鋼樑承載力夠了,但是剛度不夠會出現什麼後果

2021-03-19 18:19:16 字數 4686 閱讀 6854

1樓:六零河

鋼樑承載強度夠了,但是剛度不夠,會讓鋼樑的撓度變大,就是鋼樑會出現變形。

2樓:匿名使用者

承載力足夠,則強度可以保證,滿足承載能力極限狀態計算規定,但是剛度不夠會導致較大的撓度,不滿足正常使用極限狀態驗算規定。另外對於鋼結構,還要驗算其穩定性是否滿足要求。

3樓:misshappy是我

但是剛度不夠會用鋼材製造的樑。廠房中的吊車樑和工作平臺樑、多層建築中的樓面樑、屋頂結構中的檁條等,都可以採用鋼樑。

剛度是指材料或結構在受力時抵抗彈性變形的能力。是材料或結構彈性變形難易程度的表徵。材料的剛度通常用彈性模量e來衡量。

在巨集觀彈性範圍內,剛度是零件荷載與位移成正比的比例係數,即引起單位位移所需的力。它的倒數稱為柔度,即單位力引起的位移。剛度可分為靜剛度和動剛度。

4樓:匿名使用者

撓度不滿足規範要求,出現過大的變形,導致不滿足使用要求,嚴重的會導致結構構件損壞。

簡述鋼樑的承載力,剛度和穩定性的要求

5樓:匿名使用者

鋼結構穩定設計的基本概念

2.1 強度與穩定的區別[2]

強度問題是指結構或者單個構件在穩定平衡狀態下由荷載所引起地最大應力(或內力)是否超過建築材料的極限強度,因此是一個應力問題。極限強度的取值取決於材料的特性,對混凝土等脆性材料,可取它的最大強度,對鋼材則常取它的屈服點。 穩定問題則與強度問題不同,它主要是找出外荷載與結構內部抵抗力間的不穩定平衡狀態,即變形開始急劇增長的狀態,從而設法避免進入該狀態,因此,它是一個變形問題。

如軸壓柱,由於失穩,側向撓度使柱中增加數量很大的彎矩,因而柱子的破壞荷載可以遠遠低於它的軸壓強度。顯然,軸壓強度不是柱子破壞的主要原因。

2.2鋼結構失穩的分類[1]

(1)第一類穩定問題或者具有平衡分岔的穩定問題(也叫分支點失穩)。完善直杆軸心受壓時的屈曲和完善平板中面受壓時的屈曲都屬於這一類。

(2)第二類穩定問題或無平衡分岔的穩定問題(也叫極值點失穩)。由建築鋼材做成的偏心受壓構件,在塑性發展到一定程度時喪失穩定的能力,屬於這一類。

(3)躍越失穩是一種不同於以上兩種型別,它既無平衡分岔點,又無極值點,它是在喪失穩定平衡之後跳躍到另一個穩定平衡狀態。區分結構失穩型別的性質十分重要,這樣才有可能正確估量結構的穩定承載力。隨著穩定問題研究的逐步深入,上述分類看起來已經不夠了。

設計為軸心受壓的構件,實際上總不免有一點初彎曲,荷載的作用點也難免有偏心。因此,我們要真正掌握這種構件的效能,就必須瞭解缺陷對它的影響,其他構件也都有個缺陷影響問題。另一方面就是深入對構件屈曲後效能的研究。

2.3鋼結構設計的原則

根據穩定問題在實際設計中的特點提出了以下三項原則並具體闡明瞭這些原則,以更好地保證鋼結構穩定設計中構件不會喪失穩定。

(1)結構整體佈置必須考慮整個體系以及組成部分的穩定性要求

目前結構大多數是按照平面體系來設計的,如桁架和框架都是如此。保證這些平面結構不致出平面失,需要從結構整體佈置來解決,亦即設計必要的支撐構件。這就是說,平面結構構件的出平面穩定計算必須和結構佈置相一致。

就如上述的2023年加拿大一停車場的屋蓋結構塌落,2023年土耳其某體育場看臺屋蓋塌落,這兩次事故都和沒有設定適當的文撐而造成出平面失穩。由平面桁架組成的塔架,基於同樣原因,需要注意杆件的穩定和橫隔設定之間的關係。

2)結構計算簡圖和實用計算方法所依據的簡圖相一致,這對框架結構的穩定計算十分重要[3].

目前任設計單層和多層框架結構時,經常不作框架穩定分折而是代之以框架柱的穩定計算。在採用這種方法時,計算框架柱穩定時用到的柱計算長度係數,自應通過框架整體穩定分析得出,才能使柱穩定計算等效於框架穩定計算。然而,實際框架多種多樣,而設計中為了簡化計算工作,需要設定一些典型條件。

gbjl7—88規範對單層或多層框架給出的計算長度係數 採用了五條基本假定,其中包括:「框架中所有柱子是同時喪失穩定的,即各柱同時達到其臨界荷載」。按照這條假定,框架各柱的穩定引數杆件穩定計算的常用方法,往往是依據一定的簡化假設或者典型情況得出的,設計者必須確知所設計的結構符合這些假設時才能正確應用。

在實際工程中,框架計算簡圖和實用方法所依據的簡圖不一致的情況還可舉出以下兩種,即附有搖擺拄的框架和橫樑受有較大壓力的框架。這兩種情況若按規範的係數計算,都會導致不安全的後果。所以所用的計算方法與前提假設和具體計算物件應該相一致。

(3)設計結構的細部構造和構件的穩定計算必須相互配合,使二者有一致性。

結構計算和構造設計相符合,一直是結構設計中大家都注意的問題。對要求傳遞彎矩和不傳遞彎矩的節點連線,應分別賦與它足夠的剛度和柔度,對桁架節點應儘量減少杆件偏心這些都是設計者處理構造細部時經常考慮到的。但是,當涉及穩定效能時,構造上時常有不同於強度的要求或特殊考慮。

例如,簡支樑就抗彎強度來說,對不動鉸支座的要求僅僅是阻止位移,同時允許在平面內轉動。然而在處理樑整體穩定時上述要求就不夠了。支座還需能夠阻止樑繞縱軸扭轉,同時允許樑在水平平面內轉動和樑端截面自由翹曲,以符合穩定分析所採取的邊界條件。

2.4鋼結構穩定設計特點 (1)失穩和整體剛度:現行規範通用的軸心壓桿的穩定計演算法是臨界壓力求解法和折減係數法。

(2)穩定性整體分析: 杆件能否保持穩定牽涉到結構的整體。穩定分析必須從整體著眼。

(3)穩定計算的其它特點:在彈性穩定計算中,除了需要考慮結構的整體性外,還有一些其他特點需要引起重視,首先要做的就是二階分析,這種分析對柔性構件尤為重要,這是因為柔性構件的大變形量對結構內力產生了不能忽視的影響,其次,普遍用於應力問題的迭加原理[4].在彈性穩定計算中不能應用。

簡述鋼樑承載力、剛度和穩定性的要求

6樓:豬豬將軍

影響鋼結構穩定

的因素主要有以下幾個:

(1)剛度對鋼結構的穩定承載力會產生影響。隨著剛度的增大穩定承載力也會提高。

(2)支承條件。因為支承條件不一樣,其約束程度也就不一樣。例如,固端樑樑端對樑的約束程度高,簡支樑樑端對樑的約束程度低,在其它條件相同的前提下,樑的內力分佈不一樣。

比方說,固端樑和簡支樑都承受跨中豎直向下的集中力作用,固端樑樑端存在負彎矩,下翼緣受壓,跨中存在正彎矩,上翼緣受壓;簡支樑在跨度範圍內,只有正彎矩,全跨範圍內都是上翼緣受壓,由鋼樑整體穩定的概念可知,鋼樑的整體失穩是由受壓翼緣的側向位移引起的,因此,固端樑的整體穩定效能和簡支樑的整體穩定效能是不一樣的。

(3)側向支撐系統。側向支撐能夠減少樑的平面外計算長度,提高梁的側扭剛度,因此,側向支撐的間距不同,樑的穩定承載能力不同,還有,樑的整體穩定是由受壓翼緣的側向位移引起的,要提高梁的整體穩定承載能力,主要就是要抑制受壓翼緣的側向位移,所以當側向支撐設定在樑的受壓翼緣平面內時,其效果是最好的。但是由於構造原因或者是施工方面的原因,側向支撐無法設定在受壓翼緣平面內,此時側向支撐的有效性必然會遭到不同程度的降低。

(4)截面形式和尺寸。現行的鋼結構設計中,用的比較多的有單軸對稱工字形截面樑、雙軸對稱工字形截面樑、箱形截面樑等,為了提高鋼樑的整體穩定承載能力,就是要提高鋼樑的側扭剛度,在上面

提到的三種截面形式的樑中,當截面面積差不多時,箱形截面樑的側扭剛度最大,其整體穩定承載能力也就最大。同一截面形式的樑,樑的截面尺寸越大,其整體穩定承載能力越大。

(5)樑所承受的荷載形式及荷載作用在樑截面上的位置。樑通常承受的荷載形式有純彎矩、集中荷載、均布荷載以及三種荷載形式的不同組合,因為樑的整體穩定破壞是由受壓翼緣的側向位移引起的,所以在荷載作用下樑的彎矩圖越不飽滿,樑的受壓區段越短,樑的穩定承載能力越大。在三種荷載單獨作用下,純彎矩作用時,樑的彎矩圖是飽滿的,均布荷載次之,集中荷載作用時最不飽滿,因此,純彎矩作用時,樑的穩定承載能力最小,均布荷載次之,集中荷載作用時樑的穩定承載能力最大。

還有,荷載在樑截面上的作用位置也會影響到樑的穩定承載能力,例如都是承受豎直向下的荷載作用,當荷載作用在截面剪心時,在樑發生屈曲的過程中,荷載不會改變樑的扭矩作用,樑的穩定承載能力不變;當荷載作用在截面剪心以上的位置時,在樑發生屈曲的過程中,荷載會使樑的扭矩作用增加,樑的穩定承載能力下降;當荷載作用在截面剪心以下的位置時,在樑發生屈曲的過程中,荷載會使樑的扭矩作用減少,樑的穩定承載能力提高。所以,在同一形式的荷載作用下,荷載作用在上翼緣時整體穩定臨界荷載最小,作用在剪心處時整體穩定臨界荷載次之,作用在下翼緣時整體穩定臨界荷載最大。

(6)截面的塑性發展情況,當受力進入彈塑性階段以後,彈性模量會降低,抗扭剛度會下降,所以塑性發展越充分,穩定效能越差。

(7)鋼材的效能,樑所用鋼材的效能越好,樑的穩定承載能力就越大。

(8)節點剛度也是影響穩定承載力的一個重要因素,節點剛度在某個範圍稍有增加就會對穩定承載力產生顯著地影響,在範圍外則變化不明顯,具體對穩定承載力產生顯著影響的範圍要視結構體系而定。

(9)初始幾何缺陷。鋼結構中鋼樑和鋼柱的初始幾何缺陷一般包括構件的初始彎曲,初始扭轉與荷載初偏心等。由於構件總是存在一些初始幾何缺陷,在穩定分析中,已經比較普遍地作為不可忽視的因素加以考慮,不過不同的構件或結構對缺陷的敏感程度不同,對於某些情況,缺陷的影響是可以忽略不計的。

例如,就樑的整體穩定性來說,在幾何缺陷對構件的承載力影響中,荷載初始偏心最為不利。初始彎曲和初始扭轉也起不利作用,但不一定會和荷載初始偏心同向疊加。

(10)初始力學缺陷。對工字型截面樑進行焊接,在焊件上產生區域性高溫的不均勻溫度場,高溫區的鋼材會發生較大程度的膨脹伸長,但受到相鄰鋼材的約束,從而在焊件內引起較高的溫度應力,並在焊接過程中,隨時間和溫度而不斷變化,稱其為焊接應力,焊接應力較高的部位,甚至將達到鋼材的屈服強度而發生塑性變形,因而鋼材冷卻後將有殘存於焊件內的應力,稱為焊接殘餘應力。在冷卻過程中,鋼材由於不能自由收縮,而受到拉伸,使焊縫區產生縱向拉應力。

這種力學缺陷也會對鋼結構的穩定承載力產生影響。

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