钢结构的可能破坏形式.ppt

到的结构强度破坏荷载时，结构已不能承载并产生较大变形，整个结构偏离初始 的平衡位置而破坏。
?结构的整体失稳破坏往往是由于结构中的某个构件或部件首先发生某种形式破坏 而诱发产生的。
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.3 整体失稳破坏
2. 钢构件的整体失稳破坏： 钢构件由于截面形式不同，受力状态不同，其整体失稳破坏的形式也不相同 。 ?轴心受压构件的整体失稳形式：
强度破坏
构件的强度破坏
受拉钢构件的强度破坏 受弯钢构件的强度破坏
整体结构的极限 承载力破坏
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.3 整体失稳破坏
?钢材的强度高，构件截面小，故受压构件的设计一般由稳定控制。
整体失稳破坏
钢结构的整体失稳 钢构件的整体失稳
1. 钢结构的整体失稳破坏：
结构整体失稳破坏 在外荷载逐渐增大的过程中，结构所承受的外荷载还没有达到按强度计算得
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.4 局部失稳破坏
3.按板件宽厚比大小确定的构件截面分类： ?受压板件局部失稳时，宽厚比越大，屈曲荷载越小。根据不同的应用情况， 可将构件截面按板件宽厚比的大小分为四类，见表3-1。
第1类截面（塑性设计截面、特厚实截面）：板 件的宽厚比最小。
Hale Waihona Puke 构件截面分类第2类截面（弹塑性设计截面、厚实截面）：板 件宽厚比比第1类截面的大。
第3章 钢结构的可能破坏形式
主要内容：
重点：
1 钢结构破坏的原因 2 强度破坏 3 失稳破坏 4 疲劳破坏 5 变形破坏 6 脆性断裂破坏
钢结构或钢构件 各种可能的破坏 形式及其有效的 预防措施
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.1 概述
设计和建造钢结构的目的是使结构能完成安全、适用、耐久的预定功能，达到 技术先进、经济合理、安全适用、确保质量的要求。
第3类截面（弹性设计截面、非厚实截面）：板 件宽厚比大于第2类截面的宽厚比。
第4类截面（超屈曲设计截面、纤细截面、薄柔 截面）：板件宽厚比最大。
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.5 疲劳破坏
钢材在连续反复荷载作用下，应力虽然还低于极限抗拉强度 fu，甚至于还低 于屈服点fy时，就突然发生脆性断裂，这种现象称为钢材的疲劳破坏。
?在钢结构的制造过程中： 由于工艺不合理等原因而造成构件变形会直接影响到结构的美观，而
且给结构构件的连接、安装带来很大的困难。
?在钢结构的使用过程中 ： 随意改变结构的用途，或发生意外事故而使结构超载，也会导致钢构
件的变形破坏事故发生。
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.6 变形破坏
1. 构件的变形破坏： ?构件的变形破坏主要导致结构适用性这一功能无法完成，但由于构件刚度失效 将伴随产生较大的变形，可能导致其它构件依次发生变形破坏，从而可能诱发整 体结构的失稳垮塌。 2. 结构的变形破坏：
?钢结构设计中，如果结构支撑体系布置不够或布置不当，就有可能导致结构的变 形破坏。
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.4 局部失稳破坏
2. 构件的局部失稳：
构件的局部失稳 指在外荷载不断增大的过程中，钢构件还没有发生强度破坏或整体失稳破坏，
而组成该构件的某些板件已不能承受分配给它的内力作用而失去稳定，发生侧向 挠曲。
?宽厚比太大的板在压力或剪力作用下容易发生屈曲，但并未完全丧失承载能力。 钢构件的局部失稳会使构件的工作状况变坏，有可能导致构件提前发生强度破坏 或整体失稳破坏。
2. 钢构件的整体失稳破坏： ?受弯构件（梁）的整体失稳形式为弯扭失稳，梁整体失稳的原因详见第6章 。 ?截面具有对称轴的实腹式单向压弯构件的整体失稳形式：
（1） 弯矩作用平面内：弯曲失稳
整体失稳形式
（2）
?实腹式双向压弯构件的整体失稳形式为弯扭失稳。 ?压弯杆件整体失稳的原因详见第7章。
第3章 钢结构的可能破坏形式
详见第2章相关内容
3.6 变形破坏
?钢结构变形破坏的实质是刚度失效造成的。 ?引起钢结构变形破坏的主要原因有：设计不当，制造不当，使用不当等。
构件的变形破坏 变形破坏
结构的变形破坏
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.6 变形破坏
1. 构件的变形破坏： ?在钢结构设计中： 构件的刚度不满足设计要求，导致构件的变形过大而无法正常使用、 正常安装。
?屈曲后强度：由于板件屈曲后存在着较大的横向张力（特别对于四边支承板件而 言），而使板件屈曲后仍有很大的屈曲后承载能力，称为屈曲后强度。
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.4 局部失稳破坏
2. 构件的局部失稳： ?屈曲后强度的利用： ?普通钢结构构件，不利用受压翼缘的屈曲后强度，须满足相关的宽厚比限值。 ?对于直接承受动力荷载作用的结构或构件，如桥梁、吊车梁等，也不利用腹板的 屈曲后强度 。 ?只承受静力荷载作用下，可以利用腹板的屈曲后强度，以达到节约钢材的目的。 能利用腹板屈曲后强度的普通钢结构构件有：受弯构件，轴心受压构件和压弯构 件。
弯曲失稳：双轴对称工字形截面轴心受 （1） 压构件的整体失稳、单轴对称截面轴心
受压构件绕非对称轴的失稳。
整体失稳形式
（ 2）
：十字形截面轴心受压构件在 满足一定条件时的整体失稳。
（3）
：单轴对称截面轴心受压构件 绕对称轴的失稳。
?轴心受压杆件整体失稳的原因详见第5章。
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.3 整体失稳破坏
3.4 局部失稳破坏
结构的局部失稳
局部失稳破坏
构件的局部失稳
1. 结构的局部失稳：
结构的局部失稳
指在外荷载逐渐增大的过程中，结构作为整体还没有发生强度破坏或整体失 稳破坏，结构中的局部构件已经不能承受分配给它的内力而失去稳定。
?已经失稳的局部构件刚度的不断退化，将使结构中其它构件的负载加重，有可能 导致其它构件依次发生失稳，最终诱发整个结构失稳破坏。
钢结构主要的破坏形式
构件或节点 （连接）的
强度破坏
结构或构件 的整体失稳
破坏
结构或构件 的局部失稳
破坏
构件或节点 （连接）的 疲劳破坏
结构或构件 的变形破坏
结构的脆性 断裂破坏
第3章 钢结构的可能破坏形式
3.2 强度破坏
?在结构的整体稳定性和局部稳定性有保证的情况下，结构中某些构件截面上的内 力达到极限承载力时，构件就发生强度破坏。 ?钢构件的强度破坏很有可能进一步导致整体结构的强度破坏或其它形式的破坏。