. 结构设计与施工配合问题大跨度复杂钢结构通常需要在设计阶段就考虑到施工的问题,而设计师和施工人员的合作不够紧密,可能导致设计不符合实际施工的情况,造成施工难度加大。
结构设计与施工配合不当还可能导致结构的不稳定,从而影响整个工程的安全性。
2. 材料选择与质量控制问题大跨度复杂钢结构需要使用大量的钢材,而钢材的选择和质量控制对结构的安全性至关重要。
如果材料的选择不当或者质量控制不严格,可能会导致结构强度不足或者出现质量问题,从而影响整个工程的施工进度和安全性。
3. 施工工艺与施工控制问题大跨度复杂钢结构的施工需要使用多种施工工艺,而这些施工工艺需要精确控制,否则就会导致工程质量问题。
施工过程中的控制也需要严格执行,否则就会对工程的安全性产生巨大影响。
4. 安全防护和环境保护问题大跨度复杂钢结构的施工需要考虑到安全防护和环境保护的问题,而这些问题往往被忽视。
如果没有做好安全防护措施,就会导致施工人员受伤或者工程安全事故的发生。
如果没有做好环境保护,就会对施工区域的环境造成污染,从而引起环境保护部门的处罚。
二、大跨度复杂钢结构施工的技术问题的解决方法3. 精确控制施工工艺和施工过程为了解决施工工艺与施工控制问题,需要加强对施工工艺的精确控制,确保施工过程的安全性和质量可控性。
需要加强对施工过程的控制,确保施工合乎规范和手册,从而消除施工安全隐患。
4. 加强安全防护和环境保护措施为了解决安全防护和环境保护问题,需要加强对施工现场的安全防护措施,确保施工人员的安全。
需要加强对环境的保护措施,确保施工过程不会对环境造成污染。
三、结语大跨度复杂钢结构的施工是一个复杂的过程,因为它涉及到多种技术问题。
为了解决这些技术问题,需要加强设计与施工的协调,严格控制材料的选择和质量,精确控制施工工艺和施工过程,加强安全防护和环境保护措施。
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钢结构设计中稳定性技术探讨
摘要:本文就钢结构设计中稳定性特点和原则进行了探究,以更好地保证钢结构稳定设计时构件不会丧失稳定。
关键词:钢结构;稳定性;设计
Abstract: this paper steel structure design characteristics and principles of stability study, to better ensure steel structure stability design component is not to lose stability.
Keywords: steel structure; Stability; design
稳定性是钢结构的一个突出问题。
对于这个问题处理不好,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,所以在钢结构设计中,一定要把握好稳定性这一关。
一、钢结构稳定设计存在问题分析
1.强度与稳定的区别。
强度问题是指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载所引起地最大应力(或内力)是否超过建筑材料的极限强度,因此是一个应力问题。
稳定问题则与强度问题不同,它主要是找出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。
2.目前在网壳结构稳定性的研究中,梁-柱单元理论已成为主要的研究工具。
但梁-柱单元是否能真实反映网壳结构的受力状态还很难说,虽然有学者对梁-柱单元进行过修正,主要问题在于如何反映轴力和弯矩的耦合效应。
3.在大跨度结构设计中整体稳定与局部稳定的相互关系也是一个值得探讨的问题,目前大跨度结构设计中取一个统一的稳定安全系数,未反映整体稳定与局部稳定的关联性。
4.预张拉结构体系的稳定设计理论还很不完善,目前还没有一个完整合理的理论体系来分析预张拉结构体系的稳定性。
5.钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响,目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数、随机荷载输入这样一个格局范围,而在实际工程中,由于结构参数的不确定性,会引起结构响应的显著差异。
所以应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳问题的研究。
二、钢结构稳定设计的基本概念
1.钢结构失稳的分类。
1)第一类稳定问题或者具有平衡分岔的稳定问题(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这一类。
2)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能力,属于这一类。
3)跃越失稳是一种不同于以上两种类型,它既无平衡分岔点,又无极值点,它是在丧失稳定平衡之后跳跃到另一个稳定平衡状态。
区分结构失稳类型的性质十分重要,这样才有可能正确估量结构的稳定承载力。
随着稳定问题研究的逐步深入,上述分类看起来已经不够了。
设计为轴心受压的构件,实际上总不免有一点初弯曲,荷载的作用点也难免有偏心。
因此,要真正掌握这种构件的性能,就必须了解缺陷对它的影响,其他构件也都有个缺陷影响问题。
另一方面就是深入对构件屈曲后性能的研究。
2钢结构设计的原则。
根据稳定问题在实际设计中的特点提出了以下三项原则:
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。
目前设计单层和多层框架结构时,经常不作框架稳定分折而是代之以框架柱的稳定计算。
在采用这种方法时,计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数,自应通过框架整体稳定分析得出,才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。
然而,实际框架多种多样,而设计中为了简化计算工作,需要设定一些典型条件。
GBJl7-88规范对单层或多层框架给出的计算长度系数采用了五条基本假定,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还可举出以下两种,即附有摇摆拄的框架和横梁受有较大压力的框架。
这两种情况若按规范的系数计算,都会导致不安全的后果。
所以所用的计算方法与前提假设和具体计算对象应该相一致。
2)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。
3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。
了解了一些在钢结构设计中应该明确的一些基本概念,有助于在设计中更好地处理稳定方面的问题,随着新型钢结构体系地不断发展,对稳定问题的研究要求也不断地提高,之所以在设计中出现结构失稳问题,另一个重要原因就是对新型结构稳定知之甚少,也就是目前钢结构稳定研究中存在的问题。
三、钢结构稳定性研究中存在的问题
钢结构体系稳定性研究虽然取得了一定的进展,但也存在一些不容忽视的问题:
1.预张拉结构体系的稳定设计理论还很不完善,目前还没有一个完整合理的理论体系来分析预张拉结构体系的稳定性。
2.目前在网壳结构稳定性的研究中,梁-柱单元理论已成为主要的研究工具。
但梁-柱单元是否能真实反映网壳结构的受力状态还很难说,虽然有学者对梁-柱单元进行过修正。
主要问题在于如何反映轴力和弯矩的耦合效应。
3.模型的不确定性:为了对结构进行分析,所提的假设、数学模型、边界条件以及目前技术水平难以在计算中反映的种种因素,所导致的理论值与实际承载力的差异,都归结为模型的不确定性。
4.物理、几何不确定性:如材料(弹性模量,屈服应力,泊松比等)、杆件尺寸、截面积、残余应力、初始变形等。
5.钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响,目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数、随机荷载输入这样一个格局范围,而在实际工程中,由于结构参数的不确定性,会引起结构响应的显著差异。
所以应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳问题的研究。
6.在大跨度结构设计中整体稳定与局部稳定的相互关系也是一个值得探讨的问题,目前大跨度结构设计中取一个统一的稳定安全系数,未反映整体稳定与局部稳定的关联性。
7.统计的不确定性:在统计与稳定性有关的物理量和几何量时,总是根据有限样本来选择概率密度分布函数,因此带来一定的经验性。
这种不确定性称为统计的不确定性,是由于缺乏信息造成的。
以上都是钢结构稳定设计中存在的问题,只有进一步地深入研究这些稳定,钢结构稳定理论将会进一步完善,如对于钢结构稳定设计中涉及到随机因素的影响,国外已经引入了钢结构稳定的可靠度设计,这也表明了钢结构稳定设计理论也在不断的完善。
结束语
在实际设计中,设计人员应该明确知道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,设计人员需对其性能有足够认识,避免构件失稳。
总之,只有深入了解这些问题,才会使得钢结构稳定理论设计不断的完善。