1、精選優質文檔-傾情為你奉上提高壓桿穩定性的策略首先援引課本中的“壓桿穩定性的概念”：“在第二章研究受壓直桿時，認為其之所以破壞是由于強度不夠造成的，即當橫截面上的正應力達到材料的極限應力時，壓桿就發生破壞。實踐表明，這對于粗而短的壓桿是正確的，但對于細長的壓桿，情況并非如此。細長壓桿的破壞并不是由于強度不夠，而是由于荷載增大到一定數值后，不能保持其原有的直線平衡形式而失效?！惫省疤岣邏簵U穩定性”即“令受壓桿件能夠更好地保持其原有的直線平衡形式”，表觀上體現為“提高壓桿臨界力”。由臨界力公式其中 為圓周率E為壓桿材料的彈性模量I為壓桿截面的形心主慣性矩為長度因數L為壓桿長度桿件又分細長桿（大柔度

2、桿）、中長桿（中柔度桿）、和短桿（小柔度桿）短桿實際上發生的是強度破壞。故要使增大，可以采取以下措施：采用合理的材料制作壓桿（選擇合適的E）。選擇彈性模量高的材料，如優質鋼，各種復合材料等。但是由于各種鋼材的彈性模量相差不大，所以當細長壓桿要選用鋼材時，僅僅出于穩定性的要求而選用高強度鋼材制作細長壓桿是不經濟的；對于中長桿采用高強度材料才能夠比較明顯地提高穩定性。采用合理截面形式（使增大）。由于桿件一般處于空間受力狀態或雙向平面受力狀態，故壓桿穩定性總是受限于穩定性最差的一個方向，即決定于截面的。當截面面積不變時，可改變截面形狀，盡量使其形心主慣性矩相等或相近，這樣壓桿在各個方向就具有相近的穩

3、定性，下面舉例說明：由兩個槽型鋼組成的截面，左邊的截面形式若間距控制得不好，會使得，若將其換成右邊的形式則可使得，更有利于維穩。而在截面形心主慣性矩相等或相近的前提下，可保持截面面積不變，增大I值。如將實心圓截面改為面積相等的空心圓截面就更合理。而從截面角度出發提高整體穩定性的方法還有：添加綴條。使用添加綴條的方法提高組合壓桿的整體穩定性時，需要注意使每個分支都和整體具有相同的穩定性，設計才是合理的。否則，由于分支也是壓桿，若某一分支穩定性較弱，發生失穩，將會導致整體失效。減小相當長度和增強桿端約束（使L減小，減小）。壓桿的穩定性隨桿長的增加而降低，因此應盡量降低桿的相當長度，例如在桿中間設置

4、中間支承。另，將桿端約束增強，可減小長度因數值，亦可增強桿件穩定性。例如在支座處焊接或鉚接支撐鋼板；將固定鉸支座增強為固定端；在不同受力方向采用相同約束等。工程上，有許許多多重大事故就是因為工程師在設計結構時沒有對壓桿穩定性有足夠的認識或重視造成的。當今，由于鋼結構建筑的各種優異性能，世界各地大范圍地采用各種鋼結構設計、建造各種鋼結構建筑，如鳥巢等。然而，穩定問題是鋼結構最突出的問題。長期以來，許多工程技術人員對強度概念認識清晰，對穩定概念認識淡薄，并且存在著強度重于穩定的錯誤思想。因此，人們在大量的、連接不斷的、令人措手不及的鋼結構失穩事故中付出了慘痛的代價，得到了嚴重的教訓。鋼結構的失穩事

5、故分為整體失穩事故和局部失穩事故兩大類，其各自產生的原因如下：整體失穩事故原因： 1設計錯誤設計錯誤主要與設計人員的水平有關。如缺乏穩定概念；穩定驗算公式錯誤；只驗算基本構件穩定從而忽視整體結構穩定驗算；計算簡圖及支座約束與實際受力不符，設計安全儲備過小等等。2制作缺陷制作缺陷通常包括構件的初彎曲、初偏心、熱軋冷加工以及焊接產生的殘余變形。各種缺陷將對鋼結構的穩定承載力產生顯著影響。3臨時支撐不足鋼結構在安裝過程中，當尚未完全形成整體結構之前，屬幾何可變體系，構件的穩定性很差。因此必須設置足夠的臨時支撐體系來維持安裝過程中的整體穩定性。若臨時支撐設置不合理或者數量不足，輕則會使部分構件喪失穩定

6、，重則造成整個結構在施工過程中倒塌或傾覆。4使用不當結構竣工投入使用后，使用不當或意外因素也是導致失穩事故的主因。例如：使用方隨意改造使用功能，改變構件受力，由積灰或增加懸吊設備引起的超載，基礎的不均勻沉降和溫度應力引起的附加變形，意外的沖擊荷載等。局部失穩事故原因分析局部失穩主要針對構件而言，失穩的后果雖然沒有整體失穩嚴重，但對以下原因也應引起足夠重視。1設計錯誤設計人員忽視甚至不進行構件的局部穩定驗算，或者驗收方法錯誤，致使組成構件的各類板件寬厚比和高厚比大于規范限值。2構造不當通常在構件局部受集中力較大的部位，原則上應設置構造加勁肋。另外，為了保證構件在運轉過程中不變形也須設置橫隔、加勁

7、肋等，但實際工程中，加勁肋數量不足、構造不當的現象比較普遍。3原始缺陷原始缺陷包括鋼材的負公差嚴重超規，制作過程中焊接等工藝產生的局部鼓曲和波浪形變形等。4吊點位置不合理在吊裝過程中，尤其是大型的鋼結構構件，吊點位置的選定十分重要，由于吊點位置不同，構件受力狀態不同。有時構件內部過大的壓應力將會導致構件在吊裝過程中局部失穩。因此，在鋼結構設計中，針對重要構件應在圖紙中說明起吊方法和吊點位置。失穩事故的防范一設計人員應強化穩定設計理念防止鋼結構失穩事故的發生，設計人員肩負著最重要的職責。強化穩定設計理念十分必要。二制作單位應力求減少缺陷在常見的眾多缺陷中，初彎曲、初偏心、殘余應力對穩定承載力影響

8、最大，因此，制作單位應通過合理的工藝和質量控制措施將缺陷減低到最小程度。三施工單位應確保安裝過程中的安全施工單位只有制定科學的施工組織設計，采用合理的吊裝方案，精心布置臨時支撐，才能防止鋼結構安裝過程中失穩，確保結構安全。四使用單位應正常使用鋼結構建筑一方面，使用單位要注意對已建鋼結構的定期檢查和維護，另一方面，當需要進行工藝流程和使用功能改造時，必須與設計單位或有關專業人士協商，不得擅自增加負荷或改變構件受力。總之，通過各方的共同努力，鋼結構失穩事故可以從根本上得到解決。典型事故實例加拿大魁北克大橋因失穩而墜毀1907年，在加拿大境內首次建造跨越Quebec河的三跨懸臂橋，該橋的兩個邊跨各長

9、152.4m，中跨長548.64m，中跨包括了由兩個邊跨各懸伸出的長度為714.45m的桿系結構。豈料在架橋過程中，懸伸出的由四部分分肢組成的格構式組合截面的下弦壓桿，因新設置的角鋼綴條過于柔弱，四個角鋼綴條總的截面積只占構件全截面面積的1.1%。因此綴條不能有效地將四部分分肢組成具有足夠抗彎剛度的受壓弦桿，組裝好的鋼橋在合龍之前，撓度的發展已無法控制，分肢屈曲在先，隨之弦桿整體失穩，9000t中的鋼橋全部墜入河中，有75名員工遇難。該橋重建時，曾于1916年因施工問題又一次發生倒塌事故。影劇院網架屋蓋失穩事例一工程概況烏恰縣影劇院是由門廳、觀眾廳和舞臺三部分組成(圖7.8、7.9)，觀眾廳屋蓋為平面尺寸27m×24m、高度2.667m的正放四角錐螺栓球節點網架，觀眾廳外墻由柱距為