文档介绍：浅谈土木工程钢结构稳定性设计
浅谈土木工程钢结构稳定性设计
摘要:钢结构是指在建筑物结构中钢材起着主导作用的结构,它具有强度高、抗震性能好、结构自重小、建筑施工周期短等优点,在土木工程工程中得到了广泛的应用。另一方面,因其结构失稳破坏造成事故的案例也时有发生,因此在土木工程施工中,保证钢结构的稳定性是异常重要的。下文通过对钢结构稳定性设计的概念和设计要点,论述钢结构稳定性的分析方法,供土木工程设计人员参考。
关键词:土木工程;工程施工;钢结构稳定性
中图分类号::A文章编号:

引言:
钢结构是指在建筑物结构中钢材起着主导作用的结构,是一个很宽泛的概念。大部分的钢结构都包括建筑设计,工程技术、工艺。通常还包括以主梁、次梁、杆件,板等形式存在的钢的热轧加工工艺。上个世纪七十年代,除了对其他材料的需求在增长,钢结构仍然保持着对于来自美国、英国、日本、西德、法国等国家的钢材厂钢材的大量需求。
稳定性是钢结构工程设计中需要重点考虑的内容之一,现实生活中因钢结构失稳造成的工程事故案例也较多,如美面92m×110m的网架结构,突然于1978年坠落地面,原因是由于压杆屈曲失稳;×; 2010年1月3日下午,昆明新机场38m钢结构桥跨突然垮塌,造成7人死亡、8人重伤、26人轻伤,原因是桥下钢结构支撑体系突然失稳,8m高的桥面随即垮塌下来。从上述案例可以看出,钢结构失稳破坏的原因通常是其结构设计不合理,存在结构设计缺陷所致,要从根本上杜绝此类事故的发生,钢结构稳定性设计是关键。

强度是指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载所引起的最大应力(或内力)是否超过建筑材料的极限强度,因此它是一个应力问题,即指结构或者单个构件在稳定平衡状态下由荷载引起的最大应力(或内力)是否超过建筑材料的极限强度。极限强度的取值因材料的特性不同而异,对钢材是取它的屈服点。稳定主要是找出外部荷载与结构内部抵抗力间不稳定的平衡状态,即变形开始急剧增长而需设法避免进入的状态,因此它是一个变形问题。例如轴压柱,当失稳时柱的侧向挠度使柱中增加,从而柱子的破坏荷载可以远远低于它的轴压强度,此时,失稳是柱子破坏的主要原因。

钢结构稳定是一个变形问题,构件所受外部荷载与结构内部抵抗力间是不稳定的,关键是找出这一不稳定的平衡状态,避免变形急剧增长而发生失稳破坏。由于钢材的强度高,所做构件多数壁薄且截面较小,受压时为了在强度与稳定之间取得最优,往往满足了稳定的要求,而使得强度不能充分发挥。因此,设计时必须分清强度与稳定的界限与关系,充分考虑可能发生破坏的本质原因。
钢结构失稳的分类有:
(1)有平衡分岔的稳定问题(分支点失稳)。完善直杆轴心受压时的屈曲和平板中面受压时的屈曲均属于这一类。
(2)无平衡分岔的稳定问题(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。
(3)跳跃失稳是一种不同于以上两种类型的稳定问题,它是在丧失稳定平衡之后跳跃到另一个稳定平