钢结构稳定问题

2022-12-29 13:25:20   文档大全网     [ 字体: ] [ 阅读: ]

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稳定

1、稳定为何复杂

稳定是“混沌”问题比随机模糊都要复杂,欧拉公式至今已236年,但在稳定理论方面进展不大;随机问题可用概率法来解决,事先不知、事后可知;模糊问题属于有些说不清问题,属于经验的问题如专家系统等可以用模糊数学解决。但混沌问题理论较深缺乏数理资料,当前还无法解决,混沌的特点非线性,解的多样性、初始值敏感,因此振动,地震均是混沌。

2、第二类失稳是否是强度问题

从现象看似乎是强度问题,但应是稳定问题,强度与稳定的区分:强度是截面承载力而稳定是杆件整体承载力问题伴随大变形,过去规范δ= N/φA是混淆概念,将稳定表达为强度,现已改进。

3、二阶效应与非线性分析有什么区别

二者本质一样,都是由变形后的轴线来求得平衡条件,但二者在要概念上有区别:非线性分析有几何非线性与物理非线性之分,二阶仅对一阶而只有几何非线性。对于柔性结构根本就没有一阶二阶之分就是非线性。 4、计算长度与非线性关系

计算长度是在一阶基础上考虑变形引起的附加弯矩,是近似的非线性分析,如悬臂柱计算长度L=2L也就是悬臂柱所产生的附加弯矩与一个跨度2L的筒支柱的附加弯矩等效,以每筒的附加弯矩作为标准,计算长度是近似的,如一个悬臂柱设计L=2L但在图5情况下左柱上下2个铰要倾倒,必须由右柱加以支持,精确计算右柱L0=2.69h一个框架再加一个摇摆柱,要保证其不失稳必然靠框架支撑,因此按一般规范可给的框架计算长度即不对,应该 , n=P3/(P1+P2)而一般框架计算长度1.251.5也是考虑群柱作用即各柱互相支持的问题,如悬臂柱有水平力时其计算长度即如图6:其合力延长线与曲线交点才是计算长度这些情况无法一一反映,因此计算长度是近似的。

5、网壳稳定是混沌问题,为何稳定问题无法解决

沈土钊院士陈昕教授最大的贡献是经过2800次试算 采用“一致缺陷摸态法”即结构缺陷分布正好与结构最 低阶的模态一致,得到在一般正常缺陷下稳定承载数值 不小于下临界点,这样就使计算工作简化,当然网壳稳 定的解决并不是从理论上解决,而是从工程处理上解决 了难题,因为数值分析,人为假定,失稳的荷载位移曲


线以控制变形来解决稳定。网壳稳定还有缺陷,即网壳

结构稳定与杆件稳定是分别独立计算的,未考虑其耦合作用。如整体稳定承载力破坏前会不会有个别杆件先失稳的影响。

网壳稳定一般是根据内力计算的截面进行稳定验算,如果稳定验算不够,好的办法应该是从结构体型上解决,如加高矢高,或改变支撑条件,加大端面高度等,局部双层也是一种措施。如只能靠加大截面时,如何判断是一个问题,一般可从失稳模态上分析,判断出加强部位;比较多的是全部加大截面因为杆件加大对稳定是互有支撑作用的,但加大断面的效果还是有限的。

稳定问题是一个未解决的问题,计算方法没有统一,人为假定很多,因此设计采用时应慎重。能用构造措施解决更好,否则尽量应力小、变形小

6、用几何非线性如何考虑物理非线性影响

单层网壳是多次超静定,千百个自由度解决稳定问题已属非常困难,如果再考虑物线线4.2 (4.2=1.64x1.2/0.47,其中1.64为一般安全度,1.2为考虑缺陷敏感,0.47为考虑材料非线),对于其他结构,稳定分析的公式如何考虑,看法不一、有的认为稳定中已包括物理非线性与缺陷敏感(如柱子曲线),有的稳定按几何非线性分析,但断面又考虑了弹塑性。这是当前国际上普遍存在的设计上矛盾,而又为大家所接受,现在尚未解决,但对使用阶段,二者并矛盾,因此这种稳定计算,考虑这种矛盾而且这些稳定计算尚未列入规程,设计中可以偏安全的乘以附加安全度1.2以上。 7、钢管立体桁架平面外稳定如何考虑

根据罗尧治教授研究与跨度L有关(图8

L<80m a/h= 1/4 L=80-150m a/h= 1/3 L>150m a/h= 1/2



8、棱形柱,格构式柱、园弧实腹拱的平面内稳定如何计算。

根据郭彦林教授研究,这些结构稳定分析仍沿着实腹柱

设计思路,将受压直线等价归纳到计算长度,但入结构特性用正则化长细比,然后代入柱子稳定公式(详见清华大学郭彦林教授文章:棱形柱的稳定性能研究应用,第十一届空间结构论文采实腹圆弧拱平面内稳定极限承载力设计清华大学论文钢结构技术总监(建筑篇)日本钢结构协会 中国建筑出版社)。对于棱形柱由于枝杆可能有剪力,因此考虑剪力扭转影响。 9、交叉拱的稳定如何考虑

根据罗尧治教授分析:交叉拱的屈曲荷载比单拱高出4倍。 10、人行道的受压弦杆平面外不稳定如何办

人行桥有的希望上面弦杆外全无支撑,因此是难以解决的 问题(9),现国外资料利用腹杆的刚度及受拉弦杆的扭转刚度 作为上弦压杆的支撑,具体算法可见(“空心管结构连接设计 JAPacker J.E Headerson J.J CAO科学出版社”

腹杆接平面桁架计算,原平面桁架公式中d1/do应折算为de+d1/2d0代替。


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