鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件由于材料強(qiáng)度高,所用截面相對較小,也就最容易產(chǎn)生失穩(wěn)。鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)主要發(fā)生在其最基本的軸心受壓構(gòu)件、壓彎構(gòu)件和受彎構(gòu)件,因此在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中保證其構(gòu)件不喪失穩(wěn)定極為重要。
鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的失穩(wěn)分兩類:喪失整體穩(wěn)定性和喪失局部穩(wěn)定性。兩類失穩(wěn)形式都將影響結(jié)構(gòu)或構(gòu)造的正常承載和使用或引發(fā)結(jié)構(gòu)的其他形式破壞。
影響結(jié)構(gòu)構(gòu)件整體穩(wěn)定的主要原因:
(1)構(gòu)件設(shè)計(jì)的整體穩(wěn)定不滿足影響構(gòu)件整體穩(wěn)定最主要的參量為長細(xì)比,應(yīng)注意截面兩個主軸方向的計(jì)算長 度可能有所不同,以及構(gòu)件兩端實(shí)際支撐情況與采用的理想支撐情況間的差別。
(2)構(gòu)件的各類初始缺陷在構(gòu)件的穩(wěn)定分析中,各類初始缺陷對其極限承載力的 影響比較顯著。這些初始缺陷主要包括初彎曲、初偏心(軸壓構(gòu)件)、熱軋和冷加工產(chǎn)生的殘余應(yīng)力和殘余變形及其分布、焊接殘余應(yīng)力和殘余變形等。
(3)構(gòu)件受力條件的改變鋼結(jié)構(gòu)使用荷載和使用條件的改變,如超載、節(jié)點(diǎn)的破 壞、溫度的變化、基礎(chǔ)的不均勻沉降、意外的沖擊荷載、結(jié)構(gòu)加固過程中計(jì)算簡圖的改變等,引起受壓構(gòu)件應(yīng)力增加,或使受拉構(gòu)件轉(zhuǎn)變?yōu)槭軌簶?gòu)件,從而導(dǎo)致構(gòu)件整體失穩(wěn)。
(4)施工時支撐體系不夠在結(jié)構(gòu)的安裝過程中,由于結(jié)構(gòu)并未完全形成一個設(shè)計(jì) 要求的受力整體或其整體剛度較弱,因而需要設(shè)置一些臨時支撐體系來維持結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的整體穩(wěn)定。若臨時支撐體系不完善,輕則會使部分構(gòu)件喪失整體穩(wěn)定,重則造成整個結(jié)構(gòu)的倒塌或傾覆。
導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件局部失穩(wěn)的主要原因:在鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件設(shè)計(jì),特別是組合截面構(gòu)件的設(shè)計(jì)中,當(dāng)規(guī)范規(guī)定的板件局部穩(wěn)定的要求不滿足時,如工形、槽形等截面的翼緣的寬厚比和腹板的高厚比大于限值等,易發(fā)生局部失穩(wěn)e而對其腹板從節(jié)約鋼材的角度出發(fā),應(yīng)盡量取薄一點(diǎn),并通過設(shè)置加勁肋的方法加強(qiáng)其局部穩(wěn)定。
(1)局部受力部位加勁構(gòu)造措施不合理當(dāng)在構(gòu)件的局部受力部位,如支座、較大集 中荷載作用點(diǎn),沒有設(shè)支撐加勁肋,使外力直接傳給較薄的腹板而產(chǎn)生局部失穩(wěn)。構(gòu)件運(yùn)輸單元的兩端以及較長構(gòu)件的中間如沒有設(shè)置橫隔,截麗的幾何形狀不變難以保證且易喪失局部穩(wěn)定性。
(2)吊裝時吊點(diǎn)位置選擇不當(dāng)在吊裝過程中,由于吊點(diǎn)位置選擇不當(dāng)會造成構(gòu)件 局部較大的壓應(yīng)力,從而導(dǎo)致局部失穩(wěn)。所以鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時,圖紙應(yīng)詳細(xì)說明正確的起吊方法和吊點(diǎn)位置。