鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定需注意的問(wèn)題
發(fā)布時(shí)間：2013-11-23 新聞來(lái)源：一覽鋼構(gòu)英才網(wǎng)
在分析結(jié)構(gòu)內(nèi)力以求解其他的強(qiáng)度時(shí)，除由柔索組成的結(jié)構(gòu)外，按未變形的結(jié)構(gòu)來(lái)分析它的的強(qiáng)度時(shí)，除由柔索組成的結(jié)構(gòu)外，接未變形的結(jié)構(gòu)來(lái)分析它的平衡經(jīng)常可以獲得足夠精確的結(jié)果。分析結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問(wèn)題則不同，必然要涉及到結(jié)構(gòu)變形后的位形和變形對(duì)外力效應(yīng)即二階效應(yīng)的影響。例如，在分析完善直桿軸心受壓屈曲的歐拉臨界力時(shí)，要按彎曲后的位形建立平衡微分方程來(lái)求解。同樣，要計(jì)算梁彎扭屈曲的臨界彎矩，就得分析梁發(fā)生側(cè)彎和扭轉(zhuǎn)時(shí)的平衡關(guān)系。非完善的壓桿按第二類穩(wěn)定問(wèn)題去分析，也同樣要涉及到變形和變形使壓力產(chǎn)生的附加彎矩。
針對(duì)未變形的結(jié)構(gòu)來(lái)分析它的平衡，不考慮變形對(duì)外力效應(yīng)的影響，叫做一階分析；針對(duì)已變形的結(jié)構(gòu)來(lái)分析它的平衡，則是二階分析。應(yīng)力問(wèn)題通常都用一階分析，只有少數(shù)特殊的結(jié)構(gòu)如懸索屋蓋、桅桿結(jié)構(gòu)和懸索橋，因?yàn)樽冃螌?duì)內(nèi)力影響很大，才需要用二階分析。一般解算超靜定結(jié)構(gòu)的內(nèi)力，雖然要考慮變形協(xié)調(diào)關(guān)系，并沒(méi)有全面考慮變形對(duì)外力效應(yīng)的影響。例如，承受水平外力的框架，在荷載作用下節(jié)點(diǎn)有水平位移Δ，而作彎矩圖時(shí)并沒(méi)有把位移使豎向反力R 產(chǎn)生的彎矩考慮進(jìn)去。
穩(wěn)定問(wèn)題原則上都應(yīng)該用二階分析。但是，目前在計(jì)算框架柱的穩(wěn)定時(shí)，確定計(jì)算長(zhǎng)度雖然以已變形的結(jié)構(gòu)為依據(jù)，而柱內(nèi)力卻是按一階分析算得的。這種做法在一定條件下，如對(duì)于單層框架水平荷載不特別大、剛度也不特別小者，誤差不算很大，而在另一些條件下卻不夠精確。
二階分析在考慮變形對(duì)力作用的影響時(shí)，對(duì)構(gòu)件的曲率取其近似值式中，ρ 是曲率半徑， ' ' v 是撓度對(duì)構(gòu)件縱軸坐標(biāo)Z 的二階導(dǎo)數(shù)。 采用這種近似的線性關(guān)系，解穩(wěn)定問(wèn)題的平衡微分方程是線性微分方程，比較易解。然而，這種近似值只能用于分析鄰近直線平衡的位形。如果要分析大變形、大撓度問(wèn)題，曲率要用更精確的表達(dá)式，這時(shí)曲率和位移導(dǎo)數(shù)之間不再存在線性關(guān)系，有人稱此為三階分析。
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