钢结构稳定理论chapter 1.ppt

绪论 1.4稳定问题的分析方法 绪论 1.4稳定问题的分析方法 例2: 单自由度体系 绪论 1.4稳定问题的分析方法 绪论 1.4稳定问题的分析方法 绪论 1.4稳定问题的分析方法 例3: 多自由度体系举例 1.4稳定问题的分析方法 绪论 绪论 1.4稳定问题的分析方法 对于二自由度体系, 其行列式是带有两个根的二次方程。具有n个自由度的体系, 其行列式是具有n个根的n 次多项式方程。 由于刚度矩阵中含有轴力P, 所以刚阵的行列式也是轴力P的函数。因此未知数u1和u2也是轴力的非线性函数。 即变轴力P将改变结构的刚度（改变行列式的值），当轴力达到某一临界值Pcr时，结构的刚度趋于零，结构变为不稳定，当竖向荷载FB和FC为非零值时P和u1、u2的关系是唯一确定的曲线。可见当P=0时，竖向位移非常小，随P的增加，位移由线性变为非线性增加。 绪论 1.4稳定问题的分析方法 绪论 1.4稳定问题的分析方法 绪论 1.4稳定问题的分析方法 绪论 1.4稳定问题的分析方法 4、运动法 绪论 1.4稳定问题的分析方法 钢结构稳定理论 武振宇 哈尔滨工业大学 钢结构与木结构学科组 陈骥，《钢结构稳定理论与设计》，科学出版社，2001 钟善桐：钢结构稳定设计，建工出版社，1991 吕烈武等：钢结构构件稳定理论，建工出版社，1983 查杰斯.A：结构稳定性理论原理，甘肃人民出版社，1982 李国豪等：桥梁结构稳定与振动，铁道出版社，1992 F. 柏拉希：金属结构的屈曲强度，科学出版社，1965 S. P. Timoshenko et al：Theory of Elastic Stability, McGraw-Hill Book Company，1961 W. F. Chen et al: Structural Stability, Prentice-Hall, Inc. 1987 陈绍蕃：钢结构稳定设计指南，建工出版社，1996 夏志斌、潘有昌：结构稳定理论，高等教育出版社，1988 第一章 绪 论 1.1 钢结构稳定问题的重要性 钢材轻质高强，一般构件和结构均比较柔细和单薄，易于失 去稳定。 稳定事故： （1）1978年1月 美国Hartford市 体育馆网架 91.44X109.73m 绪论 绪论 1.1稳定问题的重要性 (2)1957年前苏联古比雪夫列宁冶金厂锻压车间7榀钢屋架连同1200平米屋盖突然塌落。 （3）1990年2月大连某工厂梭形轻钢屋架，因受压腹杆失稳破坏而倒塌，42人死 绪论 1.1稳定问题的重要性 （4）1998年哈市省残联办公楼14.6m钢屋架，在重做屋面防水时倒塌，二死一伤，也是端斜压杆失稳。 （5）2000年南京广播电视演播大厅脚手架失稳倒塌, 死2人 （6）1999年1月中旬和2000年初，分别在辽宁鞍山地区以及沈阳、新疆地区发生拱形波纹屋盖大面积倒塌，破坏呈突然性和灾难性。 绪论 1.1稳定问题的重要性 （7）前苏联在1951年~1977年26年间发生59起重大钢结构事故，17起因稳定问题破坏，占29%。 许多失稳事故在破坏前并无明显的特征，呈突然破坏的脆性特征，危害甚大。钢结构稳定性能是决定其承载能力的一个特别重要因素，必须重视。 绪论 1.1稳定问题的重要性 绪论 1.1稳定问题的重要性 绪论 1.1稳定问题的重要性 绪论 1.1稳定问题的重要性 绪论 1.1稳定问题的重要性 1.2 稳定问题的基本概念 对于一处于平衡状态的结构，当给予一微小的几何或荷载的干扰，结构的构形在去掉这些干扰之后已不能恢复到其原先的构形时，称此结构处于不稳定状态或失去了稳定。 1、结构的线性和非线性反应 线性结构性能：结构的反应和作用成比例。 线性假设的好处是可以应用叠加原理求解结构的最大内力。 非线性结构性能：由于结构的变形而引起结构反应的非线性增加。 几何非线性 材料非线性 双重非线性 绪论 1.2稳定问题的基本概念 二阶弹性分析---几何非线性分析 求B点水平位移?和弹簧内力N 线性弹性分析（一阶理论） 或 非线性弹性分析（二阶理论） 在列结构平衡方程时，考虑结构小变形 或 由上式可见结构的总侧向刚度变成 即不仅与弹簧刚度有关了，且和竖向力P有关， P大，刚度变小 绪论 1.2稳定问题的基本概念 2、放大系数的概念 非线性分析中，