一級(jí)結(jié)構(gòu)師專(zhuān)業(yè)輔導(dǎo):鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)及應(yīng)用

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自進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來(lái),我國(guó)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(biāo)志性高層建筑的建成,為鋼結(jié)構(gòu)在我國(guó)的發(fā)展揭開(kāi)了新的一頁(yè)。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(yùn)營(yíng)。保證結(jié)構(gòu)及其構(gòu)件的穩(wěn)定,是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中極其重要的內(nèi)容?!朵摻Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》很大一部分條文都和穩(wěn)定問(wèn)題有關(guān)。遵循這些條文的規(guī)定,對(duì)防止出現(xiàn)結(jié)構(gòu)失穩(wěn)事故當(dāng)然是必不可少的。然而,僅按規(guī)范條文來(lái)處理穩(wěn)定問(wèn)題還很不夠。設(shè)計(jì)者需要對(duì)條文的規(guī)定有一定深度的理解,通曉各種因數(shù)對(duì)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(jì)的一些基本概念,以求從事鋼結(jié)構(gòu)工程的人員對(duì)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)的特點(diǎn)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(guò)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(dāng)時(shí)對(duì)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(duì)過(guò)弱(L102*75*905)。現(xiàn)在,將近過(guò)了一個(gè)世紀(jì),穩(wěn)定設(shè)計(jì)的理論和實(shí)際都已取得很大進(jìn)展,一般構(gòu)件的穩(wěn)定設(shè)計(jì)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(jì)的基本概念
    綜觀失穩(wěn)事故發(fā)生的原因,不外乎兩類(lèi)情況:一類(lèi)屬于設(shè)計(jì)者對(duì)結(jié)構(gòu)及構(gòu)件的穩(wěn)定性能不夠清楚,對(duì)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(jì)中不應(yīng)有的薄弱環(huán)節(jié);另一類(lèi)是屬于新型結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的新問(wèn)題,工程界和學(xué)術(shù)界對(duì)此未加以研究,致使設(shè)計(jì)帶來(lái)隨意性,難免發(fā)生事故。這兩類(lèi)情況,應(yīng)該分別從兩個(gè)方面來(lái)解決:一是使從事鋼結(jié)構(gòu)工程的人員都對(duì)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(jì)的基礎(chǔ)概念要十分
    穩(wěn)定問(wèn)題的可靠性研究
    際結(jié)構(gòu)由于存在各種各樣的隨機(jī)缺陷的影響,與理想結(jié)構(gòu)存在差異。對(duì)于缺陷敏感性結(jié)構(gòu),缺陷可能會(huì)造成結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的急劇下降,所以有必要考慮隨機(jī)參數(shù)的影響,引入可靠度分析方法,進(jìn)行穩(wěn)定問(wèn)題的可靠性研究。
    結(jié)論
    鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)具有和應(yīng)力問(wèn)題(即強(qiáng)度問(wèn)題)不同的許多特點(diǎn)。熟悉這些特點(diǎn)對(duì)從事鋼結(jié)構(gòu)工作的工程技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是十分有益的。本文結(jié)合穩(wěn)定設(shè)計(jì)中遇到的實(shí)際問(wèn)題概括各個(gè)問(wèn)題的特點(diǎn)。深入理解這概念有助于設(shè)計(jì)出即能保證穩(wěn)定而又經(jīng)濟(jì)合理的結(jié)構(gòu)。