钢结构稳定

1、数学中的平面内与平面外：相对概念，二维与三维的区别，以研究的平面为参照，仅仅是几何上的不同元素的相互关系；
2、楼板：平面内刚度……膜剪切刚度
平面外刚度……抗弯刚度
3、平面内失稳与平面外失稳：针对压弯构件而言
平面内失稳：弯曲屈曲，二维，极值点失稳
平面外失稳：弯扭屈曲，三维，分岔失稳
4、平面内计算长度与平面外计算长度：失稳最重要的一个参数就是长细比，而对于构件而言，与长
细比相对应的就是平面内计算长度与平面外计算长度了，常用的是两种结构体系：（1）在门式刚架结构体系中，柱的平面内计算长度为在刚架平面内的计算长度，根据刚度的比值采用查表法查出柱计算长度系数；平面外计算长度为在平面外支撑点之间的长度（2）在框架结构中，柱无平面内和平面外计算长度的区别，而只有弱轴和强轴(或X轴Y轴)的计算长度.而梁的平面外计算长度同样为侧向支撑点的距离(小梁的高度与支撑小梁的大梁的高度以0.5为界
首先要理解什么是“平面内”和“平面外”。

平面内就是指和载荷作用方向一直的方向，平面外就是和载荷作用方向垂直的方向。

通常所说的楼板平面内的刚度无限大，是指在水平荷载（地震和风等）作用下，在水平面内可以视为刚体，在该平面内的每一点的位移都是相等的，此时它的截面高度可以认为是整个楼的面宽或进深。

而平面外方向就是指楼板的结构厚度，结构厚度通常仅仅为十几公分，和整个楼的面宽或进深的十几米或几十米相比起来，就小多了。

刚性楼板：平面内刚度无限大，平面外刚度为零！即忽略了竖向刚度，因此，要考虑楼面梁的翼缘效应！（《高规》5.2.2）
弹性楼板6：真实计算面内刚度和面外刚度——采用壳单元，最符合实际情况，可应用于任何工程；但实际上，在采用本假定时，部分楼面竖向荷载将通过楼面的面外刚度直接传递给竖向构件（柱。

墙等），导致梁的弯矩减小，相应的配筋也减小，与实际情况有差别！可应用于板柱结构！
弹性楼板3：假定无平面内刚度，而平面外刚度是真实的——采用厚板弯曲单元。

可应用于厚板转换层结构！
弹性膜：真实计算平面内刚度，忽略平面外刚度——采用平面应力膜单元计算！可应用于工业厂房结构、体育场馆结构、楼板局部开大洞结构及平面弱连接结构！
桁架里面跟桁架处于一个平面的为平面内，垂直于桁架平面的为平面外，跟桁架平面斜交的为斜平面（一般只针对单角钢、双角钢十字形截面）
一般来说（注意只是一般情况，不是绝对的），桁架中都是轴压，平面外的计算长度一般大于平面内的计算长度（因为要考虑经济问题，侧向支撑不可能每个节点布置）。

根据合理的设计原则，轴压杆，应尽量使平面内外的长细比大致相同，由于平面外的计算长度大，显然，平面外的回转半径就需要的大，因此，平面外应该为强轴。

对于单角钢、双角钢十字形截面，因为有可能绕最弱轴（一般为斜轴方向），固需要计算绕斜轴失稳的稳定，这个最弱的斜轴的转动平面，就是斜平面
理想的压弯杆下，平面内压弯失稳属于极值点失稳，平面外属于分岔失稳定。

所谓平面内和平面外稳定主要是对压弯构件来说的。

平面指的是弯矩作用的的平面，如果压弯构件在此平面失稳，就是平面内失稳；反之就是平面外失稳。

钢结构稳定问题是钢结构最突出的问题，钢结构的失稳事故分为整体失稳事故和局部失稳事故两大类，其各自产生的原因如下。

下面金宝丰青岛钢结构公司小编为您讲解整体失稳事故原因分析：
(1)设计错误设计错误主要与设计人员的水平有关。

如，缺乏稳定概念；稳定验算公式错误；只验算基本构件的稳定，忽视整体结构的稳定验算；计算简图及支座约束与实际受力不符，设计安全储备过小等等。

(2)制作缺陷制作缺陷通常包括构件的初弯曲、初偏心、热轧冷加工以及焊接产生的残余变形等。

这些缺陆将对钢结构的稳定承载力产生显著影响。

(3)临时支撑不足钢结构在安装过程中，当尚未完全形成整体结构之前，属几何可变体系，构件的稳定性很差。

因此必须设置足够的临时支撑体系来维持安装过程中的整体稳定性。

若临时支撑设置不合理或者数量不足，轻则会使部分构件丧失稳定，重则造成整个结构在施工过程中倒塌或倾覆。

(4)使用不当结构竣工投入使用后，使用不当或意外因素也是导致失稳事故的主因。

例如，使用方随意改造使用功能；改变构件的受力状态：由积灰或增加悬吊设备引起的超载；基础的不均匀沉降和温度应力引起的附加变形；意外的冲击荷载等等。

局部失稳事故原因分析：
局部失稳主要是针对构件而言，其失稳的后果虽然没有整体失稳严重，但对以下原因引起的失稳也应引起足够的重视。

(1)设计错误设计人员忽视甚至不进行构件的局部稳定验算，或者验算方法错误，致使组成构件的各类板件宽厚比和高厚比大子规范限值。

(2)构造不当通常在构件局部受集中力较大的部位，原则上应设置构造加劲肋。

另外，为了保证构件在运转过程中不变形也须设置横隔、加劲肋等。

但实际工程中，加劲肋数量不足、构造不当的现象比较普遍。

(3)原始缺陷原始缺陷包括钢材的负公差严重超标，制作过程中焊接等工艺产生的局部鼓曲和波浪形变形等。

(4)吊点位置不合理在吊装过程中，尤其是大型的钢结构构件，吊点位置的选定十分重要。

吊点位置不同，构件受力的状态也不同。

有时构件内部过大的压应力将会导致构件在吊装过程中局
部失稳。

因此，在钢结构设计中，针对重要构件应在图纸中说明起吊方法和吊点位置。