屈曲稳定性分析
架桥机箱型梁机臂屈曲稳定性分析
构在该区域的受力情况严重恶化，甚至可能在很小外 力作用下，也会使整个结构破坏 ，因此对大跨度机臂
必须把结构稳定性计算作为主要控制条件进行结构设 计。由于机臂受压区域应力状态复杂，用解析法很难 得出其临界载荷，而用 Ｓｐｒ Ａ ｕｅ Ｓ Ｐ屈曲模块进行计算
可以方便地得到。由于稳定性计算需要多次迭代求
所示通过计算可以发现用梁单元模拟整体结构进行屈曲分析时出现失稳位置是前支腿的斜撑杆而且屈曲载荷系数也大于局部计算时的临界载荷867梁单元有限元模型有限元分析静力分析在进行以判断刚性单元的参数和连接以及给出的恒载比例系数是否正确无论是用梁单元板单元还是块单元建立的有限元模型其整体变形应当是一致基于这一点只要细部结构两端点的位移和转865局部失稳模态结束语对于承受较重载荷的大跨度机臂结构为了减轻重量又要保证一定的抗弯性能通常板厚选得较薄而且截面尺寸较大因此薄板稳定问题显得很突出寻找一种快速精确求出局部失稳时的临界载荷和失稳模态的方法很有必要而用有限元方法求解局部稳定性是一个有效方法通过以上分析和计接边界应尽量远离所关心的区域比如本文需要了解机臂中部腹板稳定性时其连接部位应靠近两端当把符合梁单元特征的受压部件从整体结构中分离出来简化成梁单元进行欧拉屈曲稳定性分析时如果截面尺寸大而壁厚较薄时应当考虑细部结构的局部稳定性分析屈曲稳定性对薄板十分敏感有时会干扰对主要受压部件的分析甚至无法求出临界载荷这时要认真分析对实际模型进行必要的简化其方法是将整体模型中位于细部结构连接边界的计算位移作为细部结构的边界约束条件即可整体失稳模态隔板和纵向筋对机臂失稳的影响在机臂各板厚度一定的情况下对隔板和纵向筋对机臂结构稳定性的影响也进行了分析为了减轻重量通常机臂隔板的间距不可能很密考虑到腹板上半部易出现失稳按设计规范计算通常在腹板的上半部布置两条纵向筋下半部布置一条纵计算发现当隔板距离一定时纵向筋对改善机臂腹板的稳定性十分明显计算结果如图所示868
钢结构设计中的强度与稳定性分析
钢结构设计中的强度与稳定性分析钢结构作为一种重要的建筑构造形式，在现代建筑中得到了广泛的应用。
其独特的特点使其成为了建筑设计师们的首选，然而，正确理解和分析钢结构的强度与稳定性是确保其安全性和可靠性的关键。
本文将深入探讨钢结构设计中的强度与稳定性分析，以期对读者有所启发。
一、强度分析钢结构的强度分析是确保建筑结构能够承受正常和异常荷载的重要步骤。
在设计过程中，工程师需要考虑到以下几个关键因素。
1.1 材料强度钢材作为钢结构的主要构造材料，其强度参数决定了整个结构的抗力能力。
工程师需要详细了解所选用的钢材的性能指标，包括屈服强度、抗拉强度、弹性模量等，以确保设计结构的强度能够满足要求。
1.2 荷载计算在设计过程中，荷载计算是非常重要的一环。
工程师需要根据建筑的用途和具体情况，准确计算出可变荷载、恒载和地震荷载等，以保证设计的结构能够承受这些荷载。
当荷载不均匀分配时，还需要进行统一系数的计算。
1.3 结构稳定钢结构的稳定性是强度分析中不可忽视的一部分。
当结构受到垂直或水平方向的外力作用时，其稳定性要求结构能够保持稳定。
工程师需要根据实际情况，采用适当的稳定性分析方法，确保设计的结构能够满足要求。
二、稳定性分析稳定性分析是钢结构设计中非常重要的一环，它主要考虑结构在受荷时的稳定性能。
以下是一些常见的稳定性分析方法。
2.1 弯曲稳定性分析在弯曲稳定性分析中，工程师需要计算并分析结构受弯矩作用下的稳定性。
通过计算结构的屈曲系数和容许屈曲荷载，可以确定结构的弯曲稳定性是否得到满足。
2.2 屈曲稳定性分析屈曲稳定性分析主要考虑结构在压力作用下的稳定性。
工程师需要计算结构的临界荷载和理论强度，以保证结构在受压力作用时不发生屈曲。
2.3 应力稳定性分析应力稳定性分析是为了保证结构在受荷时不发生破坏。
工程师需要计算结构的应力集中系数和容许应力，以确保结构在实际使用条件下能够稳定且不发生破坏。
三、结构设计的实践在实际结构设计中，强度与稳定性分析是紧密相连的。
屈曲分析常用方法
屈曲分析常用方法屈曲（buckling）是指当一个长、细的构件受到压缩力作用时，由于其固有的弯曲刚度过小而导致的失稳现象。
屈曲分析是在结构设计和分析中非常重要的一部分，它能够帮助工程师预测和控制结构在压缩力下的稳定性。
本文将介绍常用的屈曲分析方法。
一、线性弹性屈曲分析方法线性弹性屈曲分析是结构工程中最为常用的方法之一。
它基于线弹性理论，在计算建筑物或其他结构在受压力作用下的屈曲承载能力时非常准确。
采用这种方法时，首先需要定义结构的材料特性和截面形状，然后利用弹性力学理论计算结构的屈曲载荷和屈曲形态。
线性弹性屈曲分析方法的优点是计算简便、准确度高，适用于大部分结构。
二、非线性屈曲分析方法非线性屈曲分析方法更为复杂，它考虑到了材料和结构在屈曲承载能力附近的非线性行为。
这种方法适用于材料有一定塑性变形能力的情况，比如钢材等。
相比于线性弹性屈曲分析方法，非线性屈曲分析方法考虑了材料的刚度退化和强度减小等因素，能够更准确地描述结构在失稳时的行为。
三、有限元分析方法有限元分析方法是一种数值分析方法，它将结构划分为有限数量的单元，通过求解每个单元的力学方程和应变方程来获得结构的整体响应。
在屈曲分析中，有限元分析方法可以采用线性或非线性模型，通过迭代计算得到结构的屈曲载荷和屈曲形态。
有限元分析方法灵活度高，适用于复杂结构的屈曲分析，但需要借助计算机进行计算，计算量较大。
四、实验方法在某些情况下，为了确保对结构的屈曲行为有一个准确的判断，工程师会采用实验方法进行验证。
实验方法可以通过对试验模型施加压缩力并观察其稳定性来判断结构的屈曲承载能力。
这种方法对于复杂结构或者对特殊情况下的屈曲行为有较好的应用效果。
综上所述，屈曲分析的常用方法包括线性弹性分析方法、非线性分析方法、有限元分析方法和实验方法。
工程师可以根据具体的结构情况选择合适的分析方法，预测和控制结构在压缩力下的稳定性，从而保证工程的安全和可靠性。
曲桩的稳定性和过屈曲分析的开题报告
曲桩的稳定性和过屈曲分析的开题报告一、研究背景随着我国经济发展的进一步加快，建设工程的数量大幅度增加，由此带来了建筑工程的基础设施建设需求的快速增长。
其中，曲桩为一种常见的基础设施建设形式之一，广泛应用于各类桥梁、隧道、大型建筑等工程中。
但是，曲桩的稳定性问题一直是工程建设中需要解决的重要问题之一。
曲桩长期承受由上部结构荷载产生的挠度和作用力，在复杂的地基地质情况下，曲桩的稳定性问题尤为突出，给工程建设带来很大的安全隐患。
因此，对曲桩的稳定性问题进行研究和分析具有重要的理论和实践意义。
二、研究内容本课题主要研究曲桩的稳定性和过屈曲分析，具体研究内容如下：1. 对曲桩的基本概念和理论进行介绍，包括曲桩的基本构造、受力特点、承载力计算原理等相关知识。
2. 分析曲桩的稳定性问题，探究曲桩在不同的地基地质情况下的稳定条件和稳定性评价方法。
3. 探讨曲桩的过屈曲分析方法，研究曲桩的屈曲稳定性的分析原理、计算方法和应用条件。
4. 运用数值模拟软件对典型地基情况下的曲桩受力和稳定性进行分析和计算，比较不同地基情况下曲桩的承载能力和稳定性。
5. 提出相应的对策和措施，对曲桩工程的设计和施工提供参考和指导。
三、研究意义本研究的重要性和意义主要表现在以下几个方面：1. 对曲桩的稳定性问题进行深入研究，对提高曲桩设计和施工质量具有一定的理论指导和实践意义。
2. 将文献研究、实验测试和数值计算相结合，提高了研究的可靠性和科学性。
3. 可以制定出科学的曲桩设计和施工规范，为工程建设提供更加稳定可靠的基础设施支撑。
4. 为相关领域的工程技术人员提供理论指导和实践指导，促进了工程建设的发展和创新。
四、研究方法本课题主要研究方法包括：1. 文献综合法，对曲桩的相关研究文献进行综合分析和综述。
2. 实验测试法，采用现场或实验室实验测试手段，分析曲桩的稳定性问题。
3. 数值模拟法，将曲桩的设计参数和地基参数输入到数值模拟软件中，进行力学分析和计算。
混凝土梁的屈曲分析方法
混凝土梁的屈曲分析方法一、引言混凝土梁是建筑结构中常见的一种构件，主要承受弯曲力和剪力。
在梁的设计和施工过程中，必须对其进行力学分析和计算，以确保其稳定性和安全性。
其中，屈曲是混凝土梁设计中的一个重要问题，如何进行屈曲分析是建筑工程师需要掌握的重要技能。
本文将介绍混凝土梁的屈曲分析方法。
二、混凝土梁的屈曲分析方法1.梁的截面分析梁的截面形状和尺寸对其承受弯曲力的能力有很大影响。
因此，在进行屈曲分析之前，必须对梁的截面进行分析，以确定其承受弯曲力的能力。
梁的截面分析包括以下几个步骤：（1）确定梁的几何尺寸和截面形状；（2）计算梁的惯性矩和截面模量；（3）计算梁的截面抗弯能力。
2.梁的荷载分析梁的荷载分析包括确定梁的荷载大小和作用位置，以及计算梁的剪力和弯矩。
在进行屈曲分析之前，必须对梁的荷载进行分析，以确定其在受载状态下的荷载大小和作用位置。
梁的荷载分析包括以下几个步骤：（1）确定梁的荷载大小和作用位置；（2）计算梁的剪力和弯矩；（3）确定梁的受力状态。
3.梁的稳定性分析在确定梁的截面形状、尺寸和荷载大小和作用位置后，可以进行梁的稳定性分析。
梁的稳定性分析主要是分析梁的屈曲状态和屈曲载荷。
梁的稳定性分析包括以下几个步骤：（1）计算梁的屈曲载荷；（2）确定梁的屈曲模态；（3）确定梁的屈曲状态；（4）判断梁的稳定性。
4.屈曲载荷的计算梁的屈曲载荷是指当梁受到一定弯矩作用时，梁开始发生屈曲时所承受的最大荷载。
计算梁的屈曲载荷需要考虑以下因素：（1）梁的截面形状和尺寸；（2）梁的材料性质；（3）梁的荷载大小和作用位置。
5.屈曲模态的确定梁的屈曲模态是指梁在屈曲时的挠曲形态。
梁的屈曲模态可以通过数值计算或实验测量来确定。
在进行屈曲计算时，必须考虑梁的屈曲模态对计算结果的影响。
6.屈曲状态的确定梁的屈曲状态是指梁在受到弯曲力作用下的变形状态。
梁的屈曲状态可以通过分析梁的截面形状和尺寸、材料性质和荷载大小和作用位置来确定。
钢栈桥屈曲稳定性分析研究
钢栈桥屈曲稳定性分析研究摘要：本文依托施工临时结构，针对钢栈桥的运载不同的多种工况下，对钢栈桥的屈曲稳定性进行验算，通过验算钢栈桥的最小特征值大小，从而判定该结构的稳定性。
尤其是对于高墩临时结构，工程上很容易忽视此类问题，屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷，包括线性屈曲和非线性屈曲分析。
线弹性失稳分析又称特征值屈曲分析。
本文利用Midas Civil有限元软件分别对八种工况下，钢栈桥进行屈曲分析，通过特征值的大小判定结构的稳定性。
关键词：钢栈桥屈曲特征值一、钢栈桥及屈曲的作用钢栈桥是一种装配式、可周转循环使用的绿色桥梁，广泛应用于灾后恢复应急桥、桥梁施工过程的施工平台、桥梁和地铁制造过程的模板支撑等，国内常用的为桁架贝雷桥，由标准贝雷片组合。
近几年来，大跨度钢栈桥因为重量轻，抗震性能好，跨度大，在新建改建工业建筑中得到广泛运用，尤其是作为搭建跨越障碍物的临时结构。
其承载能力在施工过程中也存在着至关重要的作用。
然对于高墩钢栈桥，开展屈曲稳定验算是一项不可忽视的工序。
二、工程背景与有限元模型建立论文依托工程为某河流的施工临时结构钢栈桥，标准跨径为72m，标准桥宽6m，加宽段跨径为15m，桥宽8.71m。
桥型立面布置图见图1所示。
并且采用Midas/Civil建立有限元模型。
如图2所示。
图1 桥梁立面布置示意图图2 主梁有限元实体模型三、钢栈桥施工屈曲工况分析本文按照项目要求，将施工工况分设计为八类，每一类分别对钢栈桥进行受力验算。
（一）设计工况分析设计时按以下8种工况计算。
工况（1）：50T混凝土罐车作为移动荷载通过栈桥，为了保守设计，本栈桥设计车辆在通过平台时应该行驶在偏离钢栈桥横桥向2m处。
此工况跨度最大、车辆重量大。
荷载组合：结构自重+ (满载混凝土罐车) +0.75×(水流荷载)工况（2）：73t旋挖机作用在钢栈桥顺桥向上0m处。
荷载组合：结构自重+0.75× (水流荷载)+（73t旋挖机）+（施工荷载）。
屈曲稳定性分析
1 概述圆端形空心墩因其横向刚度大、纵横向尺寸搭配合理、适应流水特性好、材料用量少以及施工适应性强等优点被广泛应用于铁路、公路桥梁中。
随着交通大流量的发展，尤其是我国铁路运量的大幅度增加和高铁事业的迅猛发展，多线铁路的建设将成为我国铁路事业的一大发展方向，多线超宽圆端形薄壁空心桥墩的应用也将日益增多。
过去，我国建造的桥墩粗大、笨重、不注重造型，不仅浪费材料而且影响美观。
随着社会经济和科学研究的不断发展，近年来我国建造的桥墩也向着高强、高耸、轻型、薄壁、注重造型的方向发展，不仅可以合理有效地利用下部结构的功能，而且提高了桥梁结构的整体美感。
因此，超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题就越来越凸显出来，其直接关乎着整座桥梁结构的安全和经济性问题。
超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题主要包括墩身的整体稳定和墩壁的局部稳定。
在我国目前的相关规范中并没有明确规定其计算与设计方法，现阶段依然采用经验的办法来解决。
尤其是超宽圆端形薄壁空心桥墩墩壁的局部稳定性，可以参考的规范与文献资料甚少。
通常而言，空心墩的局部稳定问题，主要是采取控制墩壁厚度和设置隔板来增强空心墩墩壁的局部稳定性。
但在过去的模型试验和理论计算中，至今尚未能确定隔板对桥墩稳定和强度有明显的作用。
因在采用滑动模板技术施工时，隔板的影响很大，空心墩不设隔板能否满足各项力学指标，具有很高的研究价值。
在目前我国的铁路桥梁中，单线或者双线圆端形空心墩应用较多，双线以上的超宽桥墩并不多见。
超宽圆端形薄壁空心桥墩壁厚的选取基于什么原则，目前研究很少。
西南研究所、铁二院、西南交大在上世纪70 年代曾对矩形、圆柱形、圆锥形空心墩的整体稳定和局部稳定问题进行了研究，但仅仅局限于宽度较小的单线或双线混凝土空心墩，且截面形式中并没有涉及到圆端形。
多线超宽圆端形空心薄壁桥墩在这一方面的研究几乎是个空白，国内外的研究和报道很少。
综上所述，对超宽圆端形薄壁空心桥墩进行稳定性问题的研究具有重要的意义和很高的科学价值。
结构稳定性分析平衡条件屈曲与失稳
结构稳定性分析平衡条件屈曲与失稳结构稳定性分析——平衡条件、屈曲与失稳结构稳定性分析是工程领域中重要的一个方面，它涉及到各种结构在外部荷载作用下的行为，特别是在极限状态下的平衡条件、屈曲和失稳。
通过对结构的稳定性分析，可以评估结构在设计寿命内是否能够保持稳定，从而确保结构的安全性。
一、平衡条件平衡条件是结构稳定性的基础，是结构在各个载荷方向上使合外力矩为零的条件。
具体来说，平衡条件要求结构在施加外力时，各个构件和部分之间的受力和力矩平衡。
平衡条件可以用力学方程组来表示，根据结构的几何特性和材料性质，可以解出平衡方程组的未知数，进而确定结构的受力状态。
二、屈曲屈曲是指当结构受到一定载荷作用时，由于构件的几何形状和初始不完美，导致构件发生形状的不稳定变形。
屈曲的出现表明结构存在某些组成单元的局部失稳。
屈曲是结构稳定性分析中非常重要的概念，它决定了结构的极限承载能力。
在进行屈曲分析时，需要考虑结构的几何、材料和加载条件等因素，通过相应的理论模型和计算方法，确定结构的屈曲载荷和屈曲模式。
三、失稳失稳是指结构在受到超过其承载能力的外力作用时，无法保持原有的平衡状态，产生不可逆的破坏或崩溃。
失稳是结构在极限状态下的严重结果，它可能导致结构的倒塌或无法继续承受荷载。
在进行失稳分析时，需要考虑结构的整体稳定性，包括构件的屈曲、连接的紧固性以及节点的刚度等影响因素。
失稳分析可以通过数值计算、试验和理论推导等方法进行。
结构稳定性分析的结果对于结构设计与施工至关重要。
通过合理的稳定性分析，可以评估结构的安全性，避免结构在荷载作用下发生屈曲和失稳的情况。
同时，稳定性分析还可以指导结构的优化设计，提高结构的承载能力和抗风、抗震能力。
在实际工程中，结构稳定性分析是一个综合考虑力学、材料科学和结构工程学知识的过程，需要结合实际情况进行综合分析和判断。
总结起来，结构稳定性分析涉及平衡条件的满足、屈曲的产生和失稳的发生。
通过合理的分析和计算，可以评估结构在荷载作用下的稳定性，确保结构的安全可靠。
屈曲稳定性分析
1概述圆端形空心墩因其横向刚度大、纵横向尺寸搭配合理、适应流水特性好、材料用量少以及施工适应性强等优点被广泛应用于铁路、公路桥梁中。
随着交通大流量的发展，尤其是我国铁路运量的大幅度增加和高铁事业的迅猛发展，多线铁路的建设将成为我国铁路事业的一大发展方向，多线超宽圆端形薄壁空心桥墩的应用也将日益增多。
过去，我国建造的桥墩粗大、笨重、不注重造型，不仅浪费材料而且影响美观。
随着社会经济和科学研究的不断发展，近年来我国建造的桥墩也向着高强、高耸、轻型、薄壁、注重造型的方向发展，不仅可以合理有效地利用下部结构的功能，而且提高了桥梁结构的整体美感。
因此，超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题就越来越凸显出来，其直接关乎着整座桥梁结构的安全和经济性问题。
超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题主要包括墩身的整体稳定和墩壁的局部稳定。
在我国目前的相关规范中并没有明确规定其计算与设计方法，现阶段依然采用经验的办法来解决。
尤其是超宽圆端形薄壁空心桥墩墩壁的局部稳定性，可以参考的规范与文献资料甚少。
通常而言，空心墩的局部稳定问题，主要是采取控制墩壁厚度和设置隔板来增强空心墩墩壁的局部稳定性。
但在过去的模型试验和理论计算中，至今尚未能确定隔板对桥墩稳定和强度有明显的作用。
因在采用滑动模板技术施工时，隔板的影响很大，空心墩不设隔板能否满足各项力学指标，具有很高的研究价值。
在目前我国的铁路桥梁中，单线或者双线圆端形空心墩应用较多，双线以上的超宽桥墩并不多见。
超宽圆端形薄壁空心桥墩壁厚的选取基于什么原则，目前研究很少。
西南研究所、铁二院、西南交大在上世纪70年代曾对矩形、圆柱形、圆锥形空心墩的整体稳定和局部稳定问题进行了研究，但仅仅局限于宽度较小的单线或双线混凝土空心墩，且截面形式中并没有涉及到圆端形。
多线超宽圆端形空心薄壁桥墩在这一方面的研究几乎是个空白，国内外的研究和报道很少。
综上所述，对超宽圆端形薄壁空心桥墩进行稳定性问题的研究具有重要的意义和很高的科学价值。
稳定性分析结构的稳定性判断与计算方法
稳定性分析结构的稳定性判断与计算方法稳定性分析在结构工程中具有重要的意义，它用于评估结构在受力情况下的稳定性和可靠性。
本文将讨论结构的稳定性判断和计算方法，并介绍一些常用的工程实践。
一、稳定性判断方法1. 静力刚度法静力刚度法是最简单且常用的稳定性判断方法之一。
该方法基于结构在稳定状态下，受力平衡和变形满足静力学方程的假设。
根据结构的初始几何形状和受力情况，可以得到结构的初始刚度矩阵。
通过判断结构的刚度矩阵的特征值是否为正，可以确定结构的稳定性。
2. 弹性屈曲分析法弹性屈曲分析法是一种精确的稳定性判断方法，适用于具有复杂几何形状和较大位移的结构。
该方法基于弹性力学原理，通过对结构的弹性刚度矩阵进行特征值分析，得到结构的屈曲荷载和屈曲模式。
如果结构在设计荷载下的实际荷载小于屈曲荷载，那么结构就是稳定的。
3. 极限平衡法极限平衡法是一种基于能量平衡原理的稳定性分析方法。
该方法通过建立稳定状态下结构的能量平衡方程，利用极限状态下的能量变化来判断结构的稳定性。
当结构受到外力作用时，如果能量平衡方程能够满足，那么结构就是稳定的。
否则，结构将失去稳定性。
二、稳定性计算方法1. 弯曲稳定性计算在结构设计中，弯曲稳定性是最常见的稳定性问题之一。
弯曲稳定性计算可以通过欧拉公式进行。
欧拉公式是计算压杆稳定性的经典方法，它可以用来计算弯曲后的截面失稳荷载。
根据欧拉公式，弯曲稳定性计算可以通过截面惯性矩、截面形状和截面材料的参数来进行。
2. 局部稳定性计算除了弯曲稳定性，局部稳定性也是一个重要的考虑因素。
局部稳定性通常涉及到薄弱的结构构件，如薄壁构件和薄板。
局部稳定性计算可以通过截面失稳计算、临界载荷计算和局部屈曲分析来进行。
这些方法可以帮助设计人员确定结构是否足够抵抗局部失稳的力量。
三、工程实践1. 结构稳定性设计在结构设计中，稳定性是一个基本的要求。
设计人员需要根据结构的空间几何形状、荷载情况和材料特性，综合考虑弯曲稳定性和局部稳定性。
屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷
屈曲分析屈曲分析主要用于研究结构在特定载荷下的稳定性以及确定结构失稳的临界载荷,屈曲分析包括: 线性屈曲和非线性屈曲分析。
线弹性失稳分析又称特征值屈曲分析; 线性屈曲分析可以考虑固定的预载荷，也可使用惯性释放；非线性屈曲分析包括几何非线性失稳分析, 弹塑性失稳分析, 非线性后屈曲(Snap-through)分析。
欧拉屈曲 buckling结构丧失稳定性称作（结构）屈曲或欧拉屈曲。
L.Euler从一端固支另一端自由的受压理想柱出发．给出了压杆的临界载荷。
所谓理想柱，是指起初完全平直而且承受中心压力的受压杆。
设此柱是完全弹性的，且应力不超过比例极限，若轴向外载荷P小于它的临界值，此杆将保持直的状态而只承受轴向压缩。
如果一个扰动(如—横向力)作用于杆，使其有一小的挠曲，在这一扰动除去后。
挠度就消失，杆又恢复到平横状态，此时杆的直的形式的弹性平衡是稳定的。
若轴向外载荷P大于它的临界值，柱的直的平衡状态变为不稳定，即任意扰动产生的挠曲在扰动除去后不仅不消失，而且还将继续扩大，直至达到远离直立状态的新的平衡位置为止，或者弯折。
此时，称此压杆失稳或屈曲(欧拉屈曲)。
线性屈曲：是以小位移小应变的线弹性理论为基础的，分析中不考虑结构在受载变形过程中结构构形的变化，也就是在外力施加的各个阶段，总是在结构初始构形上建立平衡方程。
当载荷达到某一临界值时，结构构形将突然跳到另一个随遇的平衡状态，称之为屈曲。
临界点之前称为前屈曲,临界点之后称为后屈曲。
侧扭屈曲：梁的截面一般都作成窄而高的形式，对截面两主轴惯性矩相差很大。
如梁跨度中部无侧向支承或侧向支承距离较大，在最大刚度主平面内承受横向荷载或弯矩作用时，荷裁达一定数值，梁截面可能产生侧向位移和扭转，导致丧失承载能力，这种现象叫做梁的侧向弯扭屈曲，简称侧扭屈曲。
理想轴向受压直杆的弹性弯曲屈曲：即假定压杆屈曲时不发生扭转，只是沿主轴弯曲。
但是对开口薄壁截面构件，在压力作用下有可能在扭转变形或弯扭变形的情况下丧失稳定，这种现象称为扭转屈曲或弯扭屈曲。
屈曲稳定性分析
1概述圆端形空心墩因其横向刚度大、纵横向尺寸搭配合理、适应流水特性好、材料用量少以及施工适应性强等优点被广泛应用于铁路、公路桥梁中。
随着交通大流量的发展，尤其是我国铁路运量的大幅度增加和高铁事业的迅猛发展，多线铁路的建设将成为我国铁路事业的一大发展方向，多线超宽圆端形薄壁空心桥墩的应用也将日益增多。
过去，我国建造的桥墩粗大、笨重、不注重造型，不仅浪费材料而且影响美观。
随着社会经济和科学研究的不断发展，近年来我国建造的桥墩也向着高强、高耸、轻型、薄壁、注重造型的方向发展，不仅可以合理有效地利用下部结构的功能，而且提高了桥梁结构的整体美感。
因此，超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题就越来越凸显出来，其直接关乎着整座桥梁结构的安全和经济性问题。
超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题主要包括墩身的整体稳定和墩壁的局部稳定。
在我国目前的相关规范中并没有明确规定其计算与设计方法，现阶段依然采用经验的办法来解决。
尤其是超宽圆端形薄壁空心桥墩墩壁的局部稳定性，可以参考的规范与文献资料甚少。
通常而言，空心墩的局部稳定问题，主要是采取控制墩壁厚度和设置隔板来增强空心墩墩壁的局部稳定性。
但在过去的模型试验和理论计算中，至今尚未能确定隔板对桥墩稳定和强度有明显的作用。
因在采用滑动模板技术施工时，隔板的影响很大，空心墩不设隔板能否满足各项力学指标，具有很高的研究价值。
在目前我国的铁路桥梁中，单线或者双线圆端形空心墩应用较多，双线以上的超宽桥墩并不多见。
超宽圆端形薄壁空心桥墩壁厚的选取基于什么原则，目前研究很少。
西南研究所、铁二院、西南交大在上世纪70年代曾对矩形、圆柱形、圆锥形空心墩的整体稳定和局部稳定问题进行了研究，但仅仅局限于宽度较小的单线或双线混凝土空心墩，且截面形式中并没有涉及到圆端形。
多线超宽圆端形空心薄壁桥墩在这一方面的研究几乎是个空白，国内外的研究和报道很少。
综上所述，对超宽圆端形薄壁空心桥墩进行稳定性问题的研究具有重要的意义和很高的科学价值。
大跨度钢结构体系稳定性分析与设计
大跨度钢结构体系稳定性分析与设计导语：大跨度钢结构是指跨度超过50米的钢结构体系，由于其所承受的荷载较大且结构相对较轻，因此在设计和施工过程中需要对其稳定性进行严格的分析和设计。
本文将从稳定性分析和设计两个方面来探讨大跨度钢结构体系的重要性和相关问题。
一、稳定性分析在大跨度钢结构体系的设计中，稳定性是一个非常重要的考虑因素。
稳定性分析旨在保证结构在受力过程中不会失去稳定性，避免发生倒塌等严重事故。
1.1 屈曲稳定性屈曲是指结构在受到外力作用时，由于材料的不均匀性或几何形状的不合理而发生的塑性变形现象。
大跨度钢结构体系的稳定性分析首先要考虑的就是屈曲稳定性。
结构存在的屈曲形式有很多种，如轴心屈曲、弯曲屈曲和扭曲屈曲等。
分析时需要根据实际情况选择合适的稳定性理论和计算方法，确定结构的屈曲荷载。
1.2 偏心稳定性偏心是指外力作用点与结构截面重心之间的距离。
当结构受到偏心作用时，会产生弯矩和剪力，从而影响结构的稳定性。
大跨度钢结构体系通常对外力具有抗弯和抗剪的稳定性要求，需要通过合理的设计和加强措施来提高其偏心稳定性。
1.3 几何稳定性大跨度钢结构体系在受到荷载作用时，由于结构材料和几何形状的非线性变化，可能导致结构发生几何稳定性失效。
因此，需要通过合理的几何构造和优化设计来提高结构的几何稳定性。
同时，在施工过程中还要注意充分控制结构的变形和位移，避免发生几何不稳定。
二、稳定性设计稳定性设计是指根据稳定性分析的结果，提出合理的设计措施来保证大跨度钢结构体系的稳定性。
2.1 结构优化稳定性设计的首要目标是通过优化结构形式和材料的选择，提高结构的整体稳定性。
比如，在大跨度钢结构体系中，可以采用桁架结构、拱形结构或悬挑结构等来增加结构的稳定性。
此外，合理选择节段长度、连接方式和加强措施等也是稳定性设计的重要内容。
2.2 加固措施对于一些现有的大跨度钢结构体系，可能会存在一些稳定性问题。
在这种情况下，需要采取一些加固措施来提高结构的稳定性。
12-屈曲分析解析
F
稳定 不稳定
F
1、结构稳定性背景
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• 当增加轴向载荷(F)时, 一个理想化的端部固定的柱体将呈现下述行 为。 F F
F
分叉点 不稳定平衡
中性平衡
Fcr u
稳定平衡
u
1、结构稳定性背景
• 分叉点 • 分叉点 是载荷历程中的一点, 该点可能存在两个分支解。 • 在理想化的端部固定柱体的情况下, 在临界载荷(Fcr)下, 柱体可向左或向右屈曲，因此可能存在两个载荷路径。 在实际结构中, 几何缺陷的存在或力的扰动(P 0) 将决定载荷路径的方向。 F P F
屈曲分析
1、结构稳定性背景
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• 很多结构需要评价它们的结构稳定性，细柱体、压杆和真空罐都是 稳定性非常重要的结构的例子。 • 在不稳定性(屈曲)的开始, 在载荷没有实质性变化的情况下(除了一 个小的载荷扰动), 结构的位移将有一个非常大的变化{u}。
分叉点 极限点
理想载荷路径 有缺陷结构的载荷路径
理想静态行 为
实际动态响应
前屈曲
后屈曲
u
3、非线性特征值屈曲
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有几种分析技术用于计算结构的非线性 静力变形响应，这些技术包括: -载荷控制 -位移控制 -弧长法 载荷控制: 如下图所示, 考虑浅拱的快速通过分析，当以增量载荷 (F) 求解该问题时, 求解采用载荷控制来完成。
稳定
建筑结构设计的刚度与稳定性分析
建筑结构设计的刚度与稳定性分析在建筑结构设计中，刚度和稳定性是两个非常重要的概念。
刚度指的是结构在受到外力作用时的变形能力，而稳定性则是指结构在受到外力作用时不失去平衡的能力。
本文将对建筑结构设计中的刚度与稳定性进行详细分析。
一、刚度分析刚度是建筑结构设计中的基本要求之一。
一个结构的刚度直接影响其在承受荷载时的抗震性能、变形能力以及整体稳定性。
刚度分析主要包括以下几个方面的内容：1.1 弹性刚度弹性刚度是指结构在弹性行为下的刚度。
它反映了结构在水平方向和垂直方向上抵抗水平和竖向荷载的能力。
在弹性计算中，可以采用各种解析方法或数值方法对结构的弹性刚度进行求解。
1.2 刚度矩阵刚度矩阵是刚度分析中常用的方法之一。
它通过将结构划分为各个单元，并建立各个单元之间的刚度关系，进而求解整个结构的刚度。
刚度矩阵的建立主要依据结构单元的几何形状和材料特性。
1.3 刚度修正在刚度分析中，有时需要对结构进行刚度修正。
刚度修正主要是针对结构中存在的非线性因素，如材料的非弹性行为、连接节点的摩擦等。
通过对这些因素进行修正，能够更准确地获得结构的刚度。
二、稳定性分析稳定性是建筑结构设计中的另一个关键要素。
一个结构的稳定性不仅决定了其自身的安全性，还与结构的使用寿命、抗风能力等密切相关。
稳定性分析涉及到以下几个方面：2.1 屈曲稳定性屈曲稳定性是指结构在受到压力作用时不发生失稳的能力。
在分析屈曲稳定性时，需要考虑结构中各个构件的长度、截面形状、材料特性等因素。
通过进行屈曲分析，可以明确结构的临界荷载和失稳形态。
2.2 滞回曲线分析滞回曲线分析是针对非线性结构的稳定性分析方法之一。
在滞回曲线分析中，可以考虑结构在荷载作用下的非线性行为，包括材料的非弹性变形和结构的局部失稳等。
通过滞回曲线分析，可以更全面地评估结构的稳定性。
2.3 稳定性加固对于存在稳定性问题的结构，需要进行稳定性加固。
稳定性加固主要是通过改变结构的几何形状、增加支撑结构或采用加固材料等方式来提高结构的整体稳定性。
波形钢腹板梁的屈曲稳定及抗扭性能分析的开题报告
波形钢腹板梁的屈曲稳定及抗扭性能分析的开题报告一、研究背景钢结构是一种重要的建筑结构形式，具有重量轻，强度高，耐久性好等优点。
其中，波形钢腹板梁作为高效的受力构件，因其在屈曲稳定性和抗扭性能方面具有较好表现而备受青睐。
波形钢腹板梁近年来在桥梁、大跨度建筑、飞机、高速列车等领域得到广泛应用。
在使用中，波形钢腹板梁会遭受复杂的受力作用，如纵向荷载、横向荷载、颈缩、扭转等。
因此，研究其屈曲稳定及抗扭性能，对于保证钢结构的安全可靠具有重要意义。
二、研究目标本论文旨在对波形钢腹板梁的屈曲稳定及抗扭性能进行分析研究，具体目标如下：1. 探究波形钢腹板梁的基本受力特性和工作原理。
2. 分析波形钢腹板梁的屈曲稳定性能，计算其屈曲承载力。
3. 研究波形钢腹板梁的抗扭性能，分析其扭转稳定方法和扭转承载力。
4. 结合实验数据，验证理论计算结果。
三、研究思路1. 文献调研：查阅国内外波形钢腹板梁的研究论文和相关资料，对其基本特性和受力机理有一个全面的了解。
2. 建立数学模型：建立波形钢腹板梁的力学模型，将其进行简化和理想化，得到屈曲承载力和扭转承载力的数学表达式。
3. 理论分析：采用经典力学理论，推导和计算波形钢腹板梁的屈曲承载力和扭转承载力，分析其影响因素和改进方法。
4. 实验验证：对所得理论计算结果进行实验验证，比较分析，验证分析结果的正确性和可靠性。
四、预期结果1. 了解波形钢腹板梁的结构特性和受力机理。
2. 确定波形钢腹板梁的屈曲承载力和扭转承载力的计算表达式。
3. 探究影响波形钢腹板梁屈曲稳定和抗扭性能的因素和改进方法。
4. 通过理论计算和实验验证，得到波形钢腹板梁的屈曲承载力和扭转承载力的真实数值，并验证分析结果的正确性和可靠性。
五、论文结构1. 绪论2. 波形钢腹板梁的受力特性及工作原理3. 波形钢腹板梁的屈曲稳定性分析4. 波形钢腹板梁的抗扭性能分析5. 实验验证及结果分析6. 结论与展望七、参考文献1. 陈卫东, 王冬青. 波形钢腹板梁模型试验[J]. 工业建筑, 2007(5).2. 常晓枫, 杨洪武, 杜志敏. 波形钢腹板梁抗扭性能分析及设计研究[J]. 工业建筑, 2015(10).3. 王力, 姜宁. 波形钢腹板梁扭转稳定性分析方法研究[J]. 钢结构, 2003(6).4. 刘雪丽, 李博, 杨佳维. 波形钢腹板梁屈曲承载力计算方法及试验验证[J]. 工业建筑, 2014(7).5. 马利亚. 波形钢腹板梁的研究[J]. 建筑结构, 2013(4).。
结构作用原理知识点总结
结构作用原理知识点总结结构作用原理是指结构在受力作用下的运动规律和力学规律。
在工程领域中，结构作用原理是非常重要的基础知识，它对于工程结构的设计、分析和施工具有重要的指导意义。
本文将围绕结构作用原理展开，从结构受力分析、结构运动规律、结构稳定性分析等方面进行系统的总结和介绍。
一、结构受力分析1. 静力学分析静力学是研究物体在不受外力作用时的平衡状态的一门学科。
结构受力分析是静力学的一个重要应用领域，它主要研究结构在受力作用下的平衡状态。
在静力学分析中，常用的方法有平衡方程法、矩平衡法、受力分析法等。
这些方法可用于求解结构受力分析中的未知力，为工程结构的设计和分析提供了重要的理论支持。
2. 弹性力学分析弹性力学是研究物体在受力作用下的形变规律和受力分布规律的一门学科。
在结构受力分析中，弹性力学分析是非常重要的，它可以用于求解结构在受力作用下的变形和应力分布规律。
常用的弹性力学分析方法有梁理论、板壳理论、有限元法等。
这些方法可以用于求解结构的变形和应力分布规律，为结构设计和分析提供了理论支持。
3. 破坏理论与安全系数结构在受到外力作用下，可能发生破坏现象。
破坏理论是研究结构在受力作用下的破坏规律和破坏条件的一门学科。
在结构设计过程中，需要考虑结构的安全性，因此常常需要根据破坏理论来确定结构的安全系数。
常用的破坏理论包括强度理论、应变理论、断裂力学等。
这些理论可以用于确定结构的安全性，为结构设计提供了理论依据。
二、结构运动规律1. 结构振动结构振动是指结构在受到外力激励时产生的振动运动。
结构振动是结构动力学的一个重要问题，它在工程领域中具有重要的应用价值。
在结构设计和分析中，需要考虑结构的振动特性，以确定结构的动力响应。
常用的结构振动分析方法有模态分析、频域分析、时域分析等。
这些方法可以用于求解结构的振动特性，为结构的设计与分析提供了理论支持。
2. 结构动力响应结构在受到外力激励时，会产生相应的动力响应。
基于MSC.NASTRAN的结构屈曲稳定性分析
基于MSC.NASTRAN的结构屈曲稳定性分析摘要本文介绍了利用MSC.NASTRAN屈曲分析模块进行结构屈曲分析的方法和特点，并通过算例进行了结构的屈曲稳定性分析，将计算结果与理论结果进行了比较。
关键词稳定性；屈曲；特征值；临界载荷1 概述结构稳定性分析是飞机结构设计中最重要的问题之一，因为结构的静强度破坏中有很大一部分是由于丧失稳定性（屈曲）引起的。
由于结构稳定性的限制，飞机结构的设计应力往往远小于结构材料的极限强度。
所以，保持稳定性是结构设计的主要依据。
2 MSC.NASTRAN屈曲稳定性分析理论屈曲稳定性分析研究失稳发生时的临界载荷和失稳形态。
对于受压板结构，随着压应力的增加，结构抵抗横向变形的能力会下降。
当载荷达到某一水平，结构总体刚度变为零，则结构丧失稳定性。
屈曲分析是通过提取使系统刚度矩阵奇异的特征值，来获得结构的临界屈曲载荷和屈曲模态的。
当采用有限元法求板结构失稳发生时的临界载荷和失稳形态，其有限元方程为：（[K0]+λ[Kσ]）{U}=0式中，[K0]=∑[K0]和Kσ]=∑[Kσ]分别是板结构的弯曲刚度矩阵和几何刚度矩阵，[K0]为不考虑中面力影响的单元弯曲刚度矩阵，{U}是板结构的位移向量，λ为屈曲临界载荷因子，[K0]中已施加了合适的边界条件。
基于失稳时总刚度矩阵会出现奇异，则失稳问题可以转化为求解特征值问题来处理。
在线性屈曲情况下，按小挠度线性理论求解板稳定性的特征方程可转化为：|[K0]+λ[Kσ]|=0线性屈曲分析的特点：线性屈曲基于小挠度，线弹性的假设，不考虑结构受载后的变形和几何初始缺陷对平衡状态的影响，大大简化了屈曲问题，从而提高了屈曲稳定性分析的计算效率。
3 算例3.1 问题描述求解薄壁圆柱壳在轴向压力作用下的临界载荷。
几何尺寸：半径R=2540 mm；高度h=20320 mm；壁厚t=6.35 mm。
材料特性：弹性模量E=200 GPa；泊松比μ=0.3；载荷：沿薄壁圆柱壳周边施加10 N/mm的均布载荷。
钢筋混凝土结构的强度与稳定性分析
钢筋混凝土结构的强度与稳定性分析钢筋混凝土结构是建筑工程中常用的一种结构形式，其具有良好的耐久性、抗震性和水密性等优点。
但是，由于不同地区环境、材料等原因，钢筋混凝土结构的强度与稳定性存在着差异。
在设计和施工过程中，需要进行一定的分析和判断。
一、强度分析1.1 抗拉强度钢筋混凝土的抗拉强度很低，但由于加入了钢筋，可以有效地提升抗拉强度，从而增强了整个结构的抗震性能。
在设计和施工过程中，需要根据不同的结构形式和受力条件提高加钢率，确保结构的抗震、抗裂性等。
1.2 抗压强度钢筋混凝土的抗压强度大于抗拉强度。
在施工过程中，需要合理控制水泥用量、砂浆配合比等，确保混凝土的强度和密实性。
另外，在钢筋混凝土结构中，梁和柱的截面形状和尺寸对抗压强度也有影响。
在设计过程中需要根据受力条件选择合适的截面形状和尺寸。
1.3 剪切强度钢筋混凝土结构的剪切强度是指受剪力时抵抗剪切作用的能力。
在设计和施工过程中，需要根据不同的结构形式和受力条件进行合理的计算和分析。
同时，采用钢筋混凝土结构的受力区域也需要进行强度分析，确保结构能够承受剪切力的作用。
二、稳定性分析2.1 屈曲稳定性屈曲稳定性是指在外力作用下，结构发生屈曲变形时，结构能够保持稳定的能力。
在钢筋混凝土结构中，柱、框架等结构需要进行屈曲稳定性分析，从而确定支撑方式和结构的抗屈曲能力。
同时，需要合理控制结构的横向刚度和水平位移。
2.2 翻倒稳定性翻倒稳定性是指在外力作用下，结构可能出现倾覆、翻倒等不稳定情况时，结构能够保持稳定的能力。
在钢筋混凝土结构中，建筑物的高度和所处地域的风压等因素会影响翻倒稳定性。
在设计过程中需要根据不同的建筑物高度和地域因素进行稳定性分析，确保结构稳定性和安全性。
2.3 转移稳定性转移稳定性是指在外力作用下，结构内部力的转移和分配过程中，结构能够保持稳定的能力。
在钢筋混凝土结构中，柱、梁、板等结构的转移稳定性需要进行分析和计算，从而确保结构各个部分的转移和分配过程的顺利进行。
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1概述圆端形空心墩因其横向刚度大、纵横向尺寸搭配合理、适应流水特性好、材料用量少以及施工适应性强等优点被广泛应用于铁路、公路桥梁中。
随着交通大流量的发展，尤其是我国铁路运量的大幅度增加和高铁事业的迅猛发展，多线铁路的建设将成为我国铁路事业的一大发展方向，多线超宽圆端形薄壁空心桥墩的应用也将日益增多。
过去，我国建造的桥墩粗大、笨重、不注重造型，不仅浪费材料而且影响美观。
随着社会经济和科学研究的不断发展，近年来我国建造的桥墩也向着高强、高耸、轻型、薄壁、注重造型的方向发展，不仅可以合理有效地利用下部结构的功能，而且提高了桥梁结构的整体美感。
因此，超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题就越来越凸显出来，其直接关乎着整座桥梁结构的安全和经济性问题。
超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性问题主要包括墩身的整体稳定和墩壁的局部稳定。
在我国目前的相关规范中并没有明确规定其计算与设计方法，现阶段依然采用经验的办法来解决。
尤其是超宽圆端形薄壁空心桥墩墩壁的局部稳定性，可以参考的规范与文献资料甚少。
通常而言，空心墩的局部稳定问题，主要是采取控制墩壁厚度和设置隔板来增强空心墩墩壁的局部稳定性。
但在过去的模型试验和理论计算中，至今尚未能确定隔板对桥墩稳定和强度有明显的作用。
因在采用滑动模板技术施工时，隔板的影响很大，空心墩不设隔板能否满足各项力学指标，具有很高的研究价值。
在目前我国的铁路桥梁中，单线或者双线圆端形空心墩应用较多，双线以上的超宽桥墩并不多见。
超宽圆端形薄壁空心桥墩壁厚的选取基于什么原则，目前研究很少。
西南研究所、铁二院、西南交大在上世纪70年代曾对矩形、圆柱形、圆锥形空心墩的整体稳定和局部稳定问题进行了研究，但仅仅局限于宽度较小的单线或双线混凝土空心墩，且截面形式中并没有涉及到圆端形。
多线超宽圆端形空心薄壁桥墩在这一方面的研究几乎是个空白，国内外的研究和报道很少。
综上所述，对超宽圆端形薄壁空心桥墩进行稳定性问题的研究具有重要的意义和很高的科学价值。
1.1桥墩稳定性研究历史和现状1.1.1桥梁结构丧失稳定的例子世界上因桥梁失稳而造成事故的例子时有发生。
例如：1875年，位于俄罗斯的克夫达敞开式桥（Кеъда）发生了因上弦压杆失稳破坏而引起的事故（图1-1）；1907年，位于加拿大的魁北克大桥（Quebec）在采用悬臂法架设中跨桥架时，悬臂端下弦杆的腹板发生翘曲失稳导致桥架倒塌，造成了严重的破坏事故（图1-3）；1925年，前苏联的莫兹尔桥（Моэыр）在试车状态下由于压杆失稳而发生事故（图1-2）；1970年，位于澳大利亚墨尔本附近的西门大桥，在架设拼拢整孔左右两边（截面）钢箱梁时，在跨中上翼板发生失稳破坏，结果导致112m的整垮倒塌［1］。
这些事故的发生值得广大研究人员、设计人员以及工程建设人员的深思。
以上部分桥梁失稳事故足以见得桥梁结构的稳定性问题直接关乎其安全性和经济性。
图1-1 克夫达河桥失稳图1-2 莫兹尔桥失稳图1-3 魁北克大桥失稳前后对比1.1.2国外研究历史和现状关于结构稳定理论的研究在国外已有悠久的历史。
(1) 轴心压杆的稳定早在18世纪中期，结构的稳定问题就由Euler提出来了，并得出了闻名一世的欧拉公式理论，现在仍然广泛应用于计算无初始缺陷的、弹性的中心受压长杆的屈曲荷载，但其仅限于线弹性问题。
Engesser在1889年提出了适用于弹塑性阶段的切线模量理论。
Considere和ясййскии首先提出了双模量理论。
Engesser又于1895年在摩西特尔研究的基础上推导出了双模量公式，即折减模量的第一个正确值。
V onKarman于1910年以屈曲时的小挠度假定为基础，重新推导了双模量理论公式，之后该理论才得到广泛的承认。
之后人们一直认为双模量理论（折减模量理论）就是非弹性屈曲的完美理论，然而许多柱子的实验结果却更接近切线模量理论。
直到1946年F.R.Shanley利用著名的模型试验，指出实际压杆可能存在的初始缺陷是产生上述矛盾的根本所在，压杆实际屈曲的实际应力位于两种理论计算的结果之间，由切线模量理论计算出的应力是实际屈曲应力的下限，而折减模量计算结果是其上限，因此，压杆的非弹性屈曲又开始改用切线模量理论［2］。
(2) 板壳结构的屈曲随着社会经济的发展，板壳结构的应用日益广泛。
此类结构在承受压力作用下，在很大程度上取决于其屈曲承载能力，然而著名的Eluer压杆稳定理论又不能解释板壳结构的实际屈曲问题，于是大量学者便展开了对板壳结构屈曲的研究。
在20世纪初，Southwell和Fl·gge［3］等人应用Eluer压杆稳定理论，提出了轴心受压圆柱壳的经典屈曲荷载解。
1934年L.H.Donnell［4-5］第一个利用非线性大挠度理论对圆柱壳的后屈曲状态进行计算，建立了近似的非线性柱壳方程，并通过实验观察到了屈曲波形，计算了屈曲临界荷载。
1941年V onKarman和钱学森［6］利用大挠度稳定理论，研究了轴向受压下圆柱壳的后屈曲性态，开拓了后人对圆柱壳稳定问题研究的道路。
1945年W.T.Koiter［7］提出了考虑原始缺陷的初始后屈曲理论，Koiter 理论在后来受到了广大研究者和工程师的重视。
Stein［8-9］在1964年首先提出了圆柱壳的非线性前屈曲协调理论，他考虑了和后屈曲一致的边界条件、非线性以及弯曲效应的影响。
这种分析方法所得到的屈曲临界荷载比经典解稍低，部分解释了理论与实验结果之间所存在的差异。
(3) 第二类稳定问题米歇尔和普利特尔对桥梁侧倾问题进行了大量研究，并发表了研究的所得成果。
二十世纪以后，随着高强度钢材和板壳结构的广泛使用，薄壁轻型结构的应用在近代桥梁工程中也与日增多，从而为稳定性问题又带来了一系列新的课题，弗拉索夫和瓦格纳尔等人的关于薄壁杆件的弯扭失稳理论，证明了临界荷载值远远低于欧拉经典理论的临界值，同时稳定分支点的概念也解释不了此问题。
从而引出了结构的第二类稳定问题，即极值点失稳和跳跃失稳［10］。
1.1.3国内目前研究状况近年来，国内学者结合工程实际做出很多关于桥梁稳定性分析的研究。
最著名的是我国的桥梁大师李国豪以理想的中心受压杆件的弹性稳定为基础，研究了实际中心压杆的弹塑性稳定理以及中心受压组合杆件的稳定理论，并基于结构的稳定问题，推导出了中心压杆的设计公式；对于薄壁杆件的弯扭屈曲、框架屈曲、拱桥的平面屈曲和侧倾失稳以及板梁腹板的局部翘曲等加以详细介绍，给出了许多具有实际应用价值的结构设计计算方法，这些为我国的桥梁结构设计提供了巨大的参考价值，并为后继研究者开辟了新的思路和方法［11］。
郭敏［12］在1999年推导了高墩连续刚构桥在施工阶段和使用阶段的稳定计算公式，计算结果和标准程序计算结果相比，具备很高的精度；2001年，白青侠和郝宪武［13］等分析了薄壁闭口桥墩的稳定性问题，推导了计算公式；2003年，王振阳、赵煌［14］等利用实体退化单元，进行了高墩桥梁的三维有限元稳定性研究，得出了在各种风荷载、主墩偏移以及主梁一侧夹重等条件下的多阶失稳模态。
但仅限于分析线性的特征值。
2003年，程翔云［15］对高桥墩之间几何非线性效应进行研究，创建了其相干分析计算的模型；同年，黄列夫［16］则利用有限元程序ANSYS对羊里大桥高桥墩的几何非线性与稳定性进行了分析计算；2005年，白浩与杨响［17］等考虑了材料的非线性力学特征和结构的几何非线性，对最大悬臂状态下高墩大跨度连续刚构桥梁的稳定性进行数值分析，认为不能忽略几何非线性对结构稳定性的影响；余勇［18］等人于2007年分析论述了薄壁高墩的两类稳定问题，指出在研究稳定性问题时，考虑非线性因素影响的情况下对工程实际有更好的指导意义和应用价值。
关于空心桥墩的局部稳定问题研究，铁道科学研究院西南研究所在1975年曾对矩形、圆柱形、圆锥形空心墩进行墩身应力光弹模型试验，试验结果说明：此三种模型，在中心受压和偏压作用下，空心墩会突然发生脆性破坏，破坏前无显著征兆，发生破坏时的应力值和混凝土的抗压强度基本一致，故可以认为属于强度破坏，而不是因为局部失稳而破坏。
对有横隔板模型与无横隔板模型进行比较，有横隔板的模型并不能明显提高空心墩的承载能力，两者均属于强度破坏。
对于有横隔板的模型，其横隔板之间的壁板会被压坏，然而在横隔板附近的壁板却比较完整而很少出现裂缝，这表明横隔板具有很明显的局部环箍作用［19］。
管敏鑫［20］在《空心桥墩墩壁的局部稳定》一文中指出，通过理论和试验结果比较分析得出：对于钢筋混凝土圆形空心墩，当t/r≥1/13.5时（t为壁厚，r为中面半径）；对于钢筋混凝土矩形空心墩，当t0/b≥1/20时（适用范围：tc/t0b≤1；b为矩形长边长度，t0为长边壁厚；c为矩形短边长度，t为短边壁厚。
），可以不必设置横隔板，而且不用考虑空心桥墩的墩壁局部稳定问题。
对于一般尺寸的空心桥墩，上面两式得出的最小壁厚足以满足局部稳定的要求。
但是，若一味地减小墩壁的厚度，由于混凝土收缩、徐变和温度应力等因素的影响，墩身往往会产生竖向裂纹，墩壁的厚度越小，墩身内外的裂纹就越可能贯通。
内外裂纹一旦贯通，墩壁发生局部失稳的临界应力就会大大降低。
再加上没有设置横隔板，墩身的裂纹可能会沿柱面母线不断地扩展，这对于整个墩身结构而言，后果是不堪设想的。
因此，为防止竖向裂纹的扩展，对于混凝土空心桥墩来说，上面限值可适当放大，并且宜在墩身按一定间距布置箍筋和环向钢筋。
综上所述，国内外学者对桥墩稳定性方面进行了大量的深入研究，已经取得相当大的成果，为桥墩稳定性研究做出了卓越的贡献，给后继探索者提供了大量的宝贵经验。
关于完善结构的线弹性稳定理论已趋于成熟，但是构件存在的初始缺陷、收缩徐变、残余应力以及非线性等因素对结构稳定性问题的影响是非常明显的，因此第二类稳定问题尚需进行进一步的研究。
对于空心墩的整体稳定和局部稳定问题，国内外规范中并没有明确的计算分析方法，尤其是超宽空心薄壁桥墩，只是根据经验的办法解决。
空心桥墩的稳定性问题研究还远远不够，需要进一步的理论分析和试验研究才能为工程设计和施工提供更好的建议和指导。
1.2主要研究工作本文以薄壁板壳失稳机理和现有空心墩稳定分析理论为基础，结合兰渝线大砂坪特大桥多线超宽圆端形薄壁空心桥墩（12#桥墩）稳定性研究课题，对超宽圆端形薄壁空心桥墩的稳定性进行分析研究，主要研究工作如下：(1) 超宽圆端形薄壁空心桥墩的设计基本原理。
主要基于影响空心墩局部稳定性因素，着重研究了空心薄壁桥墩的局部稳定性计算方法与实际工程中空心墩宽厚比的控制原则。
(2) 桥梁结构稳定性分析的基本理论。
主要介绍桥梁结构稳定问题的分类、判定准则以及计算方法，重点介绍了在有限元软件ANSYS中桥梁结构稳定分析处理方法。