钢结构构件的截面纤薄而开阔,故二手钢结构的稳定问题较其他结构类型更为突出。虽然有关钢结构稳定研究的**新成果已经反映在我国现行国家标准,但由于某些工程设计人员及施工人员对钢结构稳定的特点理解不透彻,给钢结构工程带来了发生失稳破坏的隐患。
一、二手钢结构失稳具有突然性和灾难性
失稳破坏具有突然性,具有典型的脆性破坏特征。以图1所示的完善的轴心受压构件发生分支点失稳破坏为例,当P < Pcr时,完善轴心受压构件是稳定的;当P =Pcr时,该构件达到失稳破坏的临界状态;当P > Pcr时,该轴心受压构件突然发生侧向挠曲,构件丧失承载能力。这种丧失承载能力的过程是在没有任何先兆的情况下瞬间发生,具有突然破坏的特性。
二、钢结构稳定具有多样性
钢结构的失稳,在形式上具有多样化的特点。例如轴心受压构件常见的失稳形式是弯曲失稳,但不是**的失稳形式,还有扭转失稳和弯扭失稳。压弯构件存在弯矩作用平面内的弯曲失稳和弯矩作用平面外的弯扭失稳;刚架表现出无侧移的对称失稳和有侧移的反对称失稳;拱结构也表现出对称形式的失稳和反对称形式的失稳;薄板有受压失稳和剪切失稳;失稳既有局部失稳又有整体失稳等,这些都是稳定问题多样性的表现。
三、钢结构稳定具有整体性
对于结构来说,它是由各个构件组成的一个整体,当一个构件发生失稳变形后,必然牵动和它刚性连接的其他构件。构件的稳定性不能就某一个构件孤立地去分析,应当考虑其他构件对它的约束作用,这种约束作用是要从结构的整体分析中去确定,这就是结构稳定的整体性。
结构稳定的整体性在刚架稳定分析中表现得十分明显,在分析刚架的稳定时既要考虑同层柱之间的相互影响,又要考虑层与层间柱的相互影响,还要考虑梁柱之间的相互约束作用,表现出整体性分析的特点。稳定问题的整体性不仅表现在构件之间的相互约束,也表现在围护结构对承重结构的约束作用,只是这种约束作用目前在设计中被忽略了。稳定问题的整体性要求稳定分析应该从整体结构着眼。
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