钢结构稳定性研究

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1、钢结构稳定性研究摘要：钢结构是一种自重轻、抗震性能好、绿色环保、工业化程度高新型结构体系。随着钢结构的广泛应用,钢结构的稳定性研究日趋重要。本文对钢结构稳定性的分类及计算方法做了简要介绍，并提出当前研究中还存在的一些问题。同时，针对稳定性研究中的问题，提出了稳定性的设计原则。关键词：钢结构；稳定性；设计原则abstract:thesteelstructureisanewstructuresystem,whichhastheadvantageoflightdeadweight,goodantisei

2、smic,greencnvironmcntal-protcctivc,highdegreeindustrialization.withthewidespreadapplicationofsteelstructure,thestabilityofsteelstructurebecomesmoreandmoreimportant・theclassificationanfdcalculationmethodforstabilityarealsodiscussedbrieflyinthispaper・th

3、eexistingprobleminthestudyofthestabi1ityisputforward.atthesametime,theprinciplesofdesignforstabilityareputforwardforthestabilityoftheissue・keywords:steelstructure;stability;theprincipleofdesign中图分类号：tu391文献标识码：a文章编号：引言随着社会的进步,住宅产业已经成为国民经济新的增长点。目前国内大量住

4、宅建设造成了资源浪费、环境恶化等后果。钢结构具有自重轻、抗震性能好、绿色环保、工业化程度高、加固改造及拆迁方便、综合经济效益显著等优点，深受国内外建筑师和结构工程师的青睐。然而，钢结构中的稳定性［1］是一个不容忽视的问题。对于由于受压、受弯和受剪等存在受压区的钢构件或板件，如技术上处理不当,可能使钢结构出现整体失稳或局部失稳。失稳前结构物的变形可能会很微小，突然失稳使结构物的几何形状急剧改变而导致结构物完全丧失抵抗能力，以致整体塌落。因失稳而导致钢结构破坏的情况在国内外都曾发生过，有的后果还十分严

5、重。如在加拿大境内1907年首次建造的跨越quebec河的三跨悬伸桥，辽宁省某重型机械厂计量楼建成后又新增加一层会议室等等工程事故。这些工程事故再一次说明了钢结构稳定性研究的重要性。本文就钢结构稳定理论与设计的研究做一个简要额外的说明。1稳定问题的类型钢结构的失稳现象是多种多样，但是就其性质而言，可以分为以下三类［2〜4］：1.1分支点失稳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）。改善直杆轴心受压时的屈曲和改善平板中面受圧时的屈曲都属于这一类。1.2极值点失稳第二类稳定问题或无平

6、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。1.3跃越失稳跃越失稳不同于以上两种类型，它既无平衡分岔点，又无极值点，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

7、有个缺陷影响问题。另外，就是深入进行对构件屈曲后性能的研究。2稳定问题的计算方法[1]2.1平衡法中性平衡法或静力平衡法，简称平衡法，是求解结构稳定极限荷载的最基本的方法。平衡法是根据已产生了微小变形后结构的受力条件建立平衡方程来求解的。如果得到的符合平衡方程的解不止一个,那么其中具有最小值的一个才是该结构的分岔屈曲荷载。平衡法只能求解屈曲荷载，但不能判断结构平衡状态的稳定性。1.2能量法如果结构承受着保守力，可以根据有了变性结构的受力条件建立总的势能，总的势能为结构的应变能和外力势能两项之和。如

8、果结构处于平衡状态，那么总势能必有驻值。根据势能驻值原理,先由总势能对于位移的一阶变分为零，可得到平衡方程，再由平衡方程求解分岔屈曲荷载。能量法用于大挠度理论分析，可以判断屈曲后的平衡是否稳定。2.3动力法处于平衡状态的结构体系，如果施加微小干扰使其发牛振动，这时结构的变形和振动加速度都和已经作用在结构上的荷载有关。动力法属于结构动力稳定问题。3钢结构稳定研究存在的问题钢结构的稳定性能是决定其承载力的一个特别重要的因素，稳定理论和设计方法需要不断的完善。近儿十年來，在研究发挥钢结构