【精品】钢结构论文

《【精品】钢结构论文》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、结构.构件稳定性的分析谢军西南石油大学土木与建筑工程学院摘要：结构及构件的整体，局部稳定性设计是按照满足第一极限状态一承载能力极限状态的要求进行计算的。现今的稳定性理论在诸多方血都述处于发展，研究阶段。但对于钢结构设计而已，稳定性设计在结构的女全性，耐久性等方面有着重要的影响。钢结构及其梁、柱、板件的承载能力在很大程度上取决于它们的稳定性。因此，充分理解结构稳定性的力学本质和掌握结构稳定设计方法，对做好钢结构设计至关車要。本文就稳定性的设计计算中涉及到的相关问题进行进一步的分析。关键字：承载能力极限；整体稳定性；局部稳定性引言进

2、行工程结构涉及，需要考察其强度条件、刚度条件、稳定性条件等是否满足。钢材具有高强、质轻、力学性能良好的优点，是工程结构的一种极好的建筑材料。在钢结构工程设计屮，其稳定问题与强度问题同样重要。其原因在于钢材的强度髙川它制造的结构构件质轻、形长而壁薄，因而它们在压（应）力或剪（应）力作用下就有可能失稳。在钢结构的可能破坏形式中，属丁失稳破坏的形式包括：结构和构件的整体失稳；结构和构件的局部失稳。当结构在荷载作用下失稳吋，如杲结构的大部分区域或者儿乎整个结构偏离初始平衡位置儿发牛大的几何变形或变位，这样的屈曲失稳现象称为结构的整体失稳

3、。当结构在荷载作川下失稳时，如果结构屮偏离初始平衡位置的失稳变形仅限于结构的某个或某些局部区域，而其他区域几乎未发生偏离初始平衡位置的变形，也就是说结构的几何外形总体上未发牛明显的变化，这样的屈曲失稳现象称为结构的局部失稳。1稳定性的研究发展情况稳定性研究取得的进展结构稳定性的传统力学理论以弹性结构的后屈曲平衡状态为对象，在经典线性稳定理论的基础上，分析艸性保守系统的平衡稳定性。近代结构稳定性理论是山研究轴床圆柱薄壳的失稳现彖发展起来的，大约可分为三个阶段：即Donnell-Karman-钱学森非线性大变形理论、Stein非线性

4、前屈曲一致理论、Koiter-Thompson-Hunt初始后屈曲理论。这些理论丰富和完善了结构稳定的基础理论。随着数值计算方法的成熟应用，人们可以准确获得结构的变形和构件的内力，进行构件的设计演算。但关于结构整体稳定的计算方法、结构局部稳定与整体稳定的关系、整体失稳的判定准则，国内外均经历了一个曲折的研究发展过程。随着计算机技术的H益发展和广泛应用，数值计算技术同吋得到迅速发展，其中工程上应用最广、最具代表的有限元理论迅速兴起。国内外学者和工程师在结构大位移几何非线性理论、结构整体稳定性理论、非线性平衡方程求解技术、结构非线性

5、平衡路径的跟踪技术、结构临界点的搜索与确定、大跨度钢结构整体稳定极限承载力的评定等方血，进行了大量的研究并取得了众多研究成果，很多研究成果已被通川的有限元软件采川。目询，非线性有限元理论已成为结构整体稳定性计算的主要方法和工具。1.2稳定性研究遇到的问题钢结构口应用以来，稳定性问题一直是结构设计的主要问题或控制因素。迄今为止，人们对钢结构稳定性的研究成果主要集中在关于钢结构基本构件的理论与试验研究。各种构件的稳定性分析理论和数值计算方法已成为现行国家设计规范的基础。然而，关于一个钢结构工程系统的整体稳定性分析方法与判定准则的理论

6、与试验研究，目前虽然己有很多成果，但还不完善，尚缺乏成熟的分析理论和设计方法可应用于实际工程设计和规范的修订。另外钢结构体系的稳定性研究中也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。2稳定性研究的内容2・1稳定性影响因数钢结构设计中，彩响结构，构件稳定性的因数主要包插内因和外因。其中外因主要是来口外部的荷载及作用，如结构或构件承受的直接荷载，间接荷载以及温度作用，沉陷作川。这类作川对于结构或构

7、件是固有的，儿乎是必须宜接考虑而不能做任何改变的。对于内部的影响因数，从经验及设计公式中，对以得出结构或构件的稳定性述受自身的截血类型,构件的氏细比以及构件口身的物理性质有关，例如弹性模量，截面尺寸，内部的缺陷2・2稳定性系数的确定稳定系数讨论的是结构，构件的整体稳定系数。2.2.1轴心受压构件轴心受压构件的整体稳定系数定义如门fy旷于冷W1+诗-J1+(1+^^整体稳定系数0值应根据截面分类和构件的氏细比，査表求的。稳定系数炉值可以拟合柏利（Perry）公式的形式來表达，即：_4生>A此时©值不再以截面的边缘屈服为准则，而是先

8、按最大强度理论确定出杆的极限承载力后再反算出值。因此式屮的值实质为考虑初弯曲、残余应力等综合影响的等效初弯曲率。但当无<0.215（即2（KJ235//V）时,Perry公式不再适川，规范采川一条近似曲线，使无50.215与无=0（0=1.0）相衔接，即：（p=