Pinnacle平博体育(访问: hash.cyou 领取999USDT）
稳定性设计是钢结构设计中的一个重要环节。在各种类型的钢结构中，都会遇到稳定问题。对于这个问题处理不好，将会造成不应有的工程事故。钢结构设计中的稳定性验算是钢结构设计中一个必不可少的环节，一旦出现了钢结构的失稳事故，不但对经济造成严重的损失，而且会造成人员的伤亡，所以我们在钢结构设计中，一定要把握好这一关。目前，钢结构中出现过的失稳事故都是由于设计者的经验不足，对结构及构件的稳定性计算不够重视，对如何保证结构稳定缺少明确概念，造成一般性结构设计中不应有的薄弱环节。1、强度与稳定的区别。强度问题是指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载所引起地最大应力（或内力）是否超过建筑材料的极限强度，因此是一个应力问题。极限强度的取值取决于材料的特性，对混凝土等脆性材料，可取它的最大强度，对钢材则常取它的屈服点。稳定问题则与强度问题不同，它主要是找出外荷载与结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态，即变形开始急剧增长的状态，从而设法避免进入该状态，因此，它是一个变形问题。如轴压柱，由于失稳，侧向挠度使柱中增加数量很大的弯矩，因而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度。显然，轴压强度不是柱子破坏的主要原因。在了解设计原则时，我们先要理解强度和稳定的问题，知道二者的区别所在，强度问题是一个应力问题，我们所说的极限强度主要是取决于材料的特性；如对于混凝土等一些脆性材料，要取其最大的强度，而对于钢材则实常取其屈服点。但稳定问题与强度问题却不是同一概念，要解决强度问题，就先要找出不稳定的平衡状态，这个状态存在于外部荷载与构件内部抵抗力之间，也就是变形开始快速增长的那个状态，通过这种分，我们可以知道强度问题实质上是一个变形的问题。（2）在框架结构的稳定计算中，结构计算简图和实用计算方法所依据的简图必须有一致性，这是重要的一点。目前，在设计单层和多层框架结构时，我们不作框架稳定分析，而是作框架柱的稳定计算，在这里，我们通过这种方法计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数时，应该依靠框架整体稳定分析得出相应的结果，从而得出的柱子的稳定计算与框架稳定计算才是等效的。但在实际工作中，我们会设定一些不符合实际的典型条件，这是由于框架是多种多样的，需在设计简化计算的工作量。（3）设计结构的细部构造与构件的稳定计算必须相一致。设计人员处理构造细部时，在对传递弯矩和不传递弯矩的节点连接作出要求时，应该考虑到它要具备足够的刚度和柔度，以及要注意到桁架节点应尽量减少杆件偏心，但当构造上有不同于强度的要求或需要特殊考虑时，这些是涉及到构件稳定性能时，就应该考虑到这些。同时，在允许梁在水平平面内转动和梁端截面自由翘曲时，支座也需要能够阻止梁绕纵轴扭转，达到以上的要求，在稳定分析中，就会符合会分析时所采取的边界条件。如果结构承受着保守力, 可以根据有了变形的结构的受力条件建立总的势能,总的势能是结构的应变能和外力势能两项之和。如果结构处在平衡状态,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。根据小变形理论, 能量法一般只能获得屈曲荷载的近似解;但是,如果事先能够了解屈曲后的变形形式, 采用此变形形式作计算可以得到精确解。稳定平衡时总势能最小的原理称为最小势能原理。当总势能具有最小值时,它的二阶微分是正值,平衡状态是稳定的。这就是说,用总势能驻值原理可以求解屈曲荷载, 而用总势能最小原理可以判断屈曲后平衡的稳定性。处于平衡状态的结构体系, 如果施加微小干扰使其发生振动, 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。当荷载小于稳定的极限值时,加速度和变形的方向相反,因此干扰撤去以后,运动趋于静止,结构的平衡状态是稳定的;当荷载大于极限值时, 加速度和变形的方向相同,即使将干扰撤去,运动仍是发散的,因此结构的平衡状态是不稳定的:临界状态的荷载即为结构的屈曲荷载, 可由结构振动频率为零的条件解得。动力法属于结构动力稳定问题。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。对于有平衡分岔点的弹性稳定问题,在分岔点附近存在着两个极为临近的平衡状态,一个是原结构的平衡状态,一个是已经有了微小变形的结构的平衡状态。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而后求解的。如果得到的符合平衡方程的解有不止一个, 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。尽管如此,由于常常只需要得到结构的屈曲荷载, 所以经常采用平衡法。在许多情况下,采用平衡法可以获得精确解。
