结构稳定理论基本概念介绍.pptVIP

天辰公司土建工程部 稳定设计的一些方法 解析法 规范法（计算长度系数法） 数值分析方法（近似方法） 应用弹性力学和塑性力学知识，对构件进行“精确”分析 只适合简单杆件和板壳的分析 求解困难，理论性强，难于应用 很难考虑构件缺陷的影响 是其他各种分析方法的理论基础 规范法（计算长度系数法） 通过计算长度系数的调整验算单个构件的稳定，进而保证体系的稳定 应用方便，可操作性好 仅适用于杆系结构 对一些特殊问题，计算长度系数取值难以找到准确依据，有时仅凭经验进行 “复杂”结构（如网壳），仅凭计算长度法无法保证安全 数值分析方法 包括多种方法，如差分法（Ritz, Galerkin法），有限积分法，有限单元法。其中有限单元法最为实用和有效，各种通用分析软件很多（sap, ansys, algor, adina, abaqus, MSC系列）。 可进行两种分析：特征值分析和考虑包含初始缺陷的极限承载力分析（非线性分析） 特征值分析是定性分析，可用于判断结构性能，分析计算长度取值是否合理。此种分析方法简单，易于被不具备理论背景的人掌握。 极限承载力分析可用于实际工程，适用于杆系（包括曲线杆件）和各种板壳的分析(强度分析和稳定分析相统一)。 极限承载力分析结果依赖于合理的单元假设和合适的分析方法，有时也不一定得到正确结果。需具备较强的理论知识和经验进行判断 叠加原理不适用 对不同的荷载性质和荷载分布，结构的稳定性质一般都不相同，需各自单独分析 分析结果对刚度和缺陷敏感，要注意边界条件一定要和实际一致（类似于振动问题） 结构稳定理论的一些基本概念 3）稳定的整体性和相关性 稳定的整体性： ＃单个杆件的稳定涉及体系的整体性，稳定分析 应从整体出发。 ＃规范采用构件单独计算考虑计算长度的方法，只 是为了应用方便，并不是最通用的方法，有些问题 无法解决（如拱和弧梁的稳定，壳体的稳定，变截 面构件的稳定） 稳定的相关性： 不同失稳模态的耦合作用，不同失稳现象的相互 影响。 结构稳定理论的一些基本概念 4）稳定的分析方法的特殊性 ＃必须考虑应变高阶项，即二阶理论分析 ＃极限承载力分析需要考虑材料非线性和几何 非线性（即材料本构关系的变化和内力的二阶 效应） 结构稳定理论的一些基本概念 稳定设计中给设计的一些建议： # 计算长度取值必须和实际构造一致 1.悬臂梁和简支梁支座抗扭构造 2. 一些轴心压杆（如十字形）或主梁的 侧向支撑要同时抵抗侧移和扭转 3. 侧向支撑的刚度必须满足要求 4. 特殊情况要注意内力对刚度的削弱， 会导至计算长度增加 5. 对于无法设撑的某些结构应进行整体分析， 计算长度不要随意取值。（如单榀桁架、 格构柱等） 结构稳定理论的一些基本概念 结构稳定理论的一些基本概念 结构稳定理论的一些基本概念 # 稳定设计中增加结构延性的考虑： 失稳破坏带有脆性破坏特征，设计应考虑 兼顾结构延性 网架或屋架设计中可以将压杆应力比取低 而将拉杆应力比取高，因为钢材的受拉破坏通常 是延性的，这样整个结构的延性会得到提高。 结构稳定理论的一些基本概念 d. 稳定设计的一些方法 结构稳定理论的一些基本概念 结构稳定理论的一些基本概念 解析法 结构稳定理论的一些基本概念 结构稳定理论的一些基本概念 * 1. 结构稳定理论的一些基本概念 2. 简谈屋架设计中的问题 主要内容： 结构稳定理论的一些基本概念 结构稳定理论的一些基本概念 1、陈骥，《钢结构稳定理论与设计》，科学出版社，2004第二版 2、童根树 ，《钢结构的平面内稳定》中国建筑工业出版社， 2005.10 3、陈绍蕃，《钢结构稳定设计指南》，中国建筑工业出版社， 2004第二版 推荐参考书： 结构稳定理论的一些基本概念 a. 钢结构稳定问题的重要性 b. 稳定问题的分类 c. 结合设计实践谈稳定问题的特点 d. 稳定设计的一些方法 四个方面： a. 钢结构稳定问题的重要性 高强金属结构的相关特点： 轻质、高强、力学性能好； 与砼比，尺寸轮廓小，构件细长，板件薄柔； 易发生整体失稳和局部失稳； 失稳时经常具有突然性的几何形状的改变。 为何稳定问题对于钢结构更加突出？ 结构稳定理论的一些基本概念 结构稳定理论的一些基本概念 钢结构失稳破坏的例子 1907年，加拿大跨越魁北克(Quebec)河三跨伸臂桥 工程概况：两边跨各长152.4m，中间跨长548.6m(包括由 两个边跨各悬挑出的171.4m)。 破坏原因：格构式下弦压杆的角钢缀条过于柔弱， 其总面积只占弦杆截面面积的1％。 直接损失：架桥过程中9000t钢桥坠入河中，75员工遇难。 结构稳定理论的一些基本概念 结构