中职土木工程力学基础5.ppt

单元5 受压构件的稳定性 单元内容 返回 5.3 受压构件的稳定性问题 5.1受压构件平衡状态的稳定性 5.2 影响受压构件稳定性的因素 目录 学习目标 1、理解压杆稳定的概念和稳定性的判定 2、掌握压杆临界力的计算公式 3、了解影响受压构件稳定性的主要因素及提高压杆稳定性的措施 4、了解工程中哪些杆件和结构应考虑稳定性问题 16世纪末，构件的变形问题开始受到重视，当时的结构理论认为：构件或结构的安全工作条件是满足应力（强度）和变形（刚度）条件。这一观念一直持续到 20世纪初。 1907年北美圣劳斯河上发出的有划时代意义的“巨响”，向这种观念提出了挑战，由美国著名设计师——奥多罗 .库珀设计的魁北克大桥，在工程接近竣工突然倒塌。事后进行技术鉴定，结果显示：事故原因是桥梁桁架中的受压杆出现了失稳现象，结构稳定性问题再也不可忽视。本课题主要介绍受压构件稳定性的相关概念，通过本课题的学习，同学们应该了解受压构件安全的另一个重要问题 ——稳定性问题，理解影响稳定性的因素以及工程中受压构件保证稳定性的重要性。 构件承受轴向拉压、弯曲变形时绝大多数情况下将发生强度破坏或刚度破坏；承受压缩变形的构件，除了强度和刚度破坏，还可能失去稳定性。什么是受压构件的稳定性？怎样才能保证受压构件安全可靠地工作，这是工程中必须面对的问题。 在一定轴向压力作用下，细长直杆突然丧失其原有直线平衡状态的现象称为压杆丧失稳定性，简称失稳。 二、受压构件平衡状态的三种情况 下图 a的界面上，小球处于稳定的平衡位置 A，在任何干扰力作用下小球都会回复原位置 A，因此图 a为稳定平衡状态。 图 b的界面上，小球在平衡位置 B遇任何干扰力，都会远离平衡位置 B而永远不可能回复，这种状况是不稳定平衡的状态。再观察图 c界面上平衡在 C位置的小球，因干扰力的存在就不一定会回复到原平衡位置 C，而是处于随遇平衡状态。图 c介于图 a、图 b两者之间，称为临界平衡状态；但它是不稳定平衡状态的开始，因此仍属于不稳定平衡状态的范畴。 压杆的平衡状态也可以分为三种。 下图 a中一根直线形状的压杆，当压力 F不太大时（小于某种界限值 Fcr时），用一个微小的横向力干扰它，压杆就微微弯曲。当横向力撤去后，压杆总能恢复到原来的直线平衡位置，此时压杆直线形状的平衡是稳定的平衡状态。 在图 b中，当压力 F增大到某一界限值 Fcr，微小的横向干扰力撤去后，杆件维持干扰后的微弯曲状态不变，不再回到原来的直线位置，而在微弯状态下维持新的平衡。此时压杆直线形状的平衡是临界平衡状态，这个轴向压力的界限值 Fcr，称为临界力。 * * * *