钢结构稳定性

合集下载

钢结构建筑的稳定性分析

钢结构建筑的稳定性分析

钢结构建筑的稳定性分析随着现代建筑技术的发展,钢结构建筑在世界范围内逐渐得到广泛应用。

与传统的混凝土结构相比,钢结构建筑具有重量轻、强度高、施工速度快等优势。

然而,在设计和施工过程中,钢结构建筑的稳定性问题是一个需要特别关注的重点。

首先,要针对钢结构建筑的稳定性进行分析,我们需要了解结构的受力特点。

钢结构建筑通常由构件和节点组成。

构件包括梁、柱、悬臂梁等,而节点则是构件的连接部分。

在设计过程中,需要通过计算和模拟等方法确定合适的构件尺寸和节点连接方式。

为了保证钢结构建筑的稳定性,首先需要考虑其整体受力行为。

钢结构建筑的整体稳定性主要来自于构件的抗弯刚度和抗侧移能力。

其中,抗弯刚度是指构件在承受外力时抵抗弯曲的能力,而抗侧移能力则是指构件在受到侧向力作用时不发生严重位移的能力。

在实际设计中,常常采用有限元分析等方法来进行钢结构建筑的稳定性评估。

有限元分析能够对结构进行三维模拟,考虑各种载荷情况下的受力行为。

通过这种分析方法,可以得到有效的结构响应,进而确定合适的结构参数。

此外,钢结构建筑的稳定性还需要考虑临界稳定性问题。

临界稳定性是指结构在受到极限载荷时,发生局部屈曲或整体失稳的能力。

为了保证结构的临界稳定性,设计者需要在抗侧移和抗弯刚度之间找到合适的平衡点。

通常,为了提高结构的临界稳定性,会在关键部位加强节点连接和构件强度。

总而言之,钢结构建筑的稳定性分析是一个复杂而重要的问题。

设计者需要通过合理的计算和模拟方法,确定结构的抗弯刚度和抗侧移能力,并保证其临界稳定性。

只有在稳定性得到充分保证的情况下,钢结构建筑才能够安全可靠地使用。

虽然钢结构建筑在设计和施工中需要更加复杂严谨的考量,但其所具备的优势使得其在现代建筑领域有着广泛的应用前景。

通过不断完善设计和施工技术,我们相信钢结构建筑的稳定性问题将得到更好的解决,为人们创造更安全、舒适的居住和工作环境。

钢结构设计中的强度与稳定性分析

钢结构设计中的强度与稳定性分析

钢结构设计中的强度与稳定性分析钢结构作为一种重要的建筑构造形式,在现代建筑中得到了广泛的应用。

其独特的特点使其成为了建筑设计师们的首选,然而,正确理解和分析钢结构的强度与稳定性是确保其安全性和可靠性的关键。

本文将深入探讨钢结构设计中的强度与稳定性分析,以期对读者有所启发。

一、强度分析钢结构的强度分析是确保建筑结构能够承受正常和异常荷载的重要步骤。

在设计过程中,工程师需要考虑到以下几个关键因素。

1.1 材料强度钢材作为钢结构的主要构造材料,其强度参数决定了整个结构的抗力能力。

工程师需要详细了解所选用的钢材的性能指标,包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等,以确保设计结构的强度能够满足要求。

1.2 荷载计算在设计过程中,荷载计算是非常重要的一环。

工程师需要根据建筑的用途和具体情况,准确计算出可变荷载、恒载和地震荷载等,以保证设计的结构能够承受这些荷载。

当荷载不均匀分配时,还需要进行统一系数的计算。

1.3 结构稳定钢结构的稳定性是强度分析中不可忽视的一部分。

当结构受到垂直或水平方向的外力作用时,其稳定性要求结构能够保持稳定。

工程师需要根据实际情况,采用适当的稳定性分析方法,确保设计的结构能够满足要求。

二、稳定性分析稳定性分析是钢结构设计中非常重要的一环,它主要考虑结构在受荷时的稳定性能。

以下是一些常见的稳定性分析方法。

2.1 弯曲稳定性分析在弯曲稳定性分析中,工程师需要计算并分析结构受弯矩作用下的稳定性。

通过计算结构的屈曲系数和容许屈曲荷载,可以确定结构的弯曲稳定性是否得到满足。

2.2 屈曲稳定性分析屈曲稳定性分析主要考虑结构在压力作用下的稳定性。

工程师需要计算结构的临界荷载和理论强度,以保证结构在受压力作用时不发生屈曲。

2.3 应力稳定性分析应力稳定性分析是为了保证结构在受荷时不发生破坏。

工程师需要计算结构的应力集中系数和容许应力,以确保结构在实际使用条件下能够稳定且不发生破坏。

三、结构设计的实践在实际结构设计中,强度与稳定性分析是紧密相连的。

钢结构柱稳定性分析

钢结构柱稳定性分析

钢结构柱稳定性分析钢结构柱作为支撑结构的重要组成部分,在工程设计中扮演着至关重要的角色。

稳定性是评估钢结构柱性能的一个关键指标,本文将从理论分析和实例应用两个方面,对钢结构柱的稳定性进行深入探讨。

一、理论分析1.1 稳定性定义和影响因素钢结构柱的稳定性指其抵抗压力的能力,并且在承受荷载时不会产生无法可靠预测的变形和破坏。

稳定性分析时,需要考虑以下因素:- 材料特性:如钢的弹性模量、屈服强度等,这些参数直接影响柱的稳定性。

- 断面形状:柱截面的几何形状和尺寸也会对稳定性产生影响。

- 受力条件:荷载类型、受力方式和作用点位置等都会对柱的稳定性产生影响。

1.2 稳定性分析方法稳定性分析方法包括理论分析和数值分析两种。

理论分析是基于材料力学原理和结构力学原理,通过推导公式和方程,对稳定性进行计算和分析。

而数值分析则是通过使用计算机软件,根据给定的模型和方程,模拟柱的应力和变形情况。

常用的数值分析方法有有限元法、弹塑性分析法等。

1.3 稳定性失效模式钢结构柱在受力过程中可能发生不同的失效模式。

常见的失效模式有以下几种:- 屈曲失效:柱产生弹性屈曲,继而变形,无法承受更大的荷载。

- 局部失稳:柱截面的一部分,在受到较大荷载作用时出现局部弯曲或局部压扁现象。

- 全局失稳:柱整体失去稳定性,发生侧扭、屈曲或倒塌等现象。

二、实例应用为了进一步说明钢结构柱稳定性分析的实际应用,以下将以某工程项目中的一根钢结构柱为例,进行稳定性分析。

2.1 工程项目背景描述某高层建筑项目中,需要设计一根用于支撑楼层的钢结构柱,该柱高15米,使用普通碳素结构钢材料。

2.2 稳定性分析过程根据柱的高度、材料特性和受力条件,可以采用理论分析和数值分析相结合的方法进行稳定性分析,具体步骤如下:- 步骤一:确定柱的截面形状和尺寸。

根据楼层布置和受力要求,确定柱截面选择为矩形截面,尺寸为300mm * 500mm。

- 步骤二:理论分析计算。

利用材料力学和结构力学理论,计算柱的截面惯性矩、截面模量和截面的屈服强度。

探讨钢结构的稳定性

探讨钢结构的稳定性

探讨钢结构的稳定性在现代建筑领域中,钢结构以其独特的优势占据着重要的地位。

它具有强度高、重量轻、施工速度快等优点,被广泛应用于各种大型建筑和基础设施中。

然而,钢结构的稳定性问题却是一个至关重要的考量因素,直接关系到建筑的安全和可靠性。

要理解钢结构的稳定性,首先需要明确什么是“稳定性”。

简单来说,稳定性指的是结构在受到外力作用时,保持原有平衡状态的能力。

对于钢结构而言,这意味着在承受各种荷载,如风荷载、地震荷载、自重等时,不会发生突然的变形、失稳甚至倒塌。

钢结构稳定性的影响因素众多。

材料的性能是其中的关键之一。

钢材的强度、弹性模量、屈服点等特性直接决定了其能够承受的应力大小。

如果钢材质量不过关,或者在使用过程中出现了性能退化,那么钢结构的稳定性就会受到威胁。

结构的几何形状和尺寸也是重要的影响因素。

例如,柱子的细长比过大,就容易发生弯曲失稳;梁的跨度与截面高度的比例不合理,可能导致挠度过大,影响结构的稳定性。

此外,节点的连接方式和质量也不容忽视。

节点连接不牢固或者设计不合理,会使得力的传递出现问题,从而引发局部失稳,进而影响整个结构的稳定性。

荷载的类型和大小同样对钢结构的稳定性产生重要影响。

不同类型的荷载,如风荷载、地震荷载等,作用方式和作用效果各不相同。

过大的荷载会使钢结构承受超出其承载能力的应力,导致结构失稳。

在实际工程中,必须准确地计算和分析各种荷载,以确保钢结构在设计使用年限内的稳定性。

钢结构的稳定性问题还与施工质量密切相关。

在施工过程中,如果焊接质量不过关、安装偏差过大或者防腐处理不当,都会削弱钢结构的性能,增加其失稳的风险。

例如,焊接过程中产生的残余应力可能导致局部材料性能的改变,影响结构的整体稳定性;安装偏差可能导致结构受力不均匀,从而引发失稳。

为了确保钢结构的稳定性,工程师们在设计阶段就需要进行精心的计算和分析。

他们会运用各种理论和方法,如欧拉公式、有限元分析等,来评估结构在不同工况下的稳定性。

钢结构柱稳定性分析与设计

钢结构柱稳定性分析与设计

钢结构柱稳定性分析与设计钢结构的应用已经广泛应用于工业、民用、桥梁等各个领域。

其中,钢结构柱作为承载重要纵向荷载的主要构件之一,在结构设计中起着至关重要的作用。

本文将对钢结构柱的稳定性进行分析与设计,以确保其在使用过程中的安全可靠性。

1. 稳定性分析在进行钢结构柱的稳定性分析之前,首先需要了解柱的受力情况和设计参数。

柱的受力主要包括压力、弯矩和轴向力三个方面。

同时,还需要确定柱的几何参数,如截面形状、截面尺寸、材料等。

基于这些基本参数,可以进行稳定性分析。

1.1 基本理论:稳定系数与屈曲强度稳定性分析的核心理论是稳定系数和屈曲强度。

稳定系数是指柱在受力情况下的稳定性能,通常以稳定性安全系数来衡量,数值一般大于1。

屈曲强度是指柱在受力超过一定临界值时,发生屈曲破坏的承载能力。

1.2 欧拉公式欧拉公式是钢结构柱稳定性分析中最常用的公式之一,公式表达如下:Pcr = (π² × E × I) / L²其中,Pcr为柱的临界压力,E为钢材的弹性模量,I为截面二阶矩,L为柱的长度。

1.3 弯扭和细长柱对于弯扭和细长钢结构柱,需要引入额外的参数进行分析。

弯扭柱的主要特点是在受力过程中不仅产生弯曲,还会发生扭转变形。

细长柱则是指其长径比较大,易产生扭转屈曲失稳。

针对这两种特殊情况,需要进行详细的计算和分析。

2. 柱的设计在进行钢结构柱的设计时,需要根据结构的实际需求和使用条件,综合考虑稳定性、经济性和施工性等因素。

2.1 确定截面形状和尺寸根据实际情况和设计要求,选择合适的截面形状和尺寸。

常见的截面形状包括矩形、圆形、H型等,不同形状有其各自的优缺点。

同时,根据受力情况和设计参数,确定截面的尺寸。

2.2 材料选择钢结构柱的材料选择与整个结构的设计息息相关。

常见的钢材种类包括普通碳素钢、低合金高强度钢等,根据实际的使用情况和设计要求,选用合适的材料。

2.3 考虑稳定性安全系数在设计过程中,需要合理考虑稳定性安全系数的取值。

钢结构的稳定性由那些因素决定的

钢结构的稳定性由那些因素决定的

钢结构的稳定性由那些因素决定的
钢结构的稳定可分为结构整体的稳定和构件本身的稳定两种情况。

结构整体的稳定,在结构的纵向,主要依靠结构的支撑系统来保证,如钢柱的柱间支撑,钢屋架的上、下弦水平支撑和垂直支撑等。

计算时主要考虑支撑系统能可靠地传递结构纵向的水平荷载(风荷载、地震荷载、厂房吊车荷载等)。

在结构的横向,主要依靠结构自身(框架或排架)的刚度来保证,计算时主要要考虑结构自身能可靠地传递结构横向的水平荷载。

构件本身的稳定主要由构件组成部份的自身刚度来保证。

计算时要保证构件本身及其组成部份(杆件或板件)在荷载作用下不发生屈曲而丧失稳定(这种情况主要发生在受压或压弯构件上)。

在实际计算中,一般是用稳定系数来限制钢材的设计强度。

使构件中的最大应力不大于钢材的设计强度乘以稳定系数后的值。

这样的公式在钢结构的受压和受弯的计算公式中均可见到。

稳定系数是个主要与构件的长细比(杆件)或高厚比(板件)有关的系数,控制了长细比和高厚比也就等于控制了构件的稳定。

所以说,构件本身的稳定因素主要是构件的计算长度和截面特性,包括平面内和平面外的两个方向。

当然,还应该包括材料的强度和应力的大小。

钢结构稳定的概念设计

钢结构稳定的概念设计

首先,我们来了解一下钢结构稳定设计的基本概念。钢结构稳定设计主要是 研究结构在受到外力作用下的稳定性,防止结构发生失稳或屈曲的现象。失稳是 指结构在受到外力作用后,没有发生整体变形,而是出现了局部弯曲或扭曲的现 象。屈曲则是指结构在受到外力作用后,发生了整体变形,并且这种变形是不可 恢复的。因此,钢结构稳定设计的主要目标是防止这两种现象的发生。
2、稳定安全系数:稳定安全系数是指在荷载作用下,结构所能承受的最大 应力与极限应力的比值。在钢结构稳定设计中,需要综合考虑各种因素的影响, 确定合理的稳定安全系数。
五、实际工程中的钢结构稳定设 计案例及设计原则解释
以某桥梁工程为例,该桥梁为钢箱梁结构形式,跨度为30米。在桥梁设计中, 需要考虑到车辆通行、风载、地震等多种荷载因素的影响。为保证桥梁的稳定性, 设计时采用了以下措施:
1、杆件强度:选用高强度钢材作为桥梁的主要构件材料,以提高其承载能 力和稳定性。
2、支座形式:采用四氟板式橡胶支座作为桥梁的支撑形式,以减小支座对 结构稳定性的影响。
3、荷载分布:通过对桥面进行合理的配重和分布设计,使桥梁在不同荷载 作用下的稳定性得到保证。
4、长细比控制:在设计中严格控制桥梁的截面尺寸和长细比,使其符合规 范要求,以保证结构的稳定性。
二、钢结构稳定的定义及相关概 念
在钢结构稳定分析中,通常需要考虑两种类型的稳定问题:平面稳定和空间 稳定。平面稳定是指结构在某一平面内的稳定性,而空间稳定则是指结构在三个 维度上的稳定性。
1、简支梁:简支梁是一种常见的简单结构形式,其稳定性是钢结构稳定分 析中的重要内容之一。简支梁的稳定性主要受到荷载作用位置和支撑条件的影响。
2、固支梁:固支梁是一种两端固定支撑的结构形式。在固支梁的稳定性分 析中,需要考虑支撑条件和荷载作用位置的影响。

钢结构强度稳定性计算书

钢结构强度稳定性计算书

钢结构强度稳定性计算书计算依据:1、《钢结构设计标准》GB50017-20172、《钢结构通用规范》GB 55006-2021一、构件受力类别:轴心受弯构件。

二、强度验算:1、受弯的实腹构件,其抗弯强度可按下式计算:M x/γx W nx + M y/γy W ny≤ f式中M x,M y──绕x轴和y轴的弯矩,分别取20×106 N·mm,1×106 N·mm;γx, γy──对x轴和y轴的截面塑性发展系数,分别取1.05,1.2;W nx,W ny──对x轴和y轴的净截面抵抗矩,分别取237000 mm3, 31500 mm3;计算得:M x/(γx W nx)+M y/(γy W ny)=20×106/(1.05×237000)+1×106/(1.2×31500)=106.825 N/mm2≤抗弯强度设计值f=215 N/mm2,故满足要求!2、受弯的实腹构件,其抗剪强度可按下式计算:τmax = VS/It w≤ f v式中V──计算截面沿腹板平面作用的剪力,取V=5×103 N;S──计算剪力处以上毛截面对中和轴的面积矩,取S= 138000mm3;I──毛截面惯性矩,取I=23700000 mm4;t w──腹板厚度,取t w=7 mm;计算得:τmax = VS/It w = 5×103×138000/(23700000×7)=4.159 N/mm2≤抗剪强度设计值f v = 175 N/mm2,故满足要求!3、在最大刚度主平面内受弯的构件,其整体稳定性按下式计算:M x/φb W x≤ f式中M x──绕x轴的弯矩,取20×106 N·mm;φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9;W x──对x轴的毛截面抵抗矩W x,取947000 mm3;计算得:M x/φb w x = 20×106/(0.9×947000)=23.466 N/mm2≤抗弯强度设计值f= 215 N/mm2,故满足要求!4、在两个主平面受弯的工字形截面构件,其整体稳定性按下式计算:M x/φb W x + M y/γy W ny≤ f式中M x,M y──绕x轴和y轴的弯矩,分别取20×106 N·mm,1×106 N·mm;φb──受弯构件的整体稳定性系数,取φb= 0.9;γy──对y轴的截面塑性发展系数,取1.2;W x,W y──对x轴和y轴的毛截面抵抗矩,分别取947000 mm3, 85900 mm3;W ny──对y轴的净截面抵抗矩,取31500 mm3计算得:M x/φb w x +M y/ γy W ny = 20×106/(0.9×947000)+1×106/(1.2×31500)=49.921 N/mm2≤抗弯强度设计值f=215 N/mm2,故满足要求!。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

钢结构的稳定性研究
王杨
(天津城市建设学院)
摘要:稳定问题一直是钢结构设计的关键问题之一,钢结构体系的广泛应用凸显了稳定问题研究的重要性和紧迫性。

由于钢结构体系设计、建造以及使用当中存在着许多不确定性因素,所以引入可靠度分析必要的。

本文对钢结构体系的稳定性问题进行了概括。

关键字:稳定性;钢结构体系;可靠性
一、钢结构体系稳定性研究现状
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。

近二三十年来,高强度钢材的使用,施工技术的发展以及电子计算机的应用使钢结构体系的发展和广泛应用成为可能。

钢结构体系的稳定性一直是国内外学者们关注的研究领域。

经过几十年的研究,已取得不少研究成果。

迄今为止,对钢结构基本构件的理论问题的研究已较多,基于各种数值分析的稳定分析已较成熟。

但对构件整体稳定和局部稳定的相互作用的理论和设计应用上还有待进行深入的研究。

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。

由于结构失稳是网壳结构破坏的重要原因,所以网壳结构的稳定性是一个非常重要的问题,正确的进行网壳结构尤其是单层网壳结构的稳定性分析与设计是保证网壳的安全性的关键。

国内学者关于网壳结构稳定性也进行了大量研究。

在国外研究的基础上,通过精确化的理论表达式、合理的路径平衡跟踪技术及迭代策略,实现了复杂结构体系的几何非线性全过程分析,取得了规律性的成果。

同时利用随机缺陷模态法和一致缺陷模态法两种方法,对网壳结构各种初始缺陷的影响进行研究,较好地描述了结构的实际承载过程。

也有一些学者进行了实验方面的研究,对不同分析方法的有效性和精确性进行了说明。

对网壳结构的动力失稳机理、稳定准则、动力后屈曲等问题进行了研究。

对于象网壳结构这类缺陷性敏感结构在强风和地震作用下的动力稳定性研究,由于涉及稳定理论和震动理论,所以难度较大,目前研究成果还很有限。

大跨度网架拱结构作为一种新的大跨度结构,其稳定性方面的研究成果很少。

非线性有限元理论对大跨度网架拱结构的稳定性进行了全过程跟踪,得出一些具有实际应用价值的结论。

斜拉空间网格结构是一种新型的杂交空间结构,目前对其研究的深度和广度还很有限。

斜拉单层网壳的稳定性需要进一步研究。

已有研究将网架结构对柱子的支撑作用及网架结构对斜拉索在网架结构平面的约束简化为等效弹簧,对柱子的稳定性进行了研究,得出了一些有益的结论。

预张拉结构体系也是目前应用越来越多的一种新型结构体系。

这种体系的系统理论研究在很大程度上滞后于实际应用,特别是预张拉结构体系的稳定性的研究未引起足够重视,研究成果还十分有限。

预张拉结构体系的初始平衡状态的稳定性必须引起足够的重视,预应力索结构体系在工作状态外荷载的作用下也可能发生失稳破坏,并对实际设计计算提出了两种方法-直接验算法和稳定设计法,结构的体系性质和结构稳定性判定方法进行了研究,
为进一步研究提供了一些理论指导。

另外,也有学者从整体稳定的角度对钢框架结构的稳定问题进行了研究,得出了一些有益的结论。

二、钢结构体系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)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。

2)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。

3)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。

4)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考虑随机参数的穹顶网壳的稳定问题进行过有益的研究。

三、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,我们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。

四、钢结构稳定设计特点
1)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。

2)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。

3)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。

这是因为迭加原理的应用应以满足以下条件为前提:(1)材料服从虎克定律变成正比;
(2)结构的变形很小。

而弹性稳定计算一般均不能满足第(2)个条件,非弹性稳定计算则两个前提都不符合。

了解了一些在钢结构设计中应该明确的一些基本概念,有助于我们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,我们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我们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。

五、钢结构的可靠性研究
实际结构由于存在各种各样的随机缺陷的影响,与理想结构存在差异。

对于缺陷敏感性结构,缺陷可能会造成结构稳定性的急剧下降,所以有必要考虑随机参数的影响,引入可靠度分析方法,进行稳定问题的可靠性研究。

由于大跨度钢结构体系的可靠性研究涉及较多的力学和数学的知识,有一定难度,目前这方面的研究成果有限。

对网壳结构的稳定性的可靠性分析和设计进行了详尽的研究、丰富了结构可靠度的理论和计算方法,并将其应用于工程结构的分析和设计,显示了良好的前景。

国内外学者对结构可靠度理论已经进行了较为深入的研究,在可靠度计算方法及复杂结构可靠度分析方面取得了很多研究成果。

任何工程分析和设计的最终目的是使设计的结构在不同要求下满足不同的功能-安全性、使用性、耐久性由于不确定性的存在,就需要把这些不确定性加入工程设计中,从而产生了很多可靠度方法。

为了估计结构可靠度,首先要解决相关荷载和抵抗力参数以及它们之间的函数关系。

目前用于结构可靠度分析的数值方法有:(1)蒙特卡罗模拟法(Monte Carlo Simulation)(包括高效的取样法和方差缩减技术);(2)响应面法(Response Surface Method)(3)基于敏感性的分析方法(Sensitivity-based Approach)。

钢结构体系稳定性的可靠性研究方法:随机有限元法为刚结构体系稳定性的可靠性研究提供了强有力的分析手段,由于随机有限元能够考虑实际结构存在各种各样的随机性因素的影响,所以可以预计随机有限元法在这一研究领域将会有良好的应用前景。

钢结构的稳定性研究
王杨
结构工程
0702201。

相关文档
最新文档