【结构稳定理论概念问题(考试)】.doc

结构稳定理论基本概念1. 下图中，小球的三种平衡分别称为 稳定 平衡状态， 随遇/中性 平衡状态和 不稳定 平衡状态。2. 什么是结构的第一类稳定问题（分支点失稳），什么是结构的第二类稳定问题（极值点失稳）？两者最明显的区别是什么？第一类稳定问题：失稳前后平衡形式发生变化的失稳现象。第二类稳定问题：失稳前后变形形式不发生变化的失稳现象。划分：按照结构或构件在失稳前后变形形式是否发生质变。特征：第一类稳定-结构在失稳前后的变形产生了性质上的改变，即原来的平衡形式不稳定后，可能出现与原来平衡形式有本质区别的新平衡形式，这种改变是突然性的。第二类稳定-结构在失稳前后变形的性质不变，只是原来的变形大大发展直到破坏，不会出现新的变形形式。3. 判断结构平衡的稳定性准则有哪些？静力准则、能量准则、动力准则4. 什么是静力准则？处于平衡的结构体系，收到微小扰动力后，若在体系上产生正恢复力，当扰动除去后结构恢复到原来的平衡位置，则平衡是稳定的；若产生负恢复力，则平衡是不稳定的；若不产生任何作用力，则体系处于中性平衡，处于中性平衡状态的荷载即临界荷载。（静力法只能求解临界荷载，不能判断结构平衡状态的稳定性）5. 什么是能量准则？当，则总势能是增加的（为最小值），说明初始平衡位置是稳定的；当，则总势能是减少的（为最大值），说明初始平衡位置是不稳定的；当，则总势能保持不变，说明初始平衡位置是中性平衡的。6. 什么是动力准则？处于平衡状态的结构体系，受到微小扰动，然后放松，若体系在原平衡位置附近震动，则体系的平衡是稳定的。振动频率将随压力增加而减小，当压力达到某一临界值（临界荷载）时，频率为零且振动无界，则平衡是中性的。7. 结构稳定性问题与强度问题的主要区别是什么？稳定问题：属于整个结构或构件的变形问题，弹性稳定承载力取决于结构或构件的刚度。强度问题：某一截面或某一点上的应力问题，按强度计算的承载力取决于截面上的应力和材料的强度。8. 在结构分析中，何谓一阶分析，何谓二阶分析？一阶分析：针对未变形的结构来分析其平衡，不考虑变形对外力效应的影响。二阶分析：针对已变形的结构来分析其平衡。9. 对于结构稳定问题，叠加原理是否还适用？为什么？稳定问题不能应用叠加原理。应用叠加原理应满足两个条件：材料符合胡克定律，即应力与应变成正比；荷载（内力）-变形呈线性关系。10. 对于受压简支梁，利用能量法求解时，荷载所作的功W= 。11. 对于结构稳定问题，利用近似方法估计的临界荷载值是偏大、偏小，还是不能确定。为什么？偏大。用能量法求解所得临界荷载比精确值高，因为假定的曲线不是真实曲线，相当于增加了约束。12. 轴心受压杆件整体失稳形式主要取决于哪些因素？主要取决于截面的形状、几何尺寸、杆件长度、杆端的连接条件等因素。13. 什么是截面的剪切中心（扭转中心或弯曲中心）？杆件弯曲时，截面切应力合力作用点通过的位置。14. 轴心受压杆件的承载力是由什么条件（因素）决定的？轴心受压杆件的承载力是由稳定条件决定的，即满足整体稳定和局部稳定。15. 圆形截面自由扭转时，其截面将会发生什么样的改变？截面绕杆件轴线转动，保持平面。16. 非圆形截面自由扭转时，其截面将会发生什么样的改变？截面除绕杆件轴线转动外，截面上各点还会发生不同的轴向位移而使截面出现凹凸，即翘曲。17. 窄长矩形截面长边为b，短边为t，其截面的扭转惯性矩（扭转常数）为 18. 窄长矩形组合截面，长边分别为bi，短边为ti；那么，其整个截面的扭转惯性矩（扭转常数）为 19. 试画出双轴对称工字形截面扭转时的剪力流。20. 非圆形截面自由扭转的特点是什么？截面翘曲相同、没有正应力。自由扭转时，杆件的所有纵向纤维不发生弯曲而保持直线，因此杆件不发生弯曲变形。21. 非圆形截面约束扭转的特点是什么？沿杆件轴线各个截面的翘曲不相同，杆件的纵向纤维将发生拉伸或压缩变形，并且两相邻截面间各纵向纤维拉伸或压缩变形不同，各纤维的正应力也不同，因而杆件发生弯曲变形。22. 什么是翘曲正应力？截面上产生的纵向正应力。23. 什么是翘曲切应力？与翘曲正应力平衡的切应力。24. 在约束扭转时，外加扭矩要与 截面自由 扭转扭矩和 翘曲 扭矩平衡。25. 在轴心压力作用下，截面形心和剪切中心（弯心）重合的杆件有可能出现 扭转 屈曲。26. 在轴心压力作用下，截面形心和剪切中心（弯心）不重合的杆件可能出现 弯扭 屈曲。27. 对于任何单轴对称轴心受压杆件，在计算对称轴的稳定性时，主要应该考虑杆件的 屈曲，而不是 弯扭 屈曲。28. 对于理想的无缺陷压弯杆件，其弯扭失稳属于 第一类 稳定问题，即 分支点 失稳；但实际杆件却是 极值点 失稳。29. 在压弯杆件中，不考虑轴力及纵向弯曲变形影响的弯矩称为 一阶 弯矩，考虑轴力及纵向弯曲变形影响的弯矩称为 二阶 弯矩。30. 在钢结构稳定设计中，所有荷载作用下的压弯杆件，均等效成两端等弯矩作用的压弯杆件来计算，等效的原则是 保持二阶弯矩最大值不变。 以下下问题书上没有明确答案 31. 试解释：一压杆两端受到沿轴线方向的压力作用时，随着压力的慢慢增加，为什么会突然会发侧向弯曲变形？32. 试解释：一梁在最大刚度对称平面内作用弯矩时，随着弯矩的增加，为什么会突然会发生侧向弯曲变形？33. 试扼要、准确地叙述能量法（瑞利-里兹法或迦辽金法）计算工形截面弯扭屈曲临界荷载的全过程。34. 双轴对称工字形截面扭转时,翼缘上最大翘曲切应力发生在什么位置？35. 一梁在对称平面内作用弯矩时，随着弯矩的增加，突然发生侧向弯曲变形。这是什么现象？属于平衡分支点失稳还是极值点失稳？梁的弯扭失稳或弯扭屈曲现象。理想情况下，属于第一类稳定问题，即分支点失稳。但实际梁在弯曲平面内和平面外都存在几何缺陷或荷载初始偏心，梁一受弯就会产生侧扭变形，实际梁的失稳属于极值点失稳。36. 试说明预制混凝土形截面简支梁桥，其梁间横隔板的主要作用。作为侧向支撑，减小梁受压翼缘的侧向自由长度（即梁的跨度），增加梁的侧向