建筑钢结构的稳定设计研究.doc

建筑钢结构的稳定设计研究 建筑钢结构的稳定性设计探讨 摘要：钢结构由于强度高、自重轻、抗震性能好和材料可回收等诸多优点而被广泛应用到现代建筑工程中。稳定的钢结构设计对建筑物的安全和使用寿命起着至关重要的作用。本文对钢结构失稳形式、建筑钢结构的稳定性设计进行了分析,并对钢结构的稳定性设计原则和应注意的问题进行了探讨。 关键词：建筑钢；结构设计；稳定；探讨 abstract:thesteelstructurebecauseofhighstrength,lightweight,goodantiseismicandmaterialcanberecycled,hispaper,thesteelstructureinstabilityforms,constructionsteelstructurestabilitydesignareanalyzed,andthestabilityofthesteelstructuredesignprincipleandtheattentionproblemswerediscussed. keywords:buildingsteel;structuredesign;stability;explore ：tu391：a： 1钢结构失稳形式 钢结构失稳形式存在多样性外，还应了解下列四个方面的特点： （1）稳定问题要考虑构件及结构的整体作用；（2）稳定计算要按 对建筑钢结构设计的研究 摘要：随着我国国民经济和科学技术的发展，钢结构建筑已逐渐成为一种较为普遍的建筑结构形式，在工业、民用建筑中都得到了较广泛的运用，设计与施工的好坏直接决定着建筑结构的质量。本文对钢结构设计中应注意的几个要点问题进行简要的分析和讨论。 关键词：钢结构；设计；要点 一、钢结构设计的原则 稳定性是钢结构设计中的一个突出问题，在各种类型的钢结构设计中，都会遇到稳定问题。钢结构中的稳定问题也是钢结构设计中亟待解决的主要问题，一旦出现钢结构的失稳事故，不但对经济造成严重的损失，甚至会造成人员的伤亡，这方面的教训也很多。所以我们在钢结构设计中，一定要把好这一关。目前，钢结构中出现的失稳事故大多是由于设计者的经验不足，对结构及构件的稳定性能不够清楚，对如何保证结构稳定缺少明确的认识，造成结构设计中出现不应有的薄弱部位。因此，在设计中应该明确钢结构稳定的一些基本概念，才能更好地处理钢结构的稳定问题。钢结构稳定设计应遵循以下3项基本原则： 1.结构整体布置必须考虑整个体系以及各组成部分的稳定性要求 目前,结构大多数是按照平面体系来设计的，如桁架、框架都是如此。保证这些平面结构不出现平面失稳，需要从结构整体布置来考虑，即必须设置必要的支撑构件。也就是说,结构构件的平面内和平面外的稳定计算必须和结构布置相一致。 2.结构计算简图和实用计算方法所依据的简图相一致 目前设计单层和多层框架结构时，经常不进行框架稳定分析而是代之以框架柱的稳定计算。在采用这种方法时，计算框架柱稳定时用到的柱计算长度系数应通过框架整体稳定分析得出，这样才能使柱稳定计算等效于框架稳定计算。然而，实际框架多种多样，而设计中为了简化计算工作，需要设定一些典型条件。按照这些假定，框架各柱的稳定参数及杆件稳定计算的常用方法，往往是依据一定的简化假设或者典型情况得出的，设计者必须明确所设计的结构符合这些假设时才能正确应用。 3.结构的细部构造和构件的稳定计算必须相互配合,使二者具有一致性 结构计算和构造设计相符合，一直是结构设计中大家都十分关注的问题。对要求传递弯矩和不传递弯矩的节点连接，应分别赋予它足够的刚度和柔度，对桁架节点应尽量减少杆件偏心，这些都是设计者处理构造细部时经常考虑到的。但是，当涉及稳定性能时；构造上时常有不同于强度的要求或特殊考虑。例如，简支梁就抗弯强度来说，对不动铰支座的要求仅仅是阻止位移，同时允许在平面内 钢结构的稳定性设计研究 关键词钢结构；设计；稳定性；强度；原则； 引言 稳定性是钢结构工程中需要重点考虑的内容之一，现实生活中因钢结构失稳造成的工程事故案例也比较多，如美国哈特福特城的体育馆平面92m110m的网架结构，突然于1978年坠落地面，原因是由于压杆屈曲失稳;1988年我国也曾经发生13.2m18.0m钢网架因腹杆稳定不足在施工过程中塌落的事故；xx年1月3日下午，昆明新机场38m钢结构桥跨突然垮塌，造成7人死亡、8人重伤、26人轻伤，原因是桥下钢结构支撑体系突然失稳，8m高的桥面随即垮塌下来。从上述案例可以看出，钢结构失稳破坏的原因通常是其结构设计不合理，存在结构设计缺陷所致，要从根本上杜绝此类事的发生，钢结构稳定性设计是关键。 1、钢结构稳定性的基本概念分析 (1)稳定与强度的不同之处。 所谓强度问题，指的是在稳定平衡状态下的单个构件或者结构，施加外荷载而引发的最大应力时，是否突破了建筑材料的极限强度，从这个角度来讲，是一个应力问题。稳定问题则与之有着很大的区别，稳定问题的重点在于找出结构内部抵抗力与外部荷载间的不稳定平衡状态，主要包括变形开始急剧上升的状态，并使自身尽量避免进入该状态区域。由以上的分析可知，稳定问题属于变形问题。 (2)钢结构失稳的类型。 第一类钢结构稳定问题也叫做平衡分岔的稳定问题，也被称为分支点失稳。例如，完善平板中面受压时的屈曲以及完善直杆轴心受压时的屈曲，都可以归入此类中。第二类钢结构稳定问题也叫做无平衡分岔的稳定问题，也被称为极值点失稳。例如，一些材料为建筑钢材的偏心受压构件，当其塑型发展到某种程度时，就会失去稳定的能力。跃越失稳：这种失稳类型明显不同于以上所提及的两种类型，跃越失稳既没有极值点，也不存在平衡分岔点，而是在稳定平衡丧失之后接