文档介绍：提高钢结构稳定性设计措施分析
【摘要】:钢结构一旦失去稳定会最终导致其失去承载能力,从而造成结构构件甚至整个结构的破坏,带来较大的经济损失甚至威胁到人员的生命安全,故应引起设计人员的注意,本文以下内容将对提高钢结构稳定性设计措施进行研究和探讨,以供参考。
【关键词】:钢结构;稳定性;设计措施
中图分类号:TU391文献标识码: A
1、前言
在荷载的作用下,钢结构的外力和内力必须保持平衡,但平衡状态有稳定和不稳定之分,当为不稳定平衡时,轻微扰动将使结构或其组成构件产生很大的变形而最后丧失承载能力,这种现象就称为失去稳定性,在钢结构工程事故中,因失稳导致破坏者较为常见,特别是近几十年来,由于结构形式的不断发展和较高强度钢材的应用,使构件更超轻型而薄壁,更容易出现失稳现象,因而从设计上面采取措施提高钢结构的稳定性具有非常重要的意义。本文以下内容将对提高钢结构稳定性设计措施进行研究和探讨,以供参考。
2、钢结构失稳的类型分析
根据本人多年的实践经验,认为钢结构失稳主要有如下几种类型:第一,极值点失稳。极值点失稳是指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了稳定的能力,发生失稳时的荷载值就是构件的实际极限荷载,这类的平衡状态是渐变的,与平衡分岔失稳具有本质的区别。第二,跨越失稳。跨越失稳不存在平衡分岔点,也没有极值点,是失稳发生后又跳跃到另一个稳定的平衡状态。第三,稳定分岔失稳。按照结构稳定性分析理论, 结构在达到临界状态时, 从未屈曲的平衡位形过渡到无限临近的屈曲平衡位形,即由直杆而出现微弯。此后,变形的进一步增大,要求荷载增加。直杆轴心受压和平板在中面受压,都属于这种情况。板的屈曲后强度比较显著,在工程设计中往往可以利用。第四,不稳定分岔失稳。结构屈曲后只能在远比临界荷载低的条件下才能维持平衡位形。属于这种情况的有承受轴向荷载的圆柱壳和承受均匀外布压力的外球壳, 钢结构常用的缀条柱和圆柱壳很相似。薄壁型钢方管压杆也在一定条件下表现出类似特性。这种屈曲也叫做
“有限干扰屈曲”,因为在有限干扰下,在达到分岔屈曲荷载前就可能由未屈曲平衡位形转到非临近的屈曲平衡位形。
3、提高钢结构稳定性的设计措施研究
根据本人多年的实践经验,认为要提高钢结构稳定性的设计措施主要有如下几个方面:第一,改变结构计算图形。改变结构计算图形的加固方法是指采用改变荷载分布状况、传力途径、节点性质和边界条件,增设附加杆件和支撑、施加预应力、考虑空间协同工作等措施对提高结构的稳定性:①在排架结构中重点加强某一列柱的刚度,使之承受大部分水平力,以减轻其它柱列负荷;②在塔架等结构中设置拉杆或适度张紧的拉索以加强结构的刚度;③增加支撑形成空间结构并按空间结构验算;加设支撑增加结构刚度,或者调整结构的自振频率等以提高结构承载力和改善结构动力特性;
④增设支撑或辅助杆件使结构的长细比减少以提高其稳定性。第二,为保证梁的整体稳定或增强梁抗整体失稳的能力,在进行设计的过程中,如果梁上有密铺的刚性铺板,应使之与梁的受压翼缘连接牢固,如果没有刚性铺板或者铺板与梁受压翼缘连接不可靠的时候,则应设置平面支撑。楼盖的平面支撑有横向平面支撑和纵向平面支撑两种,横向支撑使主梁受压翼缘的自由长度由其跨长减小为次粱间距,纵向之后曾是为了保证整个楼面的横向刚度,不论有无