一般地說,失穩(wěn)與構件承受壓力有關,因為在壓力作用下,桿件會發(fā)生局部屈曲而導致構件的承載能力降低或全部喪失。一個夸張的例子能形象地說明這個現象,一根繩子,不論多么細,總能承受一定的抗力,但繩子不能承受任何壓力,稍一施壓,繩子便彎曲失穩(wěn)了。受壓失穩(wěn)的現象也同樣發(fā)生在柱與梁等結構構件上。
1.柱:壓縮失穩(wěn)
a. 短柱 短柱(假定不發(fā)生失穩(wěn))強度為
Nf=Afy (1-2)
Nf---短柱承載能力
A----柱面積
fy---材料的屈服強度
b. 長柱
由于長,柱在壓力N作用下會產生彎曲變形,因此柱不但受壓而且受彎。使桿件彎曲的荷載效應叫做彎矩。彎矩的大小等于力乘上一個相關的距離。在長柱受壓的情況中,彎矩等于力N乘以相應的撓度,在跨中截面彎矩M=N×δ。當N增加時,撓度δ增大,從而M也增大。當N增至其臨界值NE時,M也增加到相應的值。在NE和M的共同作用下,柱子處在失穩(wěn)的平衡點上,任一微小的外界影響都會導致柱子失穩(wěn)。NE被稱為臨界力,兩端鉸支的彈性柱的臨界力NE為:
NE=π2EI/L2 (1-3)
式中π=3.1416圓周率,E-材料的彈性模量
I-截面慣性矩僅與截面大小和形狀有關
L-柱子長度
柱子愈長,NE愈小,柱子愈短,NE愈大,當L小到某值使得NE大于或等于Nf時,則稱柱子為短柱,短柱不會發(fā)生失穩(wěn)破壞。由上式可見,NE與屈服強度fy無關,與彈性模量(變形模量)E有關。對于長柱,當荷載達到臨界力時,對應的截面上的應力一般都小于fy。
也就是說 NE<Nf
1.柱:壓縮失穩(wěn)
a. 短柱 短柱(假定不發(fā)生失穩(wěn))強度為
Nf=Afy (1-2)
Nf---短柱承載能力
A----柱面積
fy---材料的屈服強度
b. 長柱
由于長,柱在壓力N作用下會產生彎曲變形,因此柱不但受壓而且受彎。使桿件彎曲的荷載效應叫做彎矩。彎矩的大小等于力乘上一個相關的距離。在長柱受壓的情況中,彎矩等于力N乘以相應的撓度,在跨中截面彎矩M=N×δ。當N增加時,撓度δ增大,從而M也增大。當N增至其臨界值NE時,M也增加到相應的值。在NE和M的共同作用下,柱子處在失穩(wěn)的平衡點上,任一微小的外界影響都會導致柱子失穩(wěn)。NE被稱為臨界力,兩端鉸支的彈性柱的臨界力NE為:
NE=π2EI/L2 (1-3)
式中π=3.1416圓周率,E-材料的彈性模量
I-截面慣性矩僅與截面大小和形狀有關
L-柱子長度
柱子愈長,NE愈小,柱子愈短,NE愈大,當L小到某值使得NE大于或等于Nf時,則稱柱子為短柱,短柱不會發(fā)生失穩(wěn)破壞。由上式可見,NE與屈服強度fy無關,與彈性模量(變形模量)E有關。對于長柱,當荷載達到臨界力時,對應的截面上的應力一般都小于fy。
也就是說 NE<Nf