门式框架上“工”字形截面构件的腹板允许考虑屈曲后程度,下面我们试通过单向受压四边简支扳回曲后的中面应力分布情况来说明为什么板屈曲后仍能继续承载,且承载力还能显著提高。板屈曲后只要板的四边保持直线,则载荷边的压应力分布为非无均匀分布,轻钢结构雨棚,两边应力较高,中间应力较低;非载荷边产生垂直于边线的应力,其中部为拉应力。由于拉应力的作用限制了板屈曲变形的发展,轻钢结构,提高了板的刚度,板屈曲后仍能继续承载。卡门Zui先提出了有效宽度的概念,即将板件受压边马鞍形应力分布图用二块等效的应力图形代替L等效应力图形的应力水平为fyc于是有
Pu=fybet
Pu=∫σ(x) dx
推广应用住宅钢结构应提到重要位置
建筑钢结构发展很快,但在住宅领域还是空白。全国每年要建数千万平方米的住宅建筑,但采用钢结构的几乎没有。当然这和我国传统思想、观念以及对钢结构的认识偏差有关。可喜的是,天津市政府已率先垂范,决定于今年启动轻型钢结构建筑,将建设10万m2的轻钢住宅,其示范效应将不可低估,轻钢结构厂家,希望各地有关职能部门及广大设计人员应有超前意识,作出响应,对轻钢住宅建筑的发展作出应有贡献。
隐患之一——失稳
钢结构的失稳分两类:整体失稳和局部失稳。整体失稳大多数是由局部失稳造成的,当受压部位或受弯部位的长细比超过允许值时,会失去稳定。它受很多客观因素影响,如荷载变化、钢材的初始缺陷、支承情况的不同等。支撑往往被设计者或施工者所忽视,这也是造成整体失稳的原因之一。在吊装中由于吊点位置的不同,桁架或网架的杆件受力可能变号,造成失稳;脚手架倾覆、坍塌或变形大多是因为连杆不足、没有支撑造成的。
很多可能发生荷载变化的重要结构如桥梁、桁架、水工闸门、导弹发射架等,多采用超静定结构,因它有赘余杆件,可预防因一个杆件失稳而造成整体失稳。又如钢组合梁中由于腹板高而薄或翼缘宽而薄也会造成局部失稳。
回顾历史,值得我们警惕的是,随着钢结构的出现,别墅轻钢结构,就伴随着失稳事故的发生,无论设计或施工,保证结构稳定应铭刻在心。
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