鋼結構的失穩
鋼結構構件由于材料強度高,所用截面相對較小,也就最容易產生失穩。鋼結構的失穩主要發生在其最基本的軸心受壓構件、壓彎構件和受彎構件,因此在鋼結構設計中保證其構件不喪失穩定極為重要。
鋼結構構件的失穩分兩類:喪失整體穩定性和喪失局部穩定性。兩類失穩形式都將影響結構或構造的正常承載和使用或引發結構的其他形式破壞。
影響結構構件整體穩定的主要原因:
(1)構件設計的整體穩定不滿足影響構件整體穩定最主要的參量為長細比,應注意截面兩個主軸方向的計算長 度可能有所不同,以及構件兩端實際支撐情況與采用的理想支撐情況間的差別。
(2)構件的各類初始缺陷在構件的穩定分析中,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(軸壓構件)、熱軋和冷加工產生的殘余應力和殘余變形及其分布、焊接殘余應力和殘余變形等。
(3)構件受力條件的改變鋼結構使用荷載和使用條件的改變,如超載、節點的破 壞、溫度的變化、基礎的不均勻沉降、意外的沖擊荷載、結構加固過程中計算簡圖的改變等,引起受壓構件應力增加,或使受拉構件轉變為受壓構件,從而導致構件整體失穩。
(4)施工時支撐體系不夠在結構的安裝過程中,由于結構并未完全形成一個設計 要求的受力整體或其整體剛度較弱,因而需要設置一些臨時支撐體系來維持結構或構件的整體穩定。若臨時支撐體系不完善,輕則會使部分構件喪失整體穩定,重則造成整個結構的倒塌或傾覆。
導致鋼結構構件局部失穩的主要原因:在鋼結構構件設計,特別是組合截面構件的設計中,當規范規定的板件局部穩定的要求不滿足時,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,易發生局部失穩e而對其腹板從節約鋼材的角度出發,應盡量取薄一點,并通過設置加勁肋的方法加強其局部穩定。
(1)局部受力部位加勁構造措施不合理當在構件的局部受力部位,如支座、較大集 中荷載作用點,沒有設支撐加勁肋,使外力直接傳給較薄的腹板而產生局部失穩。構件運輸單元的兩端以及較長構件的中間如沒有設置橫隔,截麗的幾何形狀不變難以保證且易喪失局部穩定性。
(2)吊裝時吊點位置選擇不當在吊裝過程中,由于吊點位置選擇不當會造成構件 局部較大的壓應力,從而導致局部失穩。所以鋼結構設計時,圖紙應詳細說明正確的起吊方法和吊點位置。