【淺論鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定性2500字】

淺析鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定性目錄TOC\o"1-2"\h\u26043鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件穩(wěn)定性 125781引言 1168832穩(wěn)定性影響因數(shù) 225793穩(wěn)定性系數(shù)的確定 218213.1軸心受壓構(gòu)件 2250043.2受彎構(gòu)件 3100263.3拉彎和壓彎構(gòu)件 314500彎矩作用在平面外的穩(wěn)定 3312444提高結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性 4167044.1增強(qiáng)軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性措施 4170374.2增強(qiáng)受彎構(gòu)件穩(wěn)定措施 536724.3增強(qiáng)壓彎拉彎構(gòu)件的穩(wěn)定措施 61引言進(jìn)行工程結(jié)構(gòu)涉及，需要考察其強(qiáng)度條件、剛度條件、穩(wěn)定性條件等是否滿足。鋼材具有高強(qiáng)、質(zhì)輕、力學(xué)性能良好的優(yōu)點(diǎn)，是工程結(jié)構(gòu)的一種極好的建筑材料。在鋼結(jié)構(gòu)工程設(shè)計(jì)中，其穩(wěn)定問題與強(qiáng)度問題同樣重要。其原因在于鋼材的強(qiáng)度高用它制造的結(jié)構(gòu)構(gòu)件質(zhì)輕、形長而壁薄，因而它們在壓（應(yīng)）力或剪（應(yīng)）力作用下就有可能失穩(wěn)。在鋼結(jié)構(gòu)的可能破壞形式中，屬于失穩(wěn)破壞的形式包括：結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的整體失穩(wěn)；結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的局部失穩(wěn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)在荷載作用下失穩(wěn)時(shí)，如果結(jié)構(gòu)的大部分區(qū)域或者幾乎整個結(jié)構(gòu)偏離初始平衡位置兒發(fā)生大的幾何變形或變位，這樣的屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)的整體失穩(wěn)。當(dāng)結(jié)構(gòu)在荷載作用下失穩(wěn)時(shí)，如果結(jié)構(gòu)中偏離初始平衡位置的失穩(wěn)變形僅限于結(jié)構(gòu)的某個或某些局部區(qū)域，而其他區(qū)域幾乎未發(fā)生偏離初始平衡位置的變形，也就是說結(jié)構(gòu)的幾何外形總體上未發(fā)生明顯的變化，這樣的屈曲失穩(wěn)現(xiàn)象稱為結(jié)構(gòu)的局部失穩(wěn)。2穩(wěn)定性影響因數(shù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，影響結(jié)構(gòu)，構(gòu)件穩(wěn)定性的因數(shù)主要包括內(nèi)因和外因。其中外因主要是來自外部的荷載及作用，如結(jié)構(gòu)或構(gòu)件承受的直接荷載，間接荷載以及溫度作用，沉陷作用。這類作用對于結(jié)構(gòu)或構(gòu)件是固有的，幾乎是必須直接考慮而不能做任何改變的。對于內(nèi)部的影響因數(shù)，從經(jīng)驗(yàn)及設(shè)計(jì)公式中，可以得出結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的穩(wěn)定性還受自身的截面類型，構(gòu)件的長細(xì)比以及構(gòu)件自身的物理性質(zhì)有關(guān)，例如彈性模量，截面尺寸，內(nèi)部的缺陷等等。3穩(wěn)定性系數(shù)的確定穩(wěn)定系數(shù)討論的是結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)。3.1軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)定義如下：整體穩(wěn)定系數(shù)值應(yīng)根據(jù)截面分類和構(gòu)件的長細(xì)比，查表求的。穩(wěn)定系數(shù)值可以擬合柏利（Perry）公式的形式來表達(dá)，即：此時(shí)值不再以截面的邊緣屈服為準(zhǔn)則，而是先按最大強(qiáng)度理論確定出桿的極限承載力后再反算出值。因此式中的值實(shí)質(zhì)為考慮初彎曲、殘余應(yīng)力等綜合影響的等效初彎曲率。但當(dāng)時(shí)，Perry公式不再適用，規(guī)范采用一條近似曲線，使與相銜接，即：系數(shù)分別等于以0.41（a類截面）、0.65（b類截面）、0.73（c類截面）和1.35(d類截面)。3.2受彎構(gòu)件受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)和軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)的定義公式相同。梁的整體穩(wěn)定系數(shù)表達(dá)式為：上述整體穩(wěn)定系數(shù)是按彈性理論求得的。研究證明，當(dāng)求得的大于0.6時(shí)，梁已進(jìn)入非彈性工作階段，整體穩(wěn)定臨界應(yīng)力有明顯的降低，必須對行進(jìn)修正。規(guī)范規(guī)定，當(dāng)按上述公式或表格確定的>0.6時(shí)，用下式求得的代替進(jìn)行梁的整體穩(wěn)定計(jì)算：當(dāng)梁的整體穩(wěn)定承載力不足時(shí)，可采用加大梁的截面尺寸或增大側(cè)向支承的辦法予以解決，前一種方法中尤其是增大受壓翼緣的寬度最有效。3.3拉彎和壓彎構(gòu)件對于拉彎，壓彎構(gòu)件根據(jù)彎矩作用不在不用的平面可分為彎矩作用在平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算表達(dá)式和彎矩作用在平面外的穩(wěn)定計(jì)算表達(dá)式。彎矩作用在平面內(nèi)的穩(wěn)定采用表示其整體穩(wěn)定系數(shù)，的值通過查表求得，和軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)相同。彎矩作用在平面外的穩(wěn)定此情況，有兩個穩(wěn)定計(jì)算系數(shù)和。其中表示彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，表示均勻彎曲梁的整體穩(wěn)定系數(shù)。為了設(shè)計(jì)上的方便，規(guī)范對壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)采用近似計(jì)算公式，這些公式已考慮了構(gòu)件的彈塑性失穩(wěn)問題，因此當(dāng)大于0.6時(shí)不必再換算。（1）工字形截面（含H型鋼）雙軸對稱時(shí)：，但不大于1.0單軸對稱時(shí)：式中，和分別為受壓翼緣和受拉翼緣對軸的慣性矩。（2）T形截面=1\*GB3①彎矩使翼緣受壓時(shí)雙角鋼T形：兩板組合T形（含部分T型鋼）：=2\*GB3②彎矩使翼緣受拉且腹板寬厚比不大于18時(shí)：（3）箱形截面4提高結(jié)構(gòu)，構(gòu)件的整體穩(wěn)定性和局部穩(wěn)定性4.1增強(qiáng)軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性措施一、增強(qiáng)軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定措施加強(qiáng)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性應(yīng)該從設(shè)計(jì)入手。首先，不宜將桿件的計(jì)算長度設(shè)計(jì)過長。其次，可以在構(gòu)件中部設(shè)置側(cè)向支承，減小構(gòu)件的計(jì)算長度，調(diào)高構(gòu)件的穩(wěn)定性。另外，對于組合截面，例如工字形截面軸心受壓構(gòu)件，應(yīng)盡可能將截面形狀設(shè)計(jì)得開展一些，選用寬薄的板件，以期獲得較大的回轉(zhuǎn)半徑，減小長細(xì)比。最后，還可以通過兩個軸的等穩(wěn)定性設(shè)計(jì)，即使，使構(gòu)件的控制穩(wěn)定能力得到提高，這樣既可以滿足穩(wěn)定性，有經(jīng)濟(jì)合理。二、增強(qiáng)軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定性措施設(shè)計(jì)時(shí)所選截面如不滿足規(guī)定，一般應(yīng)調(diào)整板件厚度或?qū)挾仁蛊錆M足要求。對工字形和箱型截面的腹板也可采用設(shè)置縱向加勁肋的方法予以加強(qiáng)，以較小板幅的寬度，縮減腹板計(jì)算高度?？v向加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對配置，其一側(cè)外伸寬度不應(yīng)小于10，厚度不應(yīng)小于?？v向加勁肋通常在橫向加勁肋之間設(shè)置，橫向加勁肋的尺寸要求同受彎構(gòu)件腹板橫向加勁肋。所不同的是橫向加勁肋間距可放寬到不超過3。另一種方法是允許腹板中間部分屈曲，而在計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)，僅考慮腹板計(jì)算高度邊緣范圍內(nèi)兩側(cè)各位的部分作為有效截面。在計(jì)算構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)時(shí)仍用全部截面。若采用小截面驗(yàn)算構(gòu)件的強(qiáng)度和整體穩(wěn)定性滿足要求，則不再驗(yàn)算腹板的局部穩(wěn)定。4.2增強(qiáng)受彎構(gòu)件穩(wěn)定措施一、增強(qiáng)受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定措施（1）提高梁的側(cè)向抗彎剛度、抗扭剛度和抗翹曲剛度。而材料的彈性模量，剪切模量很難改變，主要是增大、、，即增大翼緣寬度分散截面。（2）減小梁的跨度。（3）橫向荷載在截面上的作用位置對臨界彎矩有影響，一般通過提高值來增強(qiáng)梁的整體穩(wěn)定。（4）增大梁支承對位移的約束。二、增強(qiáng)受彎構(gòu)件局部穩(wěn)定措施對翼緣的拒不穩(wěn)定，通常是采用限制翼緣板得寬厚比來保證的，對于腹板的局部穩(wěn)定，可采用厚度較大的板做腹板，也可采用較薄的板做腹板并在腹板上設(shè)置加勁肋。4.3增強(qiáng)壓彎拉彎構(gòu)件的穩(wěn)定措施一、增強(qiáng)壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定（1）增大軸心受壓的穩(wěn)定系數(shù)，從而需要減小構(gòu)件的長細(xì)比即減小計(jì)算長度，增大截面回轉(zhuǎn)半徑。（2）增大彎矩作用平面內(nèi)受壓纖維毛截面模