[其它]第四章稳定.ppt

3.2.3 梁的扭转 自由扭转：扭转剪应力：开口截面、闭口截面 约束扭转：扭转剪应力、翘曲正应力、 翘曲剪应力 3.3 梁的局部压应力和组合应力 3.4 按强度条件选择梁截面 3.4.1 初选截面 3.4.2 截面验算 3.4.3 梁截面沿长度的变化 3.5梁的内力重分布和塑性设计 Mx≤Wpnxf 3.6 拉弯、压弯构件的应用和强度计算 验算如图所示拉弯构件的强度，轴心拉力设计值N=100kN，横向集中荷载设计值F=8kN，均为静力荷载。构件截面为2L100x10，钢材Q235 第4章 单个构件的承载能力——稳定性 随着材料强度越来越高，构件截面越来越小，导致许多失稳事故 第4章 单个构件的承载能力——稳定性 稳定问题的一般特点 轴心受力构件的整体稳定性 实腹式和格构式柱的截面选择计算 受弯构件的弯扭失稳 压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算 板件的稳定和屈曲后强度的利用 4.1 稳定问题的一般特点 一、稳定的概念 平衡的状态： 对理想的压杆： 当N达到某一临界值的时候：即可维持直线 平衡，又可维持微弯平衡 二、理想状态下二阶分析确定临界荷载 二者的区别： 一阶分析：认为结构（构件）的变 形比起其几何尺寸来说很小，在分析 结构（构件）内力时，忽略变形的影 响。 二阶分析：考虑结构（构件）变形 对内力分析的影响。 1、显然，临界力只有通过二阶分析才得到 2、当P---PE时， ，表明当构件达到临界荷载时，刚度退化为0，无法保持平衡，从这个角度上讲，失稳是压力使构件弯曲刚度减小，直至消失的过程 从中也体会到，失稳是构件整体行为，而非个别截面。 三、非理想缺陷及弹塑性分析理论 （一）、缺陷：几何缺陷：初始弯曲、初始偏心 力学缺陷：初始应力和力学参数非均匀性 几何缺陷会增大应力与变形 残余应力易使构件局部进入屈服，使该区域刚度消失 缺陷的存在易使失稳一般呈弹塑性状态 （二）、弹塑性稳定分析的简化理论 一般而言，这种计及缺陷的非线性分析只能以数值方法分析(数值积分法、有限单元法），也有一些简化方法 切线模量理论：失稳时在非弹性应力状态，应取σ-ε曲线上相应应力点的切线斜率Et (切线模量）代替E,上个问题中 折算模量理论达到临界值后杆件弯曲，导致截面一部分加压，一部分减压，减压区用E，整个截面用折算模量Er 四、稳定具有多样性、整体性、相关性 多样性：即有整体失稳、又有局部失稳，即 可能弯曲失稳，亦可能扭转失稳 整体性: 稳定性不能孤立的分析，应考虑邻 近构件的约束 相关性: 局部失稳可降低整体稳定承载力等 5、理想状态下临界应力的影响因素 当λ大时，Ncr小，σcr≤fp,此时弹性屈 曲， σcr只与λ有关，与强度无关。 当λ小时，Ncr大，σcr﹥fp,此时弹塑性屈曲， σcr与λ与Et有关，Et与强度有关。 当λ→0 时， σcr→fy 1. 残余应力产生的原因 ①焊接时的不均匀加热和冷却； ②型钢热扎后的不均匀冷却； ③板边缘经火焰切割后的热塑性收缩； ④构件冷校正后产生的塑性变形。 2、残余应力的测量：锯割法 实测的残余应力分布较复杂而离散，分析时常采用其简化分布图（计算简图）： 3.从短柱段看残余应力对压杆的影响 以双轴对称工字型钢短柱为例： 显然,由于残余应力的存在导致比例极限降低，部分区域先屈服，因此,用截面弹性区的惯性矩Ie代替全截面惯性矩I，即得柱的临界应力： 仍以忽略腹板的双轴对称工字钢柱为例， 柱屈曲可能的弯曲形式有两种：沿强轴（x轴）和沿弱轴（y轴）,因此，临界应力为： 2、残余应力对构件的影响与λ有关系 如λ大，细长杆， 此时，考虑残余应力作用，边缘可能不至于屈服，基本无影响。 λ减小，残余应力引起的屈服区域影响显现， λ减小到一定程度，逐渐与强度有关，长细比影响减小，残余应力自相平衡，对强度无影响。 （二）、初弯曲的影响 （四） 杆端约束对轴心受压构件整体稳定性的影响 实际压杆并非全部铰接，对于任意支承情