第二课 钢结构稳定及简支梁计算

第二课钢结构稳定及简支梁设计

门刚整体失稳

檩条失稳

屋面梁失稳

脚手架失稳

1、钢结构的稳定问题

与强度问题有何区别？

强度问题针对结构或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。本质上是应力问题。稳定问题主要是找出外荷载与构件或结构内部抵抗力间的不稳定平衡状态。属于结构或构件的整体刚度问题。

总结：强度针对构件截面而言，稳定针对整个杆件或整个结构。

钢结构稳定问题有哪些特点？

A：失稳形式多样性。凡是结构的受压部位，在设计时必须认真考虑其稳定性。比如轴心受压杆件一般存在三种失稳形式，对各种截面的失稳特性了然于心才能合理用材。

B：结构整体性，构件之间往往存在唇亡齿寒关系。因此不能单独地考究某根杆件，而应综合考察其他杆件对它的约束作用。这种约束作用要从结构的整体分析来分析，这就是稳定问题的整体性。例如：

C：相关性。

各种失稳模式的耦合、局部与整体稳定相关。

钢结构稳定计算需要注意的事项？

A：从结构整体着眼，注意一些稳定近似处理方法的适用范围

B：叠加原理不再适用。

叠加原理适用条件

a:材料服从胡克定律，应力与应变成正比。

b:结构变形很小，可以用一阶分析计算。

外延：目前主流软件弹性阶段怎么计算？

结构设计工作中怎么把控？

设计时应考虑三个维度：结构整体、构件稳定、板件局部稳定。

结构整体之稳定性

目前中国规范处理方法

一些大跨度空间结构需要通过几何非线性甚至双非线性计算来保证，几何非线性可采用midas gen和sap2000等实现，双非线性推荐采用ANSYS。

构件稳定性

可通过规范相关条文计算实现，重要构件建议采用有限元进行稳定性分析。

局部稳定

通过构造保证。

结构稳定设计中需要注意哪些事宜？

A：实用计算方法所依据的简图和适用性。

如：框架柱稳定计算所采用的计算长度系数是针对横梁不承受轴力的情况得出的，若横梁轴力大则需对原数据进行修正。

B：结构稳定性计算和结构布置方案相符合。

例如桁架、塔架等的构件出平面稳定性计算需注意此问题，正确确定平面外计算长度。

C：构造稳定计算和构造设计一致性。

会有不同于强度计算的一些要求。

梁的稳定问题

重点：梁的屈曲表现为弯扭失稳。

纯弯曲单轴对称梁的临界弯矩：

，双轴对称时取零。

影响梁整体稳定临界弯矩的因素：

（3）荷载作用点在梁截面上的位置。

（4）受压翼缘侧向支撑点间距越小，越不容易侧扭屈曲。

受弯构件的设计包括强度、刚度，整体稳定以及局部稳定。钢结构规范关于梁的强度、整体稳定计算

规范考虑了部分进入弹塑性，得到了塑性发展系数