浅谈建筑力学课程压杆稳定的教学分析

空 心 截 面 代 替 实 心 截 面 ， 就 像 工 地 上 的施 工 井 架 一般 都 做 当 压 杆 在 各 个 弯 曲平 面 内的 支 承 情 况 相 同 时 ，应 尽 量
定性 ， 可 见 杆 件 的稳 定 是 与 它 的截 面 大 小 有 关 系 的 。还 有 成 格 沟 式 ，而 不 是 实 腹 式 的 。 这 也 是 为 了防 止 它 失稳 倒伏 。举 重 运 动 员 的 身 材 一 般 大 都 采 用 圆 形 、 方 形 截 面 。这 是 为 了避 免 在 最 小 刚 度 平 面 内先 是 又矮 又 胖 的 等 等 。而 对 于 工 程 实 践 中 的 柱杆 件 来 讲 ，在 发 生 失 稳 ， 让 它 尽 量 使 各 个方 向 的 惯 性 矩 都 相 同 ，保 证 各 同等 条 件 下 ，（ 截 面 相 同 、配 筋 相 同、 材 料相 同 ） 长柱 的承 个 方 向的 稳定 性 一 样 。
的材 料 ， 这样 在 一 定 程 度 上 可 以提 高压 杆 的 稳 定 性 ，例 如
钢 杆 的 临 界 力 大 于 铜Biblioteka Baidu、铁 、木 杆 的 临 界 力 。但 我 们 应 注 意 它 的 适用 条 件 。 总 之 ，建 筑 力 学 中 的 压 杆 稳 定 是 教 学 中 的 重 要 内容 ， 应 作 为学 生 学 习 的 重 点 。 （ 作 者 单 位 ：江 苏省 镇 江技 师 学 院 ）
措施 来 避 免 它 ，通 过 控 制 临 界力 来 控 制杆 件 的稳 定性 。
三 、应 该 采 取 哪些 措 施 提 高 压 杆 的稳 定性
提 高 压 杆 稳 定性 就 是 提 高 压 杆 的 临界 力 ，采 取 的 方 法
有 以下 几 方 面 。
１ ． 减 小长 细 比 （ 柔度 ）２ 对 于 一 定材 料 制 成 的压 杆 ，其 柔 度 越 小 ， 稳 定性 越 好 。 为 了减 小 柔度 ，可 采 取 如下 一 些 措 施 。 （ １ ）选 择 比较 合 理 的 截 面 形 状 使 各 个 方 向 的 惯 性 矩 相
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同
同 。 在 截 面 积 一 定 的情 况 下 ， 要 尽 量 增 大 惯 性 矩 。尽 量 使
截 面 材 料 的 分 布 远 离 中性 轴 。 例 如 ，采 用 空 心 截 面 或 组 合
秆 粗 的 麦 穗 直 直 挂 在那 里 ，而 麦 秆 细 的会 倒 伏 下 去 失 去 稳 在 空 旷 的地 方 竖 立 的 细 长 电 线 杆我 们 会 用 钢 丝 绳 把 它 拉 住 ，
公 式 表 明 ，压 杆 临 界 力 与 杆 件 的 长 度 、截 面 形 状 及 大
小 、杆 件 的材 料 以及 杆 件 两 端 的 支 承 情 况 等 有 关 。 杆 件 长
度 越 长 ， 临 界 力 越 小 。惯 性 矩 越 大 ， 临 界 力 越 大 。 杆 件 两
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。
教 学 ，谈 谈 几 点 教 学分 析 的方 法 。
一
压 杆 的 柔 度 综 合 反 映 了 杆 件 的 长 度 、 两 端 约 束 的 条
件 ，杆 件 截 面 尺 寸和 截 面 形状 对 临界 力 的影 响 。
越 大 ， 临界 力 越 小 ， 也是 影 响 压杆 稳 定 的 重要 因素 。
时 ，在 细 长杆 中 间加 支撑 。 ２ ． 压 杆 的材 料 选择 在 以 上 条 件 相 同 的情 况 下 ，压 杆 尽 量 选 择 高 弹 性 模 量
先 于 短 柱而 破 坏 ，就 会 发 生失 稳 破 坏 。
二 、如 何 控 制 压 杆 的稳 定 性
１ ． 引 入 临 界 力 。
它 是 后 续 课程 建 筑 结 构 、地 基 基 础 和 施 工 技 术 等 课 程 的 基 定 性 的 高 低 ， 简 单 地 讲 ， 当 压 杆 轴 向压 力 小 于 临 界 力 时 ， 知 识 ， 以便 将 来 在 工 地 现 场 能够 理解 图 样 内容 ，胜 任 工地 不稳 定 的 。 现 场 实 习 ，这 样 会 对 总 结 力 学规 律 、 掌 握 解 题 技 巧起 到 事 半 功 倍 的作 用 。 为 此 ，笔 者 就 建 筑 力 学 课 程 中 的压 杆 稳 定
压 杆 失 稳 与 所 受 的轴 向 压 力 的大 小有 关 ， 设 压 杆 由稳
定变 为不稳 定 的临界状态 时所承受 的轴 向压力为 临界力 ，
用符号Ｆ ｐ ｅ ｒ ￣示。 当 材 料 处 于 弹 性 阶 段 时 ，细 长 压 杆 的 临 界 力 可 用 欧 拉 公式计算。
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压 杆 由稳 定平 衡 变 为 不 稳 定 平 衡 ， 我们 把 它 称 为 失 稳 。 如 果 柱 一 旦 失 稳 ， 虽然 没 有 达 到 强 度 极 限 ，但 我 们 就 认 为 它 失 去 安 全 性 ，就 不 能 将 它 作 为 安 全 构件 使 用 了 。那 么 柱 的失 稳 又 与 那些 方 面 有 关 呢 ？ 首 先 ，我 们 举 例 说 明： 在 农 村 ， 麦 子 成 熟 的 时 候 ，沉 甸 甸 的 麦 穗 挂 在 枝 头 ， 一 阵 大 风 吹 过 来 ， 我们 发 现 凡 是 麦
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浅谈建筑力学课程压杆稳定的教学分析
文／ 魏 志 英
摘 要 ： 建 筑 力 学对 工 程 实践起 着 重要 的指 导作 用 ，其 中压 杆 稳 定 又 是 压杆 课 程 教 学的 主 要 问题 ，也 是 教 学的 重 点
本 文探 讨 建 筑 力学课 压杆 稳 定 的教 学 分析 。 关键 词 ：建 筑 力 学 压杆稳定 临界 力 长 细 比 教 学 分析 端 支 撑 越 牢 固 ， 临 界 力 越 大 。而 临 界 力 的 大 小 反 映 压 杆 稳
载 力 比 短 柱 承 载 力 小 。 这 是 由于 它 的长 细 比较 大 ， 它 就 会
若 压 杆 的两 个 弯 曲平 面支 承 情 况 不 同时 ，要 与相 应 的 支 承 情 况相 对 应 ，则 需采 用 两 个 惯性 矩 方 向不 同 的截 面 。 （ ２ ）改 善压 杆 两端 的支承 条 件 。 当压杆 两 端 支承 越 牢 固 时，柔 度就 小 ，临界 力就 越 大 ，这 样 可 以提 高压 杆 的稳 定性 。 （ ３ ）减 小 压 杆 的 长度 。 试 验 表 明 ，轴 向压 杆 临 界 力 的 大 小 与杆 长 平 方 成 反 比 ，那 么 杆 件 长 度 的 缩 小 可 以提 高 临 界 力 ， 即 提 高 抵 抗 失 稳 的 能力 。 另 外 ， 我 们 还 可 以在 必 要
压 杆 是 稳 定 的 ； 当轴 向压 力 等 于 或 大 于 临 界 力 时 ，压 杆 是
２ ． 引 入 长细 比 （ 柔度）
建筑力 学是建筑 施工 与管理专 业的一 门基础专 业课 ，
础 。对 于 建 筑 专 业 的 学 生 来 讲 必 须 要 掌 握 一 定 的力 学 基 础 施 工 员 的 工作 学 生 学 习力 学 要 注 重 多 做 练 习 ， 多去 工地
、
对压 杆 稳 定 性 的 分 析
稳定 性是要 求构件应 具有保 持原有平 衡状态 的能力 ， 在 荷 载 作 用 下 不 致 于 突 然 丧 失 稳 定 。 由 于 失 稳破 坏 没 有 预
兆 且 具 有 较 大 的 安全 隐 患 ， 所 以在 工 程 中我 们 事 先 要 采 取
压 杆 ， 简 单 地 讲 就 是 承 受轴 向 压 力 的 杆 件 ，工 程 上 最 常 见 的 受 压 杆 件 就 是 柱 ，对 于 某 些 细 长 柱 来 讲 ，控 制 它 的 安全 性 是 稳 定 条 件 而 不 是 强 度 条 件 ，那 么 什 么 是 稳 定 呢 ？ 压 杆 在 轴 向压 力 作 用 下 保 持 其 原 有 的 直 线 平 衡 状 态 ， 即 使 在 受 到 干 扰 使 其 稍 微 偏 离 它 原 来 的平 衡位 置 时 ，而 当这 种 干 扰 消 除 后 ， 它会 很 快 回 到其 原来 的位 置 ，这 就 是 稳 定 。