钢结构稳定原理 ppt课件
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钢结构设计原理 稳定性整体PPT课件
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实腹式压弯构件面内稳定实用计算公式
﹡考虑残余应力和初弯曲
﹡借用边缘纤维屈服准则修改
N
mxM x
f
x A xW1x 1 0.8 N NEx
mx—弯矩作用平面内的等效弯矩系数，规范规定：
框架柱和两端支承构件
•无横向荷载作用时，mx=0.65+0.35M2/M1
•构件兼受横向荷载和端弯矩作用时：使构件产生同向曲
绕z轴的惯性矩满足 Iz 3h0tw3
第24页/共32页
纵向加劲肋截面绕y轴的惯性矩应满足：
Iy 1.5h0tw3
a/h0 0.85
Iy (2.5 4.5a / h0)a / h0 2 h0tw3 a/h0 0.85
• 短加劲肋要求：
外伸宽度： 取横向加劲肋的0.7~1.0倍
厚度：
ts bs /15
• 型钢加劲肋：不小于上述对钢板加劲肋的惯性
矩的要求
• 加劲肋端部切角；与上翼缘刨平顶紧(焊接)；
中间加劲肋下端留50~100mm空隙
第25页/共32页
第26页/共32页
※支承加劲肋计算
＊稳定计算
＊承压强度计算（刨平顶紧）： =N/Ab fce
第27页/共32页
压弯构件的板件稳定
﹡腹板的稳定
第29页/共32页
横隔(每个单元不少于2个，间距不大于8m)
第30页/共32页
﹡翼缘的稳定与梁相同
不考虑塑性，
b1 / t 15 235 fy
部分考虑塑性，
b1 / t 13 235 fy
第31页/共32页
感谢您的观看。
第32页/共32页
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实腹式压弯构件面外实用计算公式
实腹式压弯构件面内稳定实用计算公式
﹡考虑残余应力和初弯曲
﹡借用边缘纤维屈服准则修改
N
mxM x
f
x A xW1x 1 0.8 N NEx
mx—弯矩作用平面内的等效弯矩系数，规范规定：
框架柱和两端支承构件
•无横向荷载作用时，mx=0.65+0.35M2/M1
•构件兼受横向荷载和端弯矩作用时：使构件产生同向曲
绕z轴的惯性矩满足 Iz 3h0tw3
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纵向加劲肋截面绕y轴的惯性矩应满足：
Iy 1.5h0tw3
a/h0 0.85
Iy (2.5 4.5a / h0)a / h0 2 h0tw3 a/h0 0.85
• 短加劲肋要求：
外伸宽度： 取横向加劲肋的0.7~1.0倍
厚度：
ts bs /15
• 型钢加劲肋：不小于上述对钢板加劲肋的惯性
矩的要求
• 加劲肋端部切角；与上翼缘刨平顶紧(焊接)；
中间加劲肋下端留50~100mm空隙
第25页/共32页
第26页/共32页
※支承加劲肋计算
＊稳定计算
＊承压强度计算（刨平顶紧）： =N/Ab fce
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压弯构件的板件稳定
﹡腹板的稳定
第29页/共32页
横隔(每个单元不少于2个，间距不大于8m)
第30页/共32页
﹡翼缘的稳定与梁相同
不考虑塑性，
b1 / t 15 235 fy
部分考虑塑性，
b1 / t 13 235 fy
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感谢您的观看。
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实腹式压弯构件面外实用计算公式
钢结构板的稳定之后看这个PPT!! 单个构件的承载力稳定性PPT课件
x 0.945；y 0.865
6000
x —460×16
y
y
x —500×22
取 y 0.865
N 5000103
A 0.865 293.6102
196.9N / m m2
f
200N / mm2
柱的整体稳定、刚度都满足要求。
第20页/共143页
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
第3页/共143页
第4章 单个构件的承载力-稳定性
稳定问题的多样性、整体性、相关性
1、不同的失稳形式耦合在一起——相关性 2、构件组成的单元作为整体丧失稳定——整体性 3、受力构件可以有不同的失稳形式——多样性
第4页/共143页
4.1 稳定问题的一般特点
第4章 单个构件的承载力-稳定性
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
6000
x —460×16
y
y
x —500×22
解：计算截面特性：
A 250 2.2 461.6 293.6cm2
Ix 2502.224.12 1.6463 /12 140756cm4 Iy 22.2503 /12 45833cm4
ix
Ix 140756 21.9cm； A 293.6
2t b3 /12
k 3（忽略腹板）
t
x
t
由于k<1，所以残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴比对强轴 严重得多。
第10页/共143页
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
实腹式轴心受压构件整体稳定的计算
轴心受压构件的应力应不大于构件整体稳定的临界应力：
N cr cr f y f其中 cr
6000
x —460×16
y
y
x —500×22
取 y 0.865
N 5000103
A 0.865 293.6102
196.9N / m m2
f
200N / mm2
柱的整体稳定、刚度都满足要求。
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4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
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第4章 单个构件的承载力-稳定性
稳定问题的多样性、整体性、相关性
1、不同的失稳形式耦合在一起——相关性 2、构件组成的单元作为整体丧失稳定——整体性 3、受力构件可以有不同的失稳形式——多样性
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4.1 稳定问题的一般特点
第4章 单个构件的承载力-稳定性
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
6000
x —460×16
y
y
x —500×22
解：计算截面特性：
A 250 2.2 461.6 293.6cm2
Ix 2502.224.12 1.6463 /12 140756cm4 Iy 22.2503 /12 45833cm4
ix
Ix 140756 21.9cm； A 293.6
2t b3 /12
k 3（忽略腹板）
t
x
t
由于k<1，所以残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴比对强轴 严重得多。
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4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
实腹式轴心受压构件整体稳定的计算
轴心受压构件的应力应不大于构件整体稳定的临界应力：
N cr cr f y f其中 cr
钢结构课件 轴心受压构件的整体稳定性
N=1000kN, 柱的长度4.2m。柱截面为焊接工字形，具有轧制边 翼缘，尺寸2-10×220, 腹板1-685
4.2.6 轴心受压构件扭转和弯扭屈曲
1、扭转屈曲
根据弹性稳定理论，两端铰支且翘曲无约束的杆件，其扭 转屈曲临界力，可由下式计算：
《钢结构稳定理论与设计》 陈骥 著
NE
fy
弹塑性阶段
N A
Nv0
W 1 N
NE
fy
相对初弯曲 ε0 = v0 / ρ = v0 / (W/A)
N [1 A 1
0
N
] NE
fy
N A
1
1000
i
1
1 N
N
E
fy
上式的解即为Perry-Robertson公式(柏利公式)
i0—截面关于剪心的极回转半径。i02
e02
ix2
i
2 y
引进扭转屈曲换算长细比z ：
1、扭转屈曲
满足
I 0
z =5.07b/t
x (y) ≥ z =5.07b/t
z2
25.7
Ai02 It
25.7
Ix
Iy It
2t 2b3 12
25.7 4bt3 3
选择计算 §4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
§4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择计算
4.3.1 实腹式柱的截面选择计算
1、实腹式轴心压杆的截面形式 ①考虑原则 ②常用截面
2、实腹式轴心压杆计算步骤
§4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择计算
4.2.6 轴心受压构件扭转和弯扭屈曲
1、扭转屈曲
根据弹性稳定理论，两端铰支且翘曲无约束的杆件，其扭 转屈曲临界力，可由下式计算：
《钢结构稳定理论与设计》 陈骥 著
NE
fy
弹塑性阶段
N A
Nv0
W 1 N
NE
fy
相对初弯曲 ε0 = v0 / ρ = v0 / (W/A)
N [1 A 1
0
N
] NE
fy
N A
1
1000
i
1
1 N
N
E
fy
上式的解即为Perry-Robertson公式(柏利公式)
i0—截面关于剪心的极回转半径。i02
e02
ix2
i
2 y
引进扭转屈曲换算长细比z ：
1、扭转屈曲
满足
I 0
z =5.07b/t
x (y) ≥ z =5.07b/t
z2
25.7
Ai02 It
25.7
Ix
Iy It
2t 2b3 12
25.7 4bt3 3
选择计算 §4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
§4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择计算
4.3.1 实腹式柱的截面选择计算
1、实腹式轴心压杆的截面形式 ①考虑原则 ②常用截面
2、实腹式轴心压杆计算步骤
§4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择计算
《钢结构稳定》课件
钢结构稳定的重要性
01
02
03
保障结构安全
钢结构稳定是保障结构安 全的重要因素，如果结构 失稳，会导致结构变形、 破坏甚至倒塌。
确保正常使用
钢结构稳定问题直接影响 到结构的正常使用，如桥 梁、厂房等结构的变形和 振动等。
提高经济效益
通过合理的结构设计，确 保结构的稳定性，可以减 少结构的维修和加固费用 ，提高经济效益。
详细描述
工业厂房由于其工艺要求和设备荷载的特殊性，对钢结构稳定性的要求也不同。在设计中，需要考虑厂房的工艺 要求、设备荷载、环境因素等因素，进行详细的结构分析和计算。同时，还需要考虑设备的安装和维修对结构稳 定性的影响，以确保厂房的安全和稳定运行。
Part
06
未来研究方向与展望
新材料与新工艺的应用
总结词
随着科技的不断发展，新材料和新工艺在钢结构稳定领域的应用将更加广泛。
详细描述
目前，新型高强度材料、复合材料和智能材料等正在逐步应用于钢结构中，这些新材料具有更高的强 度、耐腐蚀性和轻量化等特点，能够提高钢结构的稳定性。同时，新的焊接、防腐和涂装等工艺也在 不断涌现，有助于提高钢结构的制造质量和稳定性。
智能化与自动化技术的应用
总结词
智能化和自动化技术将改变钢结构稳定性的 研究与实践方式。
详细描述
随着人工智能、机器学习等技术的不断发展 ，钢结构稳定性的研究与实践将更加智能化 和自动化。例如，利用机器学习技术对大量 数据进行学习，自动识别结构中的薄弱环节 ，提出优化方案。同时，自动化技术的应用 可以提高钢结构制造和安装的精度和效率， 进一步保证结构的稳定性。
01 总结词
弹性稳定是指钢结构在弹性状 态下抵抗失稳的能力。
钢结构稳定原理课件
详细描述
支撑系统可以防止结构发生过大变形和失稳，通过合理设置支撑系统，可以有效 地将外力传递到各个支撑点上，从而提高结构的整体稳定性。在设计支撑系统时， 应充分考虑结构的受力特点和空间要求。
进行预应力处理
总结词
预应力处理是一种有效的提高钢结构稳定性的方法。
详细描述
通过在结构中施加预应力，可以改变结构的受力状态，提高其稳定性。预应力可以通过预拉或预压的方式施加， 根据结构需求选择合适的预应力方式，可以有效地提高结构的稳定性。同时，预应力处理还可以提高结构的刚度 和承载能力。
03
掌握钢结构稳定性的分析方法和计算公式。
04
提理高的学能生力在。实际工程中应用钢结构稳定原
稳定性定义
稳定性是指钢结构在受到外力 作用时，能够保持其原有平衡 状态的能力。
失稳是指钢结构在受到外力作 用时，由原来的平衡状态转变 为新的平衡状态的过程。
稳定性分析是研究钢结构在各 种外力作用下的平衡状态及其 变化规律的科学。
钢结构稳定原理课件
• 钢结构稳定性基本概念 • 钢结构稳定性的计算方法 • 不同类型钢结构的稳定性分析
• 钢结构稳定性的影响因素 • 增强钢结构稳定性的措施 • 实际工程中的钢结构稳定性问题
课程背景
课程目标
01
掌握钢结构稳定的基本概念和原理。
02 了理解方影法响。 钢结构稳定性的因素及相应的处
截面特性
截面尺寸 腹板和翼缘的连接方式 截面的对称性
结构跨度与高度
01
02
03
跨度与高度的比例
支撑系统的设置
跨度中的荷载分布
支撑系统的影响
支撑的形式和布置 支撑的刚度和强度 支撑与主体结构的连接方式
钢结构柱梁稳定实用计算PPT课件
•我们研究的内容就是找出从稳定平衡状态过渡到不稳定平衡状态之 间的临界状态，并将构件控制在临界状态之内，那么构件就是稳定 的。
2
§4.1 轴心受压构件的整体稳定
4.1.2 稳定分类
构件稳定
•稳定分岔失稳：屈曲后仍可承载 （轴心受力构件）
•不稳定分岔失稳：屈曲后不可继续承载（压弯构件） •跃越屈曲：薄壁壳体容易发生
11
构件稳定
4.1.6 轴心受压实腹构件的局部稳定
在外压力作用下，截面的某些部分（板 件），不能继续维持平面平衡状态而产 生凸曲现象，称为局部失稳。局部失稳 会降低构件的承载力。
我国钢结构设计规范用限 制板件宽厚比的方法来实 现局部稳定的设计准则。
(a)
(b)
图4.2.12 轴心受压 构件的局部失稳
16
构件稳定
例4.1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图
所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算
长度l0x=6m ，l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345， f=315N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳
定性。
y
-250×8
x
x
y -250×12
杆件在两个主轴方向上的整体稳定承载力尽量接近。因此尽可能 使两个方向的稳定系数或长细比相等，以达到经济效果。
2.宽肢薄壁
x y 或 x y
在满足板件宽厚比限值的条件下，使截面面积分布尽量远离形心
轴，以增大截面惯性矩和回转半径，提高杆件的整体稳定承载力
和刚度。 20
构件稳定
3.连接方便
2
如对组合工字形截面表得
h ix 0.43
b iy 0.24
2
§4.1 轴心受压构件的整体稳定
4.1.2 稳定分类
构件稳定
•稳定分岔失稳：屈曲后仍可承载 （轴心受力构件）
•不稳定分岔失稳：屈曲后不可继续承载（压弯构件） •跃越屈曲：薄壁壳体容易发生
11
构件稳定
4.1.6 轴心受压实腹构件的局部稳定
在外压力作用下，截面的某些部分（板 件），不能继续维持平面平衡状态而产 生凸曲现象，称为局部失稳。局部失稳 会降低构件的承载力。
我国钢结构设计规范用限 制板件宽厚比的方法来实 现局部稳定的设计准则。
(a)
(b)
图4.2.12 轴心受压 构件的局部失稳
16
构件稳定
例4.1 某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图
所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算
长度l0x=6m ，l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345， f=315N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳
定性。
y
-250×8
x
x
y -250×12
杆件在两个主轴方向上的整体稳定承载力尽量接近。因此尽可能 使两个方向的稳定系数或长细比相等，以达到经济效果。
2.宽肢薄壁
x y 或 x y
在满足板件宽厚比限值的条件下，使截面面积分布尽量远离形心
轴，以增大截面惯性矩和回转半径，提高杆件的整体稳定承载力
和刚度。 20
构件稳定
3.连接方便
2
如对组合工字形截面表得
h ix 0.43
b iy 0.24
钢结构稳定性的新诠释ppt课件.ppt
对支撑刚度应该要提出要求：
n
支撑抗侧刚度 K 至少要 3 Pi / h 。 i 1
现有支撑是否都满足这一要求？
•返回
0.4
轴 力的 等 效 轴 压 负刚 度
λ =100
EA
1
l 1 2n2 (1 P PE )3
2
λ =150
0.2
0.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
P/PE
图5：有初曲压杆的切线轴压刚度
•返回
七、如何使结构失稳方式从有侧移 模式变化为无侧移模式？
当然的方法是加侧向支撑使之不会发生有侧移失稳。接下来的问题是加 多大的支撑？这就涉及到《钢结构设计规范》GBJ17-88 第 5.2.2 条的注中有
所以，返回来以后可以认定稳定问题仍是一个刚度问题。构件的稳定计算为什么要与钢材 的屈服强度发生关系？因为在弹塑性阶段，钢材的切线模量与钢材的应力有关。
•返回
三、刚度是什么
刚度是抵抗变形的能力。什么东西抵抗什么变形的能力？在大学的课程中我 们学到如下刚度概念。
1.材料微元体：微元体的变形为正应变和剪切应变，材料抵抗这种变形的刚度指标为
拉力即刚度，有拉力，无物理抗弯刚度（EI 0）也可以承 受荷载。拉力可以使一个几何可变的结构具有承受荷载的 能力。张力膜结构和悬索、拉索结构是对拉力作为刚度 （而不是强度）使用的最好例子。作这个论断并不是说这 类结构可以不作强度计算，可以这样理解这些张力结构的 强度计算：控制应力使之以规定的可靠度低于其屈服强度， 防止整体结构中某一单个的张力元件本身被拉断而破坏结 构整体的张力平衡关系（正是这种整体的张力平衡为结构 提供刚度），防止单个元件的破坏导致整体刚度的丧失。
n
支撑抗侧刚度 K 至少要 3 Pi / h 。 i 1
现有支撑是否都满足这一要求？
•返回
0.4
轴 力的 等 效 轴 压 负刚 度
λ =100
EA
1
l 1 2n2 (1 P PE )3
2
λ =150
0.2
0.0
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
P/PE
图5：有初曲压杆的切线轴压刚度
•返回
七、如何使结构失稳方式从有侧移 模式变化为无侧移模式？
当然的方法是加侧向支撑使之不会发生有侧移失稳。接下来的问题是加 多大的支撑？这就涉及到《钢结构设计规范》GBJ17-88 第 5.2.2 条的注中有
所以，返回来以后可以认定稳定问题仍是一个刚度问题。构件的稳定计算为什么要与钢材 的屈服强度发生关系？因为在弹塑性阶段，钢材的切线模量与钢材的应力有关。
•返回
三、刚度是什么
刚度是抵抗变形的能力。什么东西抵抗什么变形的能力？在大学的课程中我 们学到如下刚度概念。
1.材料微元体：微元体的变形为正应变和剪切应变，材料抵抗这种变形的刚度指标为
拉力即刚度，有拉力，无物理抗弯刚度（EI 0）也可以承 受荷载。拉力可以使一个几何可变的结构具有承受荷载的 能力。张力膜结构和悬索、拉索结构是对拉力作为刚度 （而不是强度）使用的最好例子。作这个论断并不是说这 类结构可以不作强度计算，可以这样理解这些张力结构的 强度计算：控制应力使之以规定的可靠度低于其屈服强度， 防止整体结构中某一单个的张力元件本身被拉断而破坏结 构整体的张力平衡关系（正是这种整体的张力平衡为结构 提供刚度），防止单个元件的破坏导致整体刚度的丧失。
重要课件钢结构稳定理论-8
Z=1 P EIb
H EIc
l/2
钢结构稳定理论
r11 Z 1 0
r11
ic
tg
tg 2tg
EI b l/2
0
2
即：
tg
tg 2tg
2ib ic
0
2
内蒙古科技大 学
反对称失稳（根据对称性简化成如下模型）
Z=1 P EIb
自由度个数)为：
钢结构稳定理论
转角：1～6，6个 侧移：7～8，2个
共8个
内蒙古科技大 学
对临界状态的框架变形状态组成正则方程组。（由于 所有节点上的外荷载在基本体系的附加约束中不引起 任何反力，所以方程组是齐次的，如下：）
r11Z1 r12Z2 r1nZn R1g 0 r21Z1 r22Z2 r2nZn R2g 0 rn1Z1 rn2Z2 rnnZn Rng 0
内蒙古科技大 学
取任一长度x的隔离体，列挠曲线微分方程为：
E'I' yM aQ axNy
其中： Qa1 l(MaMbN)
同时令：k 2 N EI
※
则有： y'' k2yk N 2 M aM aM lbN x
通解为： y A sk i n x B ck o x N 1 s M a M a M lb N x
a
3 EI l
b
Mb0
Qa
Qb
3 EI l2
b
钢结构稳定理论
内蒙古科技大 学
θa=1
Ma
EIb
a l
钢结构稳定性ppt
cr
σy。
2btf y 2kbt 0.5 0.8kf y 2bt
(1 0.4k 2 ) f y
联立以上各式，可以得到与长细比λx和λy对应的屈曲应力σx和
第四章 单个构件的承载能力—稳定性
4.2.1 纵向残余应力对轴心受压构件整体稳定性的影响 可将其画成无量纲曲线， 如右（c）： 纵坐标是屈曲应力与屈 服强度的比值，横坐标 是正则化长细比。
2E cr 2
p E f p 时，可采用欧拉公式计算临界应力；
2 EI 2 EI NE 2 2 l l
第四章 单个构件的承载能力—稳定性
4.2.1 纵向残余应力对轴心受压构件整体稳定性的影响 当 N A f f 或 p E f p 时， p y rc 截面出现塑性区，由切线模量理论知，柱屈曲时,截面不
第四章 单个构件的承载能力—稳定性
4.1.1 失稳的类别
二、按屈曲后性能分类： 1）稳定分岔屈曲
稳定分岔屈曲
第四章 单个构件的承载能力—稳定性
4.1.1 失稳的类别
2）不稳定分岔屈曲
不稳定分岔屈曲
第四章 单个构件的承载能力—稳定性
4.1.1 失稳的类别
3）跃越屈曲
跃越屈曲
第四章 单个构件的承载能力—稳定性 Nhomakorabea4.1.2 一阶和二阶分析
二者的区别：
一阶分析：认为结构（构件）的变
形比起其几何尺寸来说很小，在分析
结构（构件）内力时，忽略变形的影 响。 二阶分析：考虑结构（构件）变形 对内力分析的影响。
同时承受纵横荷载 的构件
第四章 单个构件的承载能力—稳定性
4.1.3 稳定极限承载能力
钢结构稳定PPT课件
S—中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩； fv—钢材的抗剪强度设计值。
9
三、梁的局部承压强度
c
F
twlz
f
F– 集中荷载(动荷考虑动力系数)；
ψ– 系数,重级工作制吊车轮压1.35,其他1.0；
lz– 腹板的假定压力分布长度 梁中部 lz = a+5hy+2hR 梁端
A– 支承长度 吊车轮压取50mm
2
b
235 fy
轧制普通工字钢梁 b ——见附表1.10
轧制普通槽钢梁
b
570bt l1h
235 fy
上述公式计算或查表所得 b 0.6 时，修正为：b 1.07 0.282 / b
12
关于
b
b
4320
2 y
Ah Wx
1
yt1
4.4h
2
b
235 fy
中参数确定
双轴对称：b 0
压
x
x
x
x
N A
mx M x
x2W2x 11.25N / NEx
f
W2x ——受拉侧最外纤维的毛截面抵抗矩；
拉 fy
26
3.3 实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面外的稳定
构件在平面外失稳时发生侧扭
N Ny
N
M
屈曲，其临界条件可根据N/Ny~M/Mcr
1.0
的相关曲线偏安全的采用： N M 1
23
3.2 实腹式单向压弯构件平面内稳定
对实腹式压弯构件，截面可发展一定塑性，规范采用下列公式：
N
mx M x
f
x A
xW1x
1
0.8
N N E x
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08.受弯构件的弯扭失稳
（2.0课时）
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
主要知识点
09.受弯构件的工程计算方法 （1.0课时） 10.压弯构件的平面内稳定 （1.0课时） 11.平面内稳定的工程计算式 （0.5课时） 12.压弯构件的平面外稳定 （1.0课时） 13.平面外稳定的工程计算式 （0.5课时） 14.受压板件的局部稳定问题 （1.0课时） 15.受压板件的屈曲后强度 （1.0课时） 16.局部稳定的工程计算方法 （1.0课时）
体稳定的情况下，局部构件或板件 出现了失稳。
截面分类：根据板件的宽厚比划
分截面类型： 第1类：特厚实截面 第2类：厚实截面 第3类：非厚实截面 第4类：纤细截面
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
02
稳定问题的计算方法
02.1 典型算例1
【典型算例1】 静力平衡法
根据变形后的位置建立平衡方程
➢局部失稳：薄壁构件
若无初始缺陷：分枝型失稳 若有初始缺陷：极值型失稳
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.4 钢构件的失稳
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.4 钢构件的失稳
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.4 钢构件的失稳
局部失稳：结构或构件在保持整
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
教材
主教材
同济大学建筑工程系
参考教材
2016《钢结构稳定原理》
01 稳定问题概述
01.1 失稳破坏案例
同济大学建筑工程系
72m跨度某煤棚整体失稳
2016《钢结构稳定原理》
01.1 失稳破坏案例
某网壳在施工过程中整体失稳
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
2016《钢结构稳定原理》
02.2 典型算例2
【典型算例2】 能量法
k2 / 2 Nl 1 cos
lsin
kl2 sin2 / 2 Nl 1 cos
sin coskl2 Nl sin 0 N kl cos
小变形状态下 cos 1 Ncr kl
【思考02.2】请根据最小势能原理判别 变形后的平衡状态是否稳定？
δ 失稳后位置
0
同济大学建筑工程系
δ
2016《钢结构稳定原理》
01.3 失稳的分类
【思考01.4续】扁网壳和扁拱之间有何异同之处？
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.4 钢构件的失稳
钢构件的失稳类别
➢整体失稳
➢弯曲失稳： H型截面柱 ➢扭转失稳： 十字截面柱 ➢弯扭失稳： T型截面柱、钢梁
01.3 失稳的分类
【思考01.1】理想压杆的失稳属于什 么类别？带初弯曲压杆的失稳属于 什么类别？
P P
δ P
P δ
0
同济大学建筑工程系
P δ
2016《钢结构稳定原理》
01.3 失稳的分类
【思考01.2】受压平直四边简支板的 失稳属于什么类别？带初弯曲受压 四边简支板的失稳属于什么类别？
P 平直板
Nlsin r 0
N r l sin
小变形状态下 sin
r Ncr l
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
02.1 典型算例1
【典型算例1】 能量法
同济大学建筑工程系
势能阻值原理：外力作用下的结构 体系有微小变形时总势能不变，则 结构处于平衡状态。平衡条件
U V 0
最小势能原理：平衡的稳定性
01.1 失稳破坏案例
同济大学建筑工程系
门式刚架的整体失稳
2016《钢结构稳定原理》
01.1 失稳破坏案例
马来西亚某体育场的失稳破坏
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.2 平衡和稳定
平衡——指结构处于静止或匀速运动状态； 稳定——指结构原有平衡状态不因微小干扰而改变， 失稳——指结构因微小干扰而失去原有平衡状态，并
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
02.1 典型算例1
【典型算例1】 荷载-转角曲线
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
02.2 典型算例2
【典型算例2】 静力平衡法
根据变形后的位置建立平衡方程
N kl cos 0 N kl cos
小变形状态下 cos 1
Ncr kl
同济大学建筑工程系
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
02.2 典型算例2
【典型算例2】 荷载-转角曲线
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
02.3 失稳模态
失稳模态：结构失稳时的变形形状 一阶失稳模态：和第1阶屈曲荷载对应的失稳模态
【思考02.3】请判别轴心受压钢构件的第1阶屈曲模态？
同济大学建筑工程系
δ
微曲板
0
δ
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.3 失稳的分类
【思考01.3】均匀受压薄壁圆筒的失稳 属于什么类别？有缺陷圆筒呢？
P 无初始缺陷
P δ
有初始缺陷 0
同济大学建筑工程系
δ
2016《钢结构稳定原理》
01.3 失稳的分类
【思考01.4】承受压力的扁拱失稳属于什么类别？
P P 失稳前位置
2 0 稳定平衡状态 2 0 不稳定平衡状态 2 0 由3阶变分判定
2016《钢结构稳定原理》
02.1 典型算例1
【典型算例1】 能量法
U V U W
r 2 / 2 Nl 1 cos
r Nlsin 0
小变形状态下
sin
N cr
r l
【思考02.1】请根据最小势能原理判别 变形后的平衡状态是否稳定？
转移到另一新的平衡状态。
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.3 失稳的分类
பைடு நூலகம்
结构的失稳类别
➢分支点失稳
➢稳定分岔失稳： 理想压杆、四边简支板 ➢不稳定分岔失稳：薄壁圆筒
➢极值型失稳：偏压构件 ➢跳跃型失稳：扁拱、扁网壳
稳定性表达方法：
荷载-位移曲线；平衡路径
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
2016《钢结构稳定原理》
02.3 失稳模态
【思考02.4】请判别下图结构的第1阶屈曲模态？
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
钢结构稳定原理
00 课程介绍
主要知识点
01.稳定问题概述
（1.0课时）
02.稳定问题的计算方法 （1.5课时）
03.钢结构基础知识
（0.5课时）
04.轴压构件的弯曲失稳 （2.0课时）
05.轴压构件的扭转失稳
（1.0课时）
06.轴压构件的弯扭失稳
（1.0课时）
07.轴压构件的工程计算方法 （1.0课时）