钢结构梁柱的稳定问题
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截 面 在 焊 后 将 产 生 残 余 应 力 ，而 同样 各 种 热 轧 制 型 钢 由于 不 均 匀 的冷 却 会产 生 残 余 应 力 ，火 焰 切 割 或 冷 校 正 等 加 工
５ 柱的局部稳 定 以工 字形截面为例 ，在荷载作用下 ，受压的腹板和翼缘
需 要 满 足 局 部 稳 定 ， 不 能 在 构 件 丧 失 整 体 稳 定 前 出 现 局 部 失
决 。 当 弯矩 作用 平 面 外 稳 定 应 力 超 限 时 ， 调 整 截 面 是 一 种 办
２ 钢结构失稳特点及影响因素 钢结构的失稳 问题 即受压构件在外力 作用 下由直线稳 定平衡状态转 变为 曲线稳定平衡状态 。该 曲线稳定平衡状
法 来自百度文库有 时 还 可 以通 过 调 整 构 件 平 面 外 的 支 撑 间 距 来 满 足 。
体 稳定，当荷载作用在梁 的上翼缘 时要 比作用在下翼缘更不
利 于 稳 定 。在 实 际 工 程 设 计 中 ， 设 计 者 常 无 法 确 定 荷 载 的种 类 和 作 用 位 置 ，为 了提 高梁 的整 体 稳 定 性 ，在 设 计 时 需 选 择 梁 弱 轴 截 面 惯 性 矩 大 的截 面 ， 但 钢 梁 太 宽 经 济 性 往 往较 差 ， 当 有 条 件 设 置 侧 向支 撑 点 是 提 高 钢 梁 整 体 稳 定 最 有 效 的 方
压 柱 属 于第 一类 稳 定 ， 即存 在 平 衡 状 态 的 分 枝 现 象 。偏 心 受 压 柱 的稳 定 属 于 第 二 类 稳 定 ，在 荷 载 开 始 作 用 时 就 立 即产 生
构工程 中，都会遇到稳定 问题 ，一旦 出现 了钢 结构 的失稳 事故，导致结构的局部破坏 ，有 时甚至会 导致 结构 整体坍
态 为临界状态 ，当超越临界状态后 ，构件 的变 形和应力 急
剧增 加 ， 部 分 截 面 会 形 成 塑 性 铰 ，最 终构 件 彻 底 破 坏 。 在 设计 受压 构件 时 ， 除 满 足 上 述 构 件 的整 体 稳 定 外 ，还 必 须
４ 梁的整体稳定
梁 可 以看作是受压构件和受拉 构件的组合体 ，在弯矩作 用 下 ，受 压 翼缘类 似轴心 受压 构件 ，当荷 载达 到临界 状态 时，受 压翼缘在其弱轴方 向受到稳定 的受拉翼缘的约束不会
法。
曲，构件 的残余应力都会促使 结构发生失稳 。构件的初弯 曲和荷载 的偏心对 受压 杆件 工作的影响类似 ，在压力 的作
用 下 构 件 即发 生 挠 曲变 形 ， 随 着 荷 载 的 增 加 变 形 也 逐 步 增
加 ，当接近临界状态 时，变 形急剧增加直至破坏 ，影响钢 结 构 稳 定 的 因素 还 有 构 件 的 残 余 应 力 ， 如 常 用 的 焊 接 组 合
置，截面的刚度及梁 的侧 向支撑 点间距 ，例如 ，对于跨 中弯
矩 相 同 的 一 根 梁 ，均 布 荷 载 比跨 中集 中荷 载 更 不 利 于梁 的 整
影 响钢结构 失稳 的因素很多，即使是轴心受压构件也
有 失 稳 的 问 题 ， 荷 载 的 初 始 偏 心 ，材 料 的缺 陷及 初 始 弯
作 为钢 结构工程中最常见的梁与柱稳定知识钢 结构 设计人
员更 应 该 熟 练 掌 握 并 加 以重 视 。
界状态 ，对 于偏 心受压柱我们 同时要 考虑偏心弯矩作用平 面
内 的稳 定和 偏 心 弯 矩 作 用 平 面 外 的稳 定 ， 当受 压 柱 的整 体 稳 定 不 满 足 要 求 时 可 以通 过 加 大 构 件 截 面 或 调 整 截 面 型式 来解
塌 ， 将会 造成 严 重 的 经 济 损 失 ，还 可 能造 成 人 员伤 亡 。 而
挠 曲变形 ，在受压柱最终屈 曲破坏前 只存在 曲线平衡 的一种
稳 定 状 态 ， 不 存 在 平 衡 分 枝 现 象 ， 在 受 压 柱 的整 体 稳 定 设计 中 ，我 们 通 过 介 入 长 细 比及 稳 定 系数 来 确 定 构 件 是 否达 到 临
稳 的设计措 施 ，使读 者对结构 的稳 定设计有一个 简单的认识 。 关键词 ：钢结构 ；结构稳 定 ；整体 稳定 ；局部稳 定
Ｄ ： １ ．９ ９ Ｊｓｎ １ ７ －６ ９ ． ０ ．２０１ ＯＩ ３ ６ ／ ．ｓ． ６ １ ３ ６２ １ １ ． ｏ ｉ １ ４
ｌ 引言 稳 定 性 是 钢 结 构 的 一 个 突 出 问题 ，在 各 种 类 型 的钢 结
保证 组成截面的各板件 的稳定 ，即局部稳 定。虽然 局部稳
定 的 丧 失 不 如 构 件 丧 失 整 体 稳 定 那 样 危 险 ，但 由 于 截 面 的 某 个 板 件 挠 曲失 稳 退 出工 作 后 将 使截 面 的 有 效 承 载 部 分 减 小 ， 有 时 还 使 得 截 面 严 重 不 对 称 了 ， 因而 将 促 使整 个 构 件 发 生 破 坏 ，因 此 工 程 设 计 中梁 柱 的组 成板 件 的 局 部 稳 定 也 必 须 得 到 保证 。
中国 西部 科技 ２ １ 年０ 月 （ 旬 ）第１ 卷 第１ 期 总第２ ５ ０ ４ １ 下 ０ ２ ４ 期
钢结构梁柱的稳定问题
刘 启 张 爱 军
（． １中冶东方控 股有 限公 司建工所 ， 内蒙古 包头 ０ ０ ；２包头市钢 苑工程 设计开放 有限公 司，内 蒙古 包头 ０ ０ ） １ １ ４ ０ ． １ １ ４ ０ 摘 要： 本文针对钢 结构梁及柱 的整体稳 定和 局部稳 定进 行 了简单的 阐述 ，如结构 失稳 的特 点 、原 因及如何 防止 结构 失
发 生 失 稳 ， 因 此 受 压 翼 缘 只 能绕 其 自身 强 轴 发 生 失 稳 ， 当其 失 稳 后 将 会 带 动 梁 的整 个 截 面 一 起 发 生 位 移 并 伴 随 扭 转 而 导 致整个梁在强度破坏之前失去承载能力 。 影响 钢梁 的整 体稳 定 因素有 ，荷 载种 类 ，荷载 作用位
５ 柱的局部稳 定 以工 字形截面为例 ，在荷载作用下 ，受压的腹板和翼缘
需 要 满 足 局 部 稳 定 ， 不 能 在 构 件 丧 失 整 体 稳 定 前 出 现 局 部 失
决 。 当 弯矩 作用 平 面 外 稳 定 应 力 超 限 时 ， 调 整 截 面 是 一 种 办
２ 钢结构失稳特点及影响因素 钢结构的失稳 问题 即受压构件在外力 作用 下由直线稳 定平衡状态转 变为 曲线稳定平衡状态 。该 曲线稳定平衡状
法 来自百度文库有 时 还 可 以通 过 调 整 构 件 平 面 外 的 支 撑 间 距 来 满 足 。
体 稳定，当荷载作用在梁 的上翼缘 时要 比作用在下翼缘更不
利 于 稳 定 。在 实 际 工 程 设 计 中 ， 设 计 者 常 无 法 确 定 荷 载 的种 类 和 作 用 位 置 ，为 了提 高梁 的整 体 稳 定 性 ，在 设 计 时 需 选 择 梁 弱 轴 截 面 惯 性 矩 大 的截 面 ， 但 钢 梁 太 宽 经 济 性 往 往较 差 ， 当 有 条 件 设 置 侧 向支 撑 点 是 提 高 钢 梁 整 体 稳 定 最 有 效 的 方
压 柱 属 于第 一类 稳 定 ， 即存 在 平 衡 状 态 的 分 枝 现 象 。偏 心 受 压 柱 的稳 定 属 于 第 二 类 稳 定 ，在 荷 载 开 始 作 用 时 就 立 即产 生
构工程 中，都会遇到稳定 问题 ，一旦 出现 了钢 结构 的失稳 事故，导致结构的局部破坏 ，有 时甚至会 导致 结构 整体坍
态 为临界状态 ，当超越临界状态后 ，构件 的变 形和应力 急
剧增 加 ， 部 分 截 面 会 形 成 塑 性 铰 ，最 终构 件 彻 底 破 坏 。 在 设计 受压 构件 时 ， 除 满 足 上 述 构 件 的整 体 稳 定 外 ，还 必 须
４ 梁的整体稳定
梁 可 以看作是受压构件和受拉 构件的组合体 ，在弯矩作 用 下 ，受 压 翼缘类 似轴心 受压 构件 ，当荷 载达 到临界 状态 时，受 压翼缘在其弱轴方 向受到稳定 的受拉翼缘的约束不会
法。
曲，构件 的残余应力都会促使 结构发生失稳 。构件的初弯 曲和荷载 的偏心对 受压 杆件 工作的影响类似 ，在压力 的作
用 下 构 件 即发 生 挠 曲变 形 ， 随 着 荷 载 的 增 加 变 形 也 逐 步 增
加 ，当接近临界状态 时，变 形急剧增加直至破坏 ，影响钢 结 构 稳 定 的 因素 还 有 构 件 的 残 余 应 力 ， 如 常 用 的 焊 接 组 合
置，截面的刚度及梁 的侧 向支撑 点间距 ，例如 ，对于跨 中弯
矩 相 同 的 一 根 梁 ，均 布 荷 载 比跨 中集 中荷 载 更 不 利 于梁 的 整
影 响钢结构 失稳 的因素很多，即使是轴心受压构件也
有 失 稳 的 问 题 ， 荷 载 的 初 始 偏 心 ，材 料 的缺 陷及 初 始 弯
作 为钢 结构工程中最常见的梁与柱稳定知识钢 结构 设计人
员更 应 该 熟 练 掌 握 并 加 以重 视 。
界状态 ，对 于偏 心受压柱我们 同时要 考虑偏心弯矩作用平 面
内 的稳 定和 偏 心 弯 矩 作 用 平 面 外 的稳 定 ， 当受 压 柱 的整 体 稳 定 不 满 足 要 求 时 可 以通 过 加 大 构 件 截 面 或 调 整 截 面 型式 来解
塌 ， 将会 造成 严 重 的 经 济 损 失 ，还 可 能造 成 人 员伤 亡 。 而
挠 曲变形 ，在受压柱最终屈 曲破坏前 只存在 曲线平衡 的一种
稳 定 状 态 ， 不 存 在 平 衡 分 枝 现 象 ， 在 受 压 柱 的整 体 稳 定 设计 中 ，我 们 通 过 介 入 长 细 比及 稳 定 系数 来 确 定 构 件 是 否达 到 临
稳 的设计措 施 ，使读 者对结构 的稳 定设计有一个 简单的认识 。 关键词 ：钢结构 ；结构稳 定 ；整体 稳定 ；局部稳 定
Ｄ ： １ ．９ ９ Ｊｓｎ １ ７ －６ ９ ． ０ ．２０１ ＯＩ ３ ６ ／ ．ｓ． ６ １ ３ ６２ １ １ ． ｏ ｉ １ ４
ｌ 引言 稳 定 性 是 钢 结 构 的 一 个 突 出 问题 ，在 各 种 类 型 的钢 结
保证 组成截面的各板件 的稳定 ，即局部稳 定。虽然 局部稳
定 的 丧 失 不 如 构 件 丧 失 整 体 稳 定 那 样 危 险 ，但 由 于 截 面 的 某 个 板 件 挠 曲失 稳 退 出工 作 后 将 使截 面 的 有 效 承 载 部 分 减 小 ， 有 时 还 使 得 截 面 严 重 不 对 称 了 ， 因而 将 促 使整 个 构 件 发 生 破 坏 ，因 此 工 程 设 计 中梁 柱 的组 成板 件 的 局 部 稳 定 也 必 须 得 到 保证 。
中国 西部 科技 ２ １ 年０ 月 （ 旬 ）第１ 卷 第１ 期 总第２ ５ ０ ４ １ 下 ０ ２ ４ 期
钢结构梁柱的稳定问题
刘 启 张 爱 军
（． １中冶东方控 股有 限公 司建工所 ， 内蒙古 包头 ０ ０ ；２包头市钢 苑工程 设计开放 有限公 司，内 蒙古 包头 ０ ０ ） １ １ ４ ０ ． １ １ ４ ０ 摘 要： 本文针对钢 结构梁及柱 的整体稳 定和 局部稳 定进 行 了简单的 阐述 ，如结构 失稳 的特 点 、原 因及如何 防止 结构 失
发 生 失 稳 ， 因 此 受 压 翼 缘 只 能绕 其 自身 强 轴 发 生 失 稳 ， 当其 失 稳 后 将 会 带 动 梁 的整 个 截 面 一 起 发 生 位 移 并 伴 随 扭 转 而 导 致整个梁在强度破坏之前失去承载能力 。 影响 钢梁 的整 体稳 定 因素有 ，荷 载种 类 ，荷载 作用位