温度对钢结构稳定性的影响

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1、浅析温度对钢结构稳定性的影响工程管理专业硕士张诚2014282100114摘要:钢结构越来越被广泛使用，钢结构的稳定性也越来越被重视。本文主要阐述了温度对钢结构稳定性的影响，再在此基础上，浅层次地探讨研究尺度效应下温度对钢结构稳定性的影响的思路。关键词:钢结构，稳定性，温度，尺度效应Abstract:Thestabilityofthesteelstructureispayedmoreandmoreattentionto,forthesteelstructureismoreandmorewidelyused.Thisthesi

2、smainlyexpounds.Onthisbasis，thethesisalsodiscussesthethoughtofresearchingtheeffectthetemperaturetakestothestabilityofthesteelstructureunderthescaleeffectinshallowlevel.Keyword:steelstructure,stability,temperature,scaleeffect0引言众所周知，现代钢筋混凝土结构成为建筑主体结构形式，但钢结构以承载力大，抗震性

3、好、施工安装方便、工期短，且空间大、视觉效果好、给人以美的感观等独特的优势占据着建筑界一席之地。中国钢结构起步比较晚，在上世纪50年代，中国还处于一穷二白时期，钢材紧缺，钢材仅用于国防建设和工厂机械的生产。到了上世纪80年代，中国钢结构才有了零的突破，上世纪90年代，钢结构生产约达到100×104t，而到2004年具不完全统计，国内生产钢结构产量达900×104t，增长了约9倍；钢结构房屋在上世纪80年代只有240×104m2，现在平均每年就新增加2400×104m2，增加了10倍。现在我国主要的钢铁大型生产企业有首钢、宝钢

4、、鞍钢、武钢、河北钢铁集团等，钢铁产量以年均8%的速度向前迅猛发展。目前钢结构在国内外大型工程中得到广泛的运用，随着世界经济的飞速发展，在经济建设当中需要大量的钢结构厂房，尤其是在钢厂、造船厂、飞机制造厂等需要大跨度结构厂房。这就需要建造高度更高、跨度更大的飞机装配车间和飞机库。此外，如造船厂的船体结构车间和大城市中的大型停车场等建筑，也都需要采用大跨度结构。在这些大跨钢结构体系当中几乎采用了所有的结构形式，包括轻钢结构、钢框架、钢拱结构、钢网架及悬索结构等。对于那些存在受压区的结构或超大型钢构件，如果处理不当，可能会引起钢

5、结构的局部或者整体失稳，一旦失稳，结构或者构件的几何形状将会出现剧烈改变从而完全丧失承载能力。因此，钢结构的稳定性能是决定其承载能力的重要因素。尤其需要注意的是：在超大型钢结构体系要求着重考虑温度产生的结构变形和位移，支座控制条件和产生的温度应力，柱和梁的整体稳定性、局部稳定性以及屈曲和挠度、长细比、柱轴压比和层间位移比、层间角位移。1温度对钢结构的影响的研究1.1研究背景随着越来越多的大跨钢结构被广泛应用，温度变化问题也成为大跨钢结构不可忽视却往往被忽视的问题。国家规范《钢结构设计规范》（GB50017-2003）第8.1

6、.5条严格规定了温度区的长度，目的是有效的控制温度变形、减少温度应力。钢结构构件两端被约束，没有伸张的余地，在夏季高温环境下产生较大的变形，钢结构内部产生较大的温度应力不能释放，当夜晚来临的时候，钢结构由于温度降低而收缩，又产生新的温度应力，在多次温度应力交替作用下，钢结构构件连接处的焊缝成为应力集中点，有可能产生破坏使结构失效。虽然国内外学者对钢结构在温度变化产生的影响有一定的研究，但是由于受外界诸多因素的影响，例如理论的不完善、实验条件的约束及工程应用水平，至今学者们对温度应力、温度变形和温度对大跨钢结构其它方面的影响都

7、很难把握。随着世界经济的发展，采用大跨钢结构体系也越来越多，这些用于民用和工业的机场、火车站、体育场、大型展览馆、钢结构厂房要求跨度大、空间大，在不设缝的情况下长度和宽度超过了国家规范要求。当前对超大型钢结构的力学性能还不能很好的掌握，这就要求充分深入的研究钢结构温度应力、应变，采取有效措施控制其温度应力应变。过大的变形给人以不安全的感觉，甚至造成整个结构的破坏，这就要求我们增加钢结构构件的刚度控制其变形，但是这样不但会浪费材料，曾加造价，而且在约束结构变形之后会产生过大温度的应力，所以要同时控制好温度应力和温度变形。过大的

8、温度变形不行，过大的温度应力也不行，要使它们各占适当的比例。因此我们要深入研究温度对超大型钢结构的影响，使理论更加完善，使结构设计更加规范合理。随着科学技术的发展，世界各国对温度对超大型钢结构影响研究分析得到大的发展，由原来的宏观计算发展到微观计算，运用有限元原理可以精确的分析钢结构的温度