46板讲义件的稳定和屈曲后强度的利用

格构式压弯构件的设计单肢计算弯矩绕虚轴：分别计算两分肢的轴压力，然后按轴心受压构件验算其稳定性；单肢1 N1 M x Nz2 a a 单肢2 构件平面外的稳定及设计实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定实用计算公式 M cr i0 N Ey N（均匀弯曲）N Ey N cr N N cr M2 0 2 i0 y N 2 N N1 注意不同方向的计算长度系数 N M2 1 N Ey M 2 1 N cr N N M 1 （简化成直线） N Ey M cr 普通工字形构件的扭转屈曲荷载均大于绕弱轴的弯曲屈曲荷载；个别开口的冷弯薄壁型钢构件例外；构件平面外的稳定及设计实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定实用计算公式实用计算公式的产生格构式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定性弯矩绕虚轴：由单肢的稳定性保证；弯矩绕实轴：按箱形截面平面外稳定性计算,φy 按换算长细比计算,φb取1.0 ,弯矩项乘以η =0.7 ； N M 1 N Ey M cr N M21 N Ey M2 1 N cr N y N Ey / N 1 M N tx xf yA bW1x y 弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，对闭口截面 b 1.0 所计算构件段范围内的最大弯矩截面影响系数，闭口截面取0.7，其它截面1.0 等效弯矩系数，应按相关规定采用 b Mx tx 板件的局部稳定及屈曲后强度与计算构件的局部稳定计算轴心受压构件的板件屈曲（宽厚比，长细比）受弯构件的板件屈曲（翼缘，腹板及加劲肋）压弯构件的板件屈曲（宽厚比，长细比）板件屈曲后强度及应用 11板件的局部屈曲结构中存在构件的失稳问题构件中存在板件的失稳问题截面形式：工形截面，箱形截面，十形截面等；荷载作用条件：均匀受压，纯弯矩，纯剪作用，压弯组合，压弯剪组合；边界条件：面外位移边界条件（挠度，转角），面内位移边界条件；板件的局部屈曲构件中板件屈曲时的相互作用问题（板组结构）：工形截面，箱形截面等；允许局部屈曲与不允许局部屈曲的构件设计方法：（1）轻钢构件，如焊接门式刚架结构及冷弯薄壁型钢结构等；（2）承受动力荷载或耗能的构件或重型钢结构；板件局部屈曲、局部屈曲后强度利用及设计方法：轴心受压构件，偏压构件，梁等梁腹板加劲肋的设计原则：横向与纵向加劲肋四边简支板的屈曲应力板件的弹性屈曲与弹塑性屈曲crx K 2 E t 12 1 2 b 2 均匀受压板的屈曲系数三边简支一边自由板的屈曲应力 k 2E t cr ,1 12 1 2 b1b k 0.425 a 2 1 2 纯弯曲作用下的屈曲应力（规范规定） 2 a t b1 规范考虑残余应力的影响（三公式）：塑性范围，弹塑性过渡范围，弹性范围(来源于澳洲规范 cr f b 0.85 （考虑残余应力的影响，由1缩小到0.85） cr [1 0.75( b 0.85] f 0.85 b 1.25 (按 f p 0.6 f y 并略做调整 cr f y / b 2 b 1.25 tw x y t h0 12工形截面梁腹板在纯剪应力作用下的屈曲应力在横向压力作用下腹板屈曲应力（决定是否设置横向加劲肋？）考虑翼缘嵌固影响的腹板屈曲应力（在塑性、弹塑性、弹性范围，由规范给定） cr f cr [1 0.59 s0.8] f cr 1.1 f / h0tw 41 4 5.34 h0 / a 2 s 0.8 0.8 s1.2 2 s s 1. 2 s f vy fy 235 s s 是受剪腹板的通用高厚比，定义如下a / h0 1.0 cr s h0tw 41 5.34 4 h0 / a 2 fy 235 a / h0 1.0工形截面梁腹板在局部压应力作用下的屈曲在横向压力作用下腹板屈曲板件屈曲后的强度利用板件屈曲后性能（非加载边保持直线，但可以横向自由移动）考虑翼缘嵌固影响的腹板屈曲应力 c,cr f , c 0.9 c ,cr [10.79 c 0.9 ] f , 0.9 c 1.2 c,cr 1.1 f / c2 , c 1.2 h0 / tw 28 10.9 13.4 1.83 a / h0 3 x 腹板局部承压的通用高厚比c fy 235 , 0.5 a / h0 1.5 y y c h0 / t w 28 1.89 5a / h0 fy 235 , 1.5 a / h0 2.0 x 面内边界条件对板件局部屈曲后强度的影响非加载边的三种边界条件面内固定；面内自由，但保持直线；面内完全自由 GB50017规范对梁腹板抗剪承载力的计算公式（腹板屈曲后的极限承载力）： (s 0.8 Vu hwtw f v [1 0.5(s 0.8] (0.8 s 1.2 Vu hwtw f v Vu hwtw f v s 1.2 P Pcr s 1.2 a b c 1.0 y x , 13GB50017规范对梁抗弯承载力的计算是按照梁腹板的有效高度进行计算，近似公式为梁腹板在承受剪应力与弯曲正应力的屈曲后强度计算梁腹板承受弯剪联合作用下，在腹板不屈曲的情况下其相关性较弱当边缘正应力达到屈服点时，工字形截面焊接梁的腹板还可承受剪力 0.6Vu 在剪力不超过 0.5Vu 时，腹板抗弯屈曲后强度不下降 M eu x eW x f 规范将工字形截面焊接梁屈曲后承载力表达为如下相关方程 e Ix hc 梁截面模量考虑腹板有效高度的折减系数按梁截面全部有效算得的绕z轴的惯性矩按梁截面全部有效算得的腹板受压区高度 e 1 (1 hc3t w 2I x M Mf V 0.5V 1 M M 1 u eu f M f 梁两翼缘所承担的弯矩设计值 2 x 梁截面塑性发展系数腹板受压区有效高度系数；按下列公式计算 M 梁同一截面上同时产生的弯矩设计值 V 梁同一截面上同时产生的剪力设计值 M eu Vu 梁抗弯和抗剪设计值腹板在剪力与弯矩联合作用下的相关承载力（极限承载力） 2 M Mf V 0.5V 1 M M 1 u eu f 谢谢！ 14。

建筑结构强度与稳定性分析建筑结构的强度和稳定性是设计和施工过程中最重要的考虑因素之一。

只有确保建筑物的结构具有足够的强度和稳定性，才能确保建筑物在使用过程中的安全性和可靠性。

因此，在进行建筑结构设计和分析时，强度和稳定性分析是必不可少的步骤。

一、强度分析建筑结构的强度分析主要是为了确定结构的抗力能力是否足够，是否能够承受设计荷载而不发生破坏。

强度分析的过程可以通过以下几个步骤来实现：1. 结构材料的性能分析：不同材料具有不同的强度和刚度特性，因此需要对选定的结构材料进行性能测试和分析，以确定其强度参数。

常见的结构材料包括钢筋、钢材、混凝土等。

2. 荷载分析：荷载是指作用在建筑物上的外部力，如重力荷载、风荷载、地震荷载等。

强度分析的关键是确定不同类型荷载的大小和作用方向，以及它们对建筑结构的影响。

3. 结构模型建立：建筑结构可以用各种模型进行简化和近似。

常见的结构模型包括弹性模型、刚塑性模型等。

根据具体情况选择合适的结构模型，并建立相应的数学方程。

4. 应力分析：通过建立结构的数学模型，可以计算出结构中各部位的内应力分布情况。

应力分析可以确定结构中的薄弱区域，并根据计算结果进行必要的加固处理。

5. 破坏准则：破坏准则是用来衡量结构是否达到破坏的标准。

常见的破坏准则包括极限状态设计（Ultimate Limit State, ULS）和使用状态设计（Serviceability Limit State, SLS）。

二、稳定性分析建筑结构的稳定性分析主要是为了确定结构在承受外部荷载时是否会产生不稳定和倾覆现象。

稳定性分析的过程可以通过以下几个步骤来实现：1. 建筑结构类型分析：不同类型的建筑结构在稳定性分析上有不同的考虑因素。

常见的结构类型包括框架结构、悬臂结构、拱结构等。

根据结构类型的不同，选择合适的稳定性分析方法。

2. 结构稳定性计算：结构稳定性计算是为了确定结构在承受荷载时是否会失去稳定性。

常见的稳定性计算方法包括屈曲分析、扭转分析等。

《钢结构基本原理》作业判断题2、钢结构在扎制时使金属晶粒变细，也能使气泡、裂纹压合。

薄板辊扎次数多，其性能优于厚板。

正确错误答案：正确1、目前钢结构设计所采用的设计方法，只考虑结构的一个部件，一个截面或者一个局部区域的可靠度，还没有考虑整个结构体系的可靠度.答案：正确20、柱脚锚栓不宜用以承受柱脚底部的水平反力，此水平反力应由底板与砼基础间的摩擦力或设置抗剪键承受。

答案：正确19、计算格构式压弯构件的缀件时，应取构件的剪力和按式计算的剪力两者中的较大值进行计算。

答案：正确18、加大梁受压翼缘宽度，且减少侧向计算长度，不能有效的增加梁的整体稳定性。

答案：错误17、当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载，且该处又未设置支承加劲肋时，则应验算腹板计算高度上边缘的局部承压强度。

答案：正确16、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，所以缀条应按拉杆来进行设计。

答案：错误15、在焊接连接中，角焊缝的焊脚尺寸愈大，连接的承载力就愈高.答案：错误14、具有中等和较大侧向无支承长度的钢结构组合梁，截面选用是由抗弯强度控制设计，而不是整体稳定控制设计。

答案：错误13、在主平面内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截面弹性核心几乎完全消失，出现塑性铰时来建立的计算公式。

答案：错误12、格构式轴心受压构件绕虚轴稳定临界力比长细比相同的实腹式轴心受压构件低。

原因是剪切变形大，剪力造成的附加绕曲影响不能忽略。

答案：正确11、轴心受力构件的柱子曲线是指轴心受压杆失稳时的临界应力与压杆长细比之间的关系曲线。

答案：正确10、由于稳定问题是构件整体的问题，截面局部削弱对它的影响较小，所以稳定计算中均采用净截面几何特征。

答案：错误9、无对称轴截面的轴心受压构件，失稳形式是弯扭失稳。

答案：正确8、高强度螺栓在潮湿或淋雨状态下进行拼装，不会影响连接的承载力，故不必采取防潮和避雨措施。

答案：错误7、在焊接结构中，对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明，1级可以不在结构设计图纸中注明。

重新定义屈曲后的强度重新定义屈曲后的强度1. 引言在材料科学和工程领域，强度是评估材料性能和可靠性的重要指标之一。

通常，材料的强度会在受力时发生屈曲，这被视为材料失去其原始形状并导致严重变形的过程。

然而，近年来，随着科技的进步和研究手段的探索，对屈曲后强度的重新定义引起了人们的关注。

本文将探讨屈曲后强度的概念，以及与其相关的研究成果和观点。

2. 屈曲后的强度传统上，材料的强度是指材料在受力前的最大承载能力。

在这种定义下，当材料受到较大的力时，会发生屈曲，其中包括塑性变形和弹性变形。

然而，近期的研究表明，屈曲后的强度可以重新定义为材料在经历了屈曲后仍能够承受的最大力。

这种定义下的屈曲后强度更加符合材料在实际使用情况下的性能表现。

3. 相关研究和观点一些研究表明，屈曲后的强度与材料的结构和形状有关。

在纳米材料中，其屈曲后的强度可能会显著提高，这是由于纳米结构引起的强化效应。

一些学者还认为，屈曲后的强度可以通过调整材料的成分和处理方法来改变，进一步提高材料的性能和可靠性。

4. 实验方法和测试技术为了准确评估材料的屈曲后强度，研究人员采用了各种实验方法和测试技术。

其中，常用的方法包括断裂力学测试、纳米压痕实验和原位观察等。

这些方法不仅可以通过量化的数据来评估屈曲后的强度，还可以提供有关材料失效机制和变形行为的详细信息。

5. 意义和应用重新定义屈曲后的强度对材料科学和工程领域具有重要的意义和应用价值。

它可以提供更准确、全面的材料性能评估指标，有助于优化材料设计和制备过程。

屈曲后强度的重新定义可以为材料的可靠性和耐久性提供更有效的评估方法，从而推动相关领域的研究和应用。

总结：屈曲后的强度作为材料性能评估的重要指标，近年来受到了重新定义的关注。

传统上，强度是指材料在受力前的最大承载能力，而重新定义的屈曲后强度更加符合实际使用情况下材料的性能表现。

研究表明，屈曲后的强度与材料结构、形状、成分和处理方法等因素密切相关。

《钢结构》网上辅导材料受弯构件的强度、整体稳定和局部稳定计算钢梁的设计应进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的计算。

一、强度和刚度计算1．强度计算强度包括抗弯强度、抗剪强度、局部承压强度和折算应力。

（1）抗弯强度荷载不断增加时正应力的发展过程分为三个阶段，以双轴对称工字形截面为例说明如下：图1 梁正应力的分布f，荷载继续增1）弹性工作阶段荷载较小时，截面上各点的弯曲应力均小于屈服点yf（图1b）。

加，直至边缘纤维应力达到y2）弹塑性工作阶段荷载继续增加，截面上、下各有一个高度为a的区域，其应力f。

截面的中间部分区域仍保持弹性（图1c），此时梁处于弹塑性工作阶段。

σ为屈服应力y3）塑性工作阶段当荷载再继续增加，梁截面的塑性区便不断向内发展，弹性核心不断变小。

当弹性核心完全消失（图1d）时，荷载不再增加，而变形却继续发展，形成“塑性铰”，梁的承载能力达到极限。

计算抗弯强度时，需要计算疲劳的梁，常采用弹性设计。

若按截面形成塑性铰进行设计，可能使梁产生的挠度过大。

因此规范规定有限制地利用塑性。

梁的抗弯强度按下列公式计算：单向弯曲时f W M nxx x≤=γσ（1）双向弯曲时f W M W M nyy y nx x x≤+=γγσ（2）式中 M x 、M y —绕x 轴和y 轴的弯矩（对工字形和H 形截面，x 轴为强轴，y 轴为弱轴）；W nx 、W ny —梁对x 轴和y 轴的净截面模量；y x γγ,—截面塑性发展系数，对工字形截面，20.1,05.1==y x γγ；对箱形截面，05.1==y x γγ；f —钢材的抗弯强度设计值。

当梁受压翼缘的外伸宽度b 与其厚度t 之比大于y f /23513 ，但不超过y f /23515时，取0.1=x γ。

需要计算疲劳的梁，宜取0.1==y x γγ。

（2）抗剪强度主平面受弯的实腹梁，以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为承载力极限状态。

v wf It VS≤=τ （3）式中 V —计算截面沿腹板平面作用的剪力设计值；S —中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩； I —毛截面惯性矩； t w —腹板厚度；f v —钢材的抗剪强度设计值。

板的屈曲理论在钢构件设计中的应用与思考作者：Running在钢结构中板的厚度与另外两个方向的尺寸相比较小，在某些维度方向上刚度大而在其他维度方向上刚度小，从而导致了在面内受压或温升作用下板容易发生屈曲失稳，降低结构的承载能力。

当施加在平板的面内荷载（如单向受力、双向受力、剪切载荷等）较小时板会处于平衡状态，而当载荷增加到一定程度时这种平衡状态将会被打破，平板将不再保持平整的形状而是开始变得不稳定。

临界屈曲荷载即为平衡状态被打破时施加在板上的最小载荷。

板的屈曲理论在钢结构厂房、桥梁、船舶和海洋平台等工程结构中有着极为广泛的应用。

1 板的屈曲理论1.1板的小挠度理论板的小挠度弹性理论认为，板屈曲时板的挠度远小于其厚度，而中面（平分板的厚度且与板的两个面平行的平面）在板屈曲时产生的薄膜拉力是微不足道的，因而作理论分析时可忽略不计。

薄板的小挠度弯曲理论，是以三个计算假设为基础的1，板很薄，微元体上的应力σz ，τzx 和τzy 远小于应力σx ，σy 和τxy ，由此产生的正应变εz 和剪应变γzx 与γzy 都可忽略不计。

εz =0，可用板中面的挠度代表沿厚度方向任何一点挠度；2，与板的厚度相比，垂直于中面的挠度是微小的，这样一来，可以忽略中面因弯曲变形伸长而产生的薄膜力，这样微元体两侧的中面力相同N x =p x ，N y =p y ，N xy =p xy ；3，板为各向同性弹性体，应力与应变关系服从虎克定律。

薄板的小挠度问题是按位移求解的，其基本未知函数是薄板的挠度ω。

因此把其它所有物理量都用ω来表示，即可得到板的常系数四阶偏微分方程：D (ð4ωðx 4+2ð4ωðx 2ðy 2+ð4ωðy 4)=N x ð2ωðx 2+2N xy ð2ωðxðy +N y ð2ωðy 2(1.1) 1.2板的大挠度理论当板边缘的支承构件具有较大的刚度时，有时板的屈曲应力虽不很高，但屈曲以后并不破坏，板的强度有很大潜力可以发挥。

板体稳定技术本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March软弱地基处理之板体稳定板体稳定技术是近年来在实际工程中遇到需要处理大面积软弱基础，尤其是超软基础时，应运而生的新的软弱基础处理技术。

70年代末期，类似技术在国外就已经开始应用，但由于处理面积有限，成本太高，一直没有得到推广和发展，2006年我国在借鉴国外经验的基础上，根据软弱基础处理基本原理，自主研发了针对渤海湾吹砂造地形成的粉细沙超软地基处理的设备和工艺，在此基础上不断发展和完善，形成了具有可实际操作的板体稳定技术。

板体稳定是指通过在需要做板体稳定的弱软基础的区域内，加入稳定剂拌合均匀使其固结成大面积板块整体而达到一定程度稳定的工作。

方法就是通过专用的机械，在需要处理的弱软基础中，定量掺入稳定剂，就地拌合到一定均匀程度，就地固结，从而较大幅度改善和提高被固结体的各项工程检测指标从而达到工程设计要求。

板体稳定系统。

包括制浆系统、注浆输送控制系统、板体搅拌系统。

其优点有以下几个方面：减少了挖方和填方量、将泥土或沙土就地原位固结、减少山皮石资源的耗费；、具有板块高稳定性。

缺点：性价比更高。

原位固结。

最大程度减少了目前采用的换填法中的大量挖方和填方量。

从而有效减少施工机具数量和由此带来的能耗。

就地取材。

将原来需要挖方运走的泥土或沙土就地原位固结，实现废物利用。

从而减少挖方运走和填方运来带来的交通压力；节能环保。

大量减少所需填方山皮石资源的耗费；大量减少堆放挖方所需土地资源的浪费；此工艺还可有效的将有害物质固结，减少污染。

性能指标优异。

由于该工艺的独特性，相比任何换填挤密工艺，具有形成大板块后的高稳定性、有效降低沉降尤其是不均匀沉降；在道路和大面积场地基础底基层处理方面有着其他工艺不可比拟的优势。

高适应性。

此工艺可以通过掺入不同的稳定剂及调整掺入量从而满足不同用途的设计要求。