一級結(jié)構(gòu)師專業(yè)輔導(dǎo):鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計及應(yīng)用

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自進入20世紀90年代以來,我國鋼結(jié)構(gòu)建筑的發(fā)展十分迅速,特別是一些代表城市標志性高層建筑的建成,為鋼結(jié)構(gòu)在我國的發(fā)展揭開了新的一頁。如世界第三高的上海88層、高420m的金茂大廈業(yè)已竣工,現(xiàn)已投入運營。保證結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的穩(wěn)定,是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中極其重要的內(nèi)容。《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》很大一部分條文都和穩(wěn)定問題有關(guān)。遵循這些條文的規(guī)定,對防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故當然是必不可少的。然而,僅按規(guī)范條文來處理穩(wěn)定問題還很不夠。設(shè)計者需要對條文的規(guī)定有一定深度的理解,通曉各種因數(shù)對結(jié)構(gòu)和構(gòu)件穩(wěn)定性能的影響本文介紹鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的一些基本概念,以求從事鋼結(jié)構(gòu)工程的人員對鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的特點建立起明確概念。
    喪失穩(wěn)定一直是鋼結(jié)構(gòu)破壞的主要原因之一。在鋼結(jié)構(gòu)發(fā)展的初期階段,1907年發(fā)生過加拿大魁北克大橋在施工中破壞的事故,9000t鋼結(jié)構(gòu)全部墜入河中并使75名工人不幸喪失。事故的原因是當時對綴條式組合壓桿的穩(wěn)定性能缺乏理解,構(gòu)件的截面積很大(5400cm)而綴條相對過弱(L102*75*905)。現(xiàn)在,將近過了一個世紀,穩(wěn)定設(shè)計的理論和實際都已取得很大進展,一般構(gòu)件的穩(wěn)定設(shè)計都已有依據(jù)可循,鋼結(jié)構(gòu)因失穩(wěn)而發(fā)生的事故卻依然不斷出現(xiàn)。
    鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的基本概念
    綜觀失穩(wěn)事故發(fā)生的原因,不外乎兩類情況:一類屬于設(shè)計者對結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的穩(wěn)定性能不夠清楚,對如何保證結(jié)構(gòu)穩(wěn)定缺少明確概念,造成一般性結(jié)構(gòu)設(shè)計中不應(yīng)有的薄弱環(huán)節(jié);另一類是屬于新型結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的新問題,工程界和學術(shù)界對此未加以研究,致使設(shè)計帶來隨意性,難免發(fā)生事故。這兩類情況,應(yīng)該分別從兩個方面來解決:一是使從事鋼結(jié)構(gòu)工程的人員都對保證鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的重要性和影響結(jié)構(gòu)失穩(wěn)的各種因素具有明確概念,首先是穩(wěn)定設(shè)計的基礎(chǔ)概念要十分
    穩(wěn)定問題的可靠性研究
    際結(jié)構(gòu)由于存在各種各樣的隨機缺陷的影響,與理想結(jié)構(gòu)存在差異。對于缺陷敏感性結(jié)構(gòu),缺陷可能會造成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的急劇下降,所以有必要考慮隨機參數(shù)的影響,引入可靠度分析方法,進行穩(wěn)定問題的可靠性研究。
    結(jié)論
    鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計具有和應(yīng)力問題(即強度問題)不同的許多特點。熟悉這些特點對從事鋼結(jié)構(gòu)工作的工程技術(shù)人員來說是十分有益的。本文結(jié)合穩(wěn)定設(shè)計中遇到的實際問題概括各個問題的特點。深入理解這概念有助于設(shè)計出即能保證穩(wěn)定而又經(jīng)濟合理的結(jié)構(gòu)。