單個構件的承載能力-穩(wěn)定性課件-002

單個構件的承載能力——穩(wěn)定性單個構件的承載能力——穩(wěn)定性單個構件的承載能力——穩(wěn)定性單個構件的承載能力

——穩(wěn)定性4.1穩(wěn)定問題的一般特點回顧4.2軸心受壓構件的整體穩(wěn)定性回顧4.3實腹式柱和格構式柱的截面選擇計算回顧4.4受彎構件的彎扭失穩(wěn)回顧4.5壓彎構件的面內和面外穩(wěn)定性及截面選擇計算回顧4.6板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用穩(wěn)定的平衡結構的平衡不穩(wěn)定的平衡因失穩(wěn)而導致結構喪失承載能力的事件：加拿大一大橋，蘇聯一鍛壓車間，美國一體育館，等等作為一名初三英語教師，如何進行英語備考總復習？如何讓學生在英語復習的最后階段做到有條不紊？如何讓學生在中考中獲得滿意的答卷？這些一直是我們思索的問題。在幾年的迎考復習實踐中，我們深深體會到：扎扎實實抓基礎，找到技巧好復習?？记暗卯斢行虻貜土暿侨〉煤玫慕虒W成績的條件之一。總結老師的教學經驗和自身體會使我們認識到，應著重從以下幾個部分指導學生進行中考英語總復習：一、認清形勢，明確要求從近兩年來的中考命題分析，在宏觀上基本保持穩(wěn)定性和連續(xù)性，但在微觀上，題型在原有的基礎上均有一定的改動，更加突出了語用能力的考查。因此，在復習中要注重基礎知識的落實和基本技能的訓練，培養(yǎng)學生的語用能力，加強讀寫教學，擴大學生的知識面，提高學生綜合運用英語知識的能力。在初三復習中要淡化知識的講解，注重功能項目的教學。求真務實，提高能力，通過聽、說、讀、寫的訓練，使學生獲得英語基礎知識和為交際初步運用英語的能力。在復習時要理解和把握《新課標》和《備考手冊》所規(guī)定的教學內容和教學要求，以課本為主線進行系統(tǒng)的復習，了解命題走勢，理順思路，緊緊圍繞提高學生實際運用英語的能力展開訓練，去提高教學質量。具體安排如下：1.將所有課本的有用的知識加以精心梳理，重在解決重點、難點、疑點和考點，主要包括（1）重點詞匯；（2）重要句型；（3）常用語法項目；（4）易見疑難辨析。2.指導學生進行專項知識復習，分門別類，各個擊破，使學生所學知識系統(tǒng)化，在牢固掌握基礎知識的前提下，力求有所提高和創(chuàng)新。根據近年中考的命題特點，大概應設計以下內容：（1）詞法部分；（2）單項選擇；（3）完形填空；（4）閱讀理解；（5）聽力練習。3.綜合復習、模擬測試階段?？茖W地指導學生進行綜合復習，重在檢查學生對前幾個階段所復習知識的掌握情況及對知識運用的能力，并根據反映出來的信息及時進行補差補漏，提高復習效率。二、理順思路，優(yōu)化設計初中中考復習涉及面廣，靈活性大。只有對大綱、教材和學生實際有全面的認識，并據此因人、因時、因地制宜，優(yōu)化設計，科學訓練，才能扎扎實實一步一個腳印，取得理想的教學效果。因此，在中考復習中，我們要注意以下幾個方面：①要緊扣《新課標》和《備考手冊》進行復習。②不僅要注意復習語言知識，而且要注意語言的交際功能。在復習階段仍然要重視聽說訓練，注意語言的實際運用。③注意加強閱讀訓練，增大閱讀量。閱讀能力提高以后，不少語法和詞匯題憑語感就能猜出。④注意概括和總結課本所學的內容。中考復習的時間短，不可能像上新課一樣，逐課慢慢復習?？梢圆捎谜Z言知識歸類（如按詞法、句法等）和按題型歸類的辦法復習，小結初中階段所學的內容，為中考作好準備。為此，我們可以把中考復習分三大部分進行：①“同步輔導與訓練”，通過單元知識要點指導及語言訓練，使學生加深對課文的全面理解，更扎實地掌握每單元的重點、難點，鞏固雙基，擴展解題思路，提高“四會”能力。②“專項輔導與訓練”，分別通過語法專項和題型專項技能輔導，旨在引導學生將分散零亂的知識內容集中起來，形成系統(tǒng)體系并從中接受解題能力訓練，進一步加強對規(guī)律方法的掌握運用。③“考前指導與中考模擬訓練”，對學生的復習進行查漏補缺，利于學生綜合能力和應試技能的提高。三、服務學生，重視素質此外，在教育教學中，我們只有樹立服務育人的意識，才可能教好學生。在教學中不能僅抓住課堂教學，而應多管齊下。如課外活動、興趣培養(yǎng)、學習習慣培養(yǎng)、學法指導、學習目的教育等等。因為，只有我們的學生有明確的學習目的和強烈的學習動機，他們才愿意頑強地跟隨我們學好外語。當然，也有的學生盡管目的明確，動機強烈，學習熱情高，可是外語不像母語，學習起來困難更大，效果也不那么明顯，容易失去信心。因此，我們就得時刻去注意并且及時地給予學法指導，幫助他們提高學習效益，讓他們獲得成就感，進而維護他們的學習興趣。另外，課堂教學要注意備課充分，既備學生又備教材教法，了解學生需要，加強師生情感交流，確保學生的主體地位，貫徹知識目標和能力目標。課堂教學要有模式，但不要搞模式化，要構建切合學校和學生實際的模式進行教學。如在初三教學中，針對畢業(yè)升學，我在教學中采取的不是通過大量重復訓練的辦法來提高學生的應試能力，而是通過對課本內容的靈活處理（如適當取舍等），教學過程一切圍繞學生的綜合能力提高來展開。為了提高學生的聽、說、讀、寫能力，我采取學生做“話題”值日報告的形式，每天課前用幾分鐘的時間來訓練，既練了值日學生的說和寫，又練了其他學生的聽力；在閱讀方面讓學生堅持每天讀一至兩篇“閱讀理解”或“完型填空”的短文，既提高了學生綜合應用英語知識的能力，又擴大了學生的知識面；在課堂教學過程中，面對學生的討論發(fā)言，我歷來不輕易否定學生的想法，也就是說不把自己的想法強加給學生，而是讓學生能夠充分表達他們自己的思想和情感，既維護了學生的表達欲望，又訓練了他們的語用能力。這樣，學生不但不會考不起，而且會由于綜合英語素質的提高而考得更好。中考復習與平時的單元復習或期末復習既有聯系又有區(qū)別，主要在于那不僅要復習三年以來所學過的大量的語言知識，還要通過大量的操練來檢驗和鞏固所學的語言知識；它既不能完全離開教科書也不能完全依賴它；這不光要求教師本身應具有淵博而扎實的學科語言知識更要有一套科學而獨到的復習技巧，以幫助學生將所學的英語知識運用到實際中去，為將來的進一步學習和應對社會的需求奠定堅實的基礎。隨著信息技術時代的到來，中小學信息技術課程是一項面向未來的現代化教育課程，是現代信息社會對基礎教育的要求，也是當前新課程改革下的教育教學和發(fā)展的迫切需要。通過這幾年的本校課程改革以及自身的教學實踐，下面簡單談談新課程新理念教育教學改革下的信息技術課堂教學與各學科課程深度融合的幾點看法：一、新課程改革要求師生雙方立足實情，激趣引領與趣學拓展，自主靈活地轉變師生身份。在課堂上教師角色由知識的傳授者轉變?yōu)閷W生學的指導者、創(chuàng)造思維的培育者。學生由知識的被動接受者轉變自主學習主體，自主動手實踐，開展探究學習和研究性學習。重點發(fā)揮教師的主導作用，引導和促進學生的學習活動，為學生的學習過程提供幫助和服務，而不過多干涉學生構建知識模塊的進程。教師是課程的開發(fā)者、學習活動的組織者、情感的支持者、信息資源的設計者和咨詢者以及思維的點撥者。教師工作的重點不再是知識的傳授，而是組織、幫助、促進學生進行學習和創(chuàng)造。在課堂教學中，注重學生各種能力的培養(yǎng)，改進教學方法，以新思路、新方法來指導工作，提高自己的課堂教學水平。對后進生耐心輔導，鼓勵他們不懂多問。在課堂上注重創(chuàng)設情境，培養(yǎng)學生興趣，調動學生學習積極性。二、教師由課程的執(zhí)教者轉變?yōu)檎n程整合的設計者和開發(fā)者，全方位、綜合性地組織教學。在信息技術教學過程中體現學生自主學習、自主創(chuàng)造的實踐活動，使學生能夠“在快樂中活動，在活動中學習，在學習中創(chuàng)造”。在教學設計、教學實施、教學評價等教學環(huán)節(jié)中，大膽設計和創(chuàng)造多樣性的學習活動。讓學生在輕松、快樂中增強信息意識，內化信息倫理，使他們形成適應信息時代生存和發(fā)展的素質。重點是開展信息技術課程與各個學科教學整合，將信息技術課程有機地融合在各學科教學過程中，使信息技術與各學科課程結構，課程內容、課程資源以及課程實施等融為一體，發(fā)揮優(yōu)勢，彌補劣勢以便好地完成課程目標，并提高學生的信息獲取，分析、加工、交流、創(chuàng)新、利用的能力。培養(yǎng)協(xié)作意識的能力，促使學生掌握在信息社會中的思維方法和解決問題的能力。信息技術與課程整合不是簡單的結合，混合，而是融入到課程的有機整體中去，成為其中有機整體的一部分，并由此引發(fā)課程教學內容的變革，是信息技術課程主動適應課程改革的能動過程。三、要尊重學生的創(chuàng)造性和個性，實施分層激勵性多元開放評價，促進每個學生信息素養(yǎng)的提高教師要給學生提供自主探索的機會，讓學生在創(chuàng)新的教學活動中學會搜集信息、分析處理信息，學會交流、合作，逐步培養(yǎng)學生的學習能力和創(chuàng)新意識，形成初步的探索和解決問題的能力。教師要尊重學生的創(chuàng)造性和個性，要面向全體學生，實施分層激勵性多元開放評價，摒棄以往教師主導的評價方式，提倡學生在作品評價中實行相互交流、相互欣賞，共同提高。實施多元開放評價是提高學生學習信息技術興趣的重要手段和策略，目的是鼓勵學生大膽嘗試、探索和創(chuàng)造，發(fā)現學生的點滴進步，保護學生學習的積極性，引發(fā)求知欲，使學生獲得成功感，樹立自信心，使每一個學生都能在不斷的激勵中得到發(fā)展。教師充分利用一切有用的時間跟學生進行溝通和交流，例如：在課前提前五分鐘到教室或者計算機機房進行侯課，有目的、有針對性的跟不同層次的學生進行溝通、交流；在課中關注學生的課堂細節(jié)表現，在課后有空余時間的情況下，可以留下不同層次的學生進行單獨交流、溝通，實現心靈的交流互動，進而促進師生和諧關系發(fā)展。充分利用現代各類新媒體、新技術，例如電子郵件、即時互動交流工具如騰訊QQ、微博、微信等等跟學生進行互動溝通。針對每個學生的實際情況以及個人課堂里的教學實踐操作中具體表現進行分層激勵性多元開放式評價，使評價成為激發(fā)不同層次學生學好信息技術的催化劑。對A層學生（學優(yōu)生）堅持高標準嚴要求，促使他們更加嚴謹、謙虛，不斷超越自己。對B層學生（中間層）采用激勵評價，既揭示不足又指明努力的方向，促使他們積極向上。對C層學生（學困生），應該尋找其閃光點，采用表揚評價，及時肯定他們的點滴進步。同時讓提高快、進步比較明顯的學生晉升一個層次，讓他們感受到成功的喜悅，從而進一步激發(fā)他們的學習積極性。四、引導學生關注生活中信息技術的應用實例，貫徹從生活中選取實例，再回到生活中去解決實際問題的原則。學習信息技術的目的是應用，是解決實際問題。在教學過程中，教師必須引導學生主動操作和嘗試，使他們在實際應用過程中掌握相關的知識和技術。因此需進一步鉆研教材，領悟編者意圖，更新觀念，提高課堂效益。在實際教學中，信息技術教師要在教學內容的選擇上重點突出那些與日常學習和生活緊密相關的知識和技能，讓學生學習之后能夠在日常生活中找到它們的用武之地，通過使用，充分體會到信息技術給他們的學習和生活帶來的便捷和快樂。總之，隨著新課改的深入開展，信息技術課程本身為我們提供了一個開放的實踐環(huán)境，作為一線信息技術教師需關注學生發(fā)展、不斷加強自身學習，同時更需將自身學科教學特色與其他藝術綜合類課程進行深度融合，深化課堂教學改革，設計切合實際的教學環(huán)節(jié)與教學活動拓展學生思維，以創(chuàng)新性課程設計理念引領學生，更好地創(chuàng)設情境，激發(fā)學習興趣，多元主體，多方參與，尊重和體現學生個體的差異，激發(fā)學生的主體精神，全面提高信息技術課程教學質量，全面發(fā)展學生個性，培養(yǎng)學生終身學習的態(tài)度和能力。單個構件的承載能力

——穩(wěn)定性4.1穩(wěn)定問題的一般特點

回顧4.2軸心受壓構件的整體穩(wěn)定性

回顧4.3實腹式柱和格構式柱的截面選擇計算回顧4.4受彎構件的彎扭失穩(wěn)

回顧4.5壓彎構件的面內和面外穩(wěn)定性及截面選擇計算

回顧4.6板件的穩(wěn)定和屈曲后強度的利用山東某廠房施工時倒塌1、歐拉屈曲特點：在臨界狀態(tài)前結構保持初始平衡位置，達到臨界狀態(tài)時，結構從初始平衡位置過渡到無限臨近的新平衡位置，此后變形進一步的加大，要求荷載增加。結構平衡形式的轉移，平衡狀態(tài)出現分岔，因此稱為平衡分枝。這類穩(wěn)定稱為第一類失穩(wěn)或者歐拉屈曲。相應的荷載稱為屈曲荷載、平衡分枝荷載或者歐拉臨界荷載。（舉例：直桿軸心受壓屈曲）一、失穩(wěn)的類別2、極值型失穩(wěn)特點：沒有平衡分岔現象，隨著荷載增加，結構變形增加，而且越來越快，直到結構不能承受增加的外荷載。此時荷載達到極限值，這類穩(wěn)定問題稱為第二類穩(wěn)定或壓潰，相應的荷載稱為失穩(wěn)極限荷載或壓潰荷載。（舉例：壓彎構件受壓失穩(wěn)）3、屈曲后極值型失穩(wěn)特點：在開始時有平衡分岔現象，即結構屈曲后并不立即破壞，還有比較顯著的屈曲后強度，因此能繼續(xù)承受荷載增加，直到出現極值型失穩(wěn)。（舉例：薄壁鋼構件中受壓翼緣板和腹板的失穩(wěn)）4、有限干擾型屈曲特點：結構屈曲后承載能力迅速下降，因此，結構如果有初始缺陷，在受載過程中就會不出現屈曲現象而直接進入承載力較低的極值型失穩(wěn)。這類失穩(wěn)也稱為不穩(wěn)定分岔屈曲，具有這類失穩(wěn)類型的結構也稱為缺陷敏感型結構。（舉例：承受軸向荷載的圓柱殼的失穩(wěn)）5、躍越型失穩(wěn)特點：結構由初始平衡位置突然跳躍到另一個平衡位置，在跳躍過程中出現很大位移，結構平衡位型出現巨大變化。（舉例：承受橫向均布壓力的圓球扁殼的失穩(wěn)）扁殼失穩(wěn)后跳躍到圖中的虛線位置，并能繼續(xù)承受大于失穩(wěn)時的荷載值，但這點在實際工程中并無意義。桿的屈曲板的屈曲不穩(wěn)定分岔屈曲圓管壓桿躍越屈曲鉸接坦拱屈曲的形式又可以分為三種：彎曲屈曲扭轉屈曲彎扭曲屈二、穩(wěn)定的一階、二階分析由經典的歐拉梁理論可知：由于則，大撓度理論小撓度理論二、穩(wěn)定的一階、二階分析一階彎矩：二階彎矩：將上式積分，并利用邊界條件和分別得到和其中，且。由得到歐拉臨界荷載歐拉臨界荷載當時，二階位移。達到臨界荷載時，構件的剛度退化為零，無法保持穩(wěn)定平衡。失穩(wěn)的本質是，壓力使構件彎曲剛度減小，直至消失的過程。失穩(wěn)是構件的整體行為，它的性質和個別截面強度破壞完全不同。三、穩(wěn)定極限承載能力幾何缺點（桿件的初彎曲、初偏心、初始不平度）缺陷力學缺陷

（初應力和力學參數的不均勻性）殘余應力：①自相平衡，不影響截面的強度；

②截面的一部分提前屈服，剛度提前消失，降低穩(wěn)定承載能力。幾何缺陷附加應力剛度提前消失降低穩(wěn)定承載能力三、穩(wěn)定極限承載能力

由于實際結構的失穩(wěn)一般都呈彈塑性狀態(tài)，截面的應力應變關系也是非線性的，所以求解結構的臨界力比較困難。（數值積分法或有限單元法）歷史上曾出現過兩種方法來解決——切線模量理論和折算模量理論（雙模量理論）。四、穩(wěn)定問題的多樣性、整體性和相關性多樣性：1、失穩(wěn)形式的多樣性：彎曲失穩(wěn)、扭轉失穩(wěn)、彎扭失穩(wěn)2、失穩(wěn)構件的多樣性：軸心受壓、受彎、壓彎、受壓板件

整體性：不能孤立的去分析穩(wěn)定問題，應考慮構件之間以及圍護結構與承重結構之間的相互約束作用。相關性：不同失穩(wěn)模式之間的耦合作用1、軸心受壓構件的面外失穩(wěn)表現為彎曲和扭轉的相關屈曲2、局部屈曲和整體屈曲的相關性前面介紹的軸心壓桿屈曲都是針對理想的直桿，并承受絕對沿軸心的壓力，又毫無初始應力的前提下進行分析的。實際的壓桿和理想的壓桿不一樣，不可避免的存在初始缺陷。這些缺陷有力學缺陷和幾何缺陷兩種：力學缺陷：殘余應力、截面各部分屈服點不一致幾何缺陷：初彎曲、加載初偏心其中對壓桿彎曲失穩(wěn)影響最大的是殘余應力、初彎曲、初偏心。鋼材小試件的應力應變曲線（理想的彈塑性曲線）壓桿臨界應力與長細比的關系曲線（柱子曲線）當時，為歐拉曲線；當時，則由屈服條件控制，為一水平線。殘余應力的影響殘余應力產生的原因：①焊接時的不均勻加熱和不均勻冷卻②型鋼熱軋后的不均勻冷卻③板邊緣經火焰切割后的熱塑性收縮④板件經冷校正產生的塑性變形殘余應力的分類：縱向殘余應力、橫向殘余應力（絕對值很小，對桿件的承載力甚微）殘余應力使構件的剛度降低，但不同的殘余應力分布，影響程度也不同。從短柱段看殘余應力對壓桿的影響：截面的平均應力大于時，柱處于彈塑性階段，只能由截面的彈性區(qū)來抵抗彎矩此時，全截面慣性矩應該用彈性區(qū)截面的慣性矩來代替。這時臨界應力為：相應的臨界應力為：引入：,需要注意的是,殘余應力對兩個主軸的臨界應力影響并不相同。對y-y軸屈曲時，對x-x軸屈曲時，可見，殘余應力對弱軸的影響比對強軸的影響嚴重的多!由截面的平衡條件可得：由三角形相似關系得則，，再有，因此，由平衡條件有：聯合求解可得到長細比或相對應的或?？梢援嫵上旅娴臒o量綱曲線。正則化長細比，可以用于不同鋼號的構件結論：殘余應力使得構件的剛度降低，從而降低了構件的整體穩(wěn)定性！2、初彎曲對整體穩(wěn)定的影響：制造和安裝距離桿端x處，具有初彎曲為

在壓力作用下，桿的平衡微分方程為：解方程得桿的撓度曲線方程為：

其中，，桿的中央撓度為：可見，當壓力達到桿的歐拉值時，對于有不同初彎曲的壓桿，均無限大，即桿發(fā)生屈曲。（見課本圖4－11）兩端鉸支的具有初彎曲的彈性軸心壓桿具有上述初彎曲的壓桿的截面開始屈服的條件是：該式可以作為確定格構式軸心壓桿和冷彎薄壁型鋼軸心壓桿的承載能力的計算公式。（以截面受壓最大纖維屈服為標志）我國鋼結構規(guī)范規(guī)定，壓桿初彎曲的取值為桿長的1/1000，冷彎薄壁型鋼技術規(guī)范規(guī)定為1/750。引進符號則有：其中，為相對初彎曲，是截面的核心距。將代入，得桿件越細長，值大而小，初彎曲的不利影響越大。值越大，初彎曲不利影響越大。結論：桿件的初彎曲使得桿件的整體穩(wěn)定承載能力下降！3、初偏心對整體穩(wěn)定性的影響：桿件尺寸偏差和安裝誤差彈性工作狀態(tài)下的微分方程為：引入得，解此方程得桿長中點的撓度表達式為：畫出壓力－撓度曲線，可見初偏心影響與初彎曲類似，初彎曲對中等長細比的桿件影響較大，初偏心的數值一般較小，除了對短桿有明顯的影響以外，桿件越長，影響越小。兩端均有最不利相同初偏心距e0的鉸支柱4、桿端約束對整體穩(wěn)定性的影響：根據桿端的約束條件，用等效的計算長度來代替桿的幾何長度，取從而把它簡化為兩端鉸接的桿。其中稱為計算長度系數，相應的桿件臨界力是：4、桿端約束對整體穩(wěn)定性的影響：約束越強，越小。在彈塑性階段失穩(wěn)的軸心壓桿，桿端約束對承載能力的影響主要取決于桿的連接條件、桿的長度、殘余應力的分布和數值，以及桿的初彎曲，約束程度越高，桿的承載能力越高。如何在設計中考慮約束的有利影響是當前國內外正在研究的課題。5、軸心受力構件的整體穩(wěn)定計算（彎曲屈曲）：

中央截面邊緣纖維開始屈服極限承載能力極值點屈曲分岔屈曲為保證軸壓構件不會發(fā)生整體失穩(wěn)應滿足：即：可見穩(wěn)定計算關鍵是求，亦即求1、理想軸心壓桿的臨界應力（只適用于彈性階段）2、實際軸心壓桿的臨界應力

實際桿件總有缺陷，如殘余應力，初偏心、初彎曲等。實際壓桿的工作情況是，壓力增大，側移增加；曲線頂點對應壓桿穩(wěn)定極限承載力NuNu的數值受初彎曲，初偏心，殘余應力，材料不均勻程度等因素影響，不再是的唯一函數，而是一個隨機變量。1、GB50017-2003規(guī)范采用的柱子曲線（）所謂柱子曲線指壓桿失穩(wěn)時的臨界應力與長細比間的關系曲線?；炯俣ǎ?)初彎曲v0＝2)殘余應力選用13種形式3)假定材料為理想彈塑性，殘余應力沿桿長各截面分布相同4)按兩端鉸接計算從200多條曲線中選出有代表性的96條曲線進行分類，合并（3類）得到實用柱子曲線;厚板為第4類。d2、截面類型的劃分實腹式軸心受壓柱整體穩(wěn)定計算的實用公式：——軸心受壓構件的穩(wěn)定系數，根據截面的類型和構件的長細比查表獲取，。兩個方向比較，取較小值代入公式例題4－2

作業(yè)：P165，4.10思考題1、簡述影響軸心受壓構件的穩(wěn)定性的因素及影響的方式。2、簡述引入軸心受壓柱的計算長度系數的原因。十字形截面：因其沒有強、弱軸之分，并且扇性慣性矩零，所以扭轉屈曲臨界力低于彎曲屈曲臨界力。通過公式推導發(fā)現，只要局部穩(wěn)定有保證，就不會出現扭轉失穩(wěn)問題。因此規(guī)范規(guī)定對于雙軸對稱十字形截面，其λx或λy不得小于5.07b/t(其中b/t為懸伸板件寬厚比)。工字形和H形截面：無論是熱軋或是焊接，都是繞弱軸彎曲屈曲的臨界力低于扭轉屈曲臨界力。4.2.6軸心受壓構件的扭轉屈曲和彎扭屈曲單軸對稱截面繞對稱軸失穩(wěn)時必然呈彎扭屈曲：其原因形心和剪切中心不重合。規(guī)范規(guī)定：對于單軸對稱截面繞對稱軸的整體穩(wěn)定的校核，要采用換算長細比，由換算長細比求得相應的穩(wěn)定系數φ，再由(4-23)式進行整體穩(wěn)定性校核。對雙板T形和槽形截面（單軸對稱截面）進行彎扭分析后，認為繞對稱軸（設為x軸）的穩(wěn)定應取考慮扭轉效應的換算長細比來代替原先的長細比。單角鋼截面和雙角鋼組合T形截面繞對稱軸的換算長細比的簡化計算公式，將在下冊結合桁架進行介紹。截面無對稱軸的構件（不等邊角鋼）總是發(fā)生彎扭屈曲，其臨界荷載總是既低于相應的彎曲屈曲臨界荷載，又低于扭轉屈曲臨界荷載。所以沒有對稱軸的截面比單軸對稱截面的穩(wěn)定性能更差，一般不宜用作軸心壓桿。軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力與那些因素有關？構件的幾何形狀與尺寸：影響屈曲形式，而屈曲形式對構件的穩(wěn)定承載力有直接關系。桿端約束程度：約束程度愈高，則承載力愈高。鋼材的強度：構件在彈性階段屈曲時與強度無關，而在彈塑性階段屈曲時，強度高的構件比強度低的構件臨界力要高。殘余應力、初彎曲、初偏心：殘余應力的分布位置和大小對軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力影響很大。初彎曲和初偏心對軸心受壓構件的穩(wěn)定承載力影響本質是相同的。截面選擇原則：1、截面面積的分布應盡量開展，以增加截面的慣性矩和回轉半徑，提高它的整體穩(wěn)定性和剛度；2、等穩(wěn)定性：使兩個主軸方向的穩(wěn)定系數（長細比）大致相等；3、便于與其他構件進行連接；4、盡可能構造簡單，制造省工，取材方便。常用的截面形式及特點：角鋼：單角鋼截面適用于塔架、桅桿結構、起重機臂桿以及輕型桁架中受力較小的腹桿。雙角鋼能滿足等穩(wěn)定性的要求，常用于由節(jié)點板連接桿件的平面桁架。熱軋普通工字鋼：制造省工，但兩個主軸方向的回轉半徑差別較大，適用于兩個主軸方向計算長度相差較大的情況，如：工作平臺柱；軋制H型鋼：面積分布較合理，制造簡單，生產量少。軸壓構件宜采用寬翼緣。焊接工字形：在工廠制造，利用自動焊焊接所需的尺寸，其腹板按局部穩(wěn)定的要求作得很薄以節(jié)省鋼材，應用十分廣泛。常用的截面形式及特點：十字形截面：在兩個主軸方向的回轉半徑是相同的，對于重型中心受壓柱，當兩個方向的計算長度相同時，這種截面較為有利。在高層鋼結構中應用廣泛，但要保證不發(fā)生抗扭屈曲。圓管截面軸心壓桿的承載能力較高，但是軋制鋼管取材不易，應用不多。焊接圓管壓桿用于海洋平臺結構，因其腐蝕面小又可作成封閉構件，比較經濟合理。方管或由鋼板焊成的箱形截面：因其承載能力和剛度都較大，雖然和其他構件連接構造相對復雜些，但可用作輕型或高大的承重支柱。二、設計步驟已知條件：鋼材強度f、軸力N、計算長度l0、截面類型1.確定截面形式，假定長細比：2.按假定的，根據截面分類和鋼號可查表得穩(wěn)定系數3.計算所需面積：4.求所需截面回轉半徑：若算得的以及，相對較小，可以在熱軋型鋼截面選擇表中直接查找相應的型號。反之，則要通過下面的方法，通過計算，設計所需的焊接組合截面尺寸。5.由回轉半徑與截面尺寸的關系：(見附表14,P339)確定所需截面輪廓尺寸：6.由求出的A，h，b再考慮構造要求、局部穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等初選截面尺寸，由A=2bt+（h-2t）tw令

tw＝(0.4～1.0)t可求出t和tw

7.對所選截面進行驗算：1）強度：2）剛度：3）整體穩(wěn)定：4）局部穩(wěn)定：翼緣寬厚比：

腹板高厚比：4.3.1實腹式柱的截面選擇計算例題4－4，4－54.3.2格構式柱的截面選擇計算

工程上許多柱子壓力不大，但很高，為取得較大的穩(wěn)定承載力，盡可能使截面向外擴展些，這時候就要采用格構柱。1、常見的格構式截面形式：由肢件和綴材（綴條和綴板）組成2、格構式柱的形式實軸(y-y)虛軸(x-x)3、軸心受壓格構柱設計的主要內容選擇截面整體穩(wěn)定實軸虛軸單肢驗算(分肢穩(wěn)定和強度)綴條、綴板及連接計算4、整體穩(wěn)定設計(1)繞實軸的穩(wěn)定同實腹式軸壓構件。（2）、繞虛軸穩(wěn)定：繞虛軸的整體穩(wěn)定臨界力比相同長細比的實腹式構件低。

軸心受壓構件彎曲時，截面上存在彎矩和剪力。實腹式構件抗剪剛度比較大，產生的剪切變形較小，可以忽略。格構式構件繞實軸彎曲的情況與實腹式相同，但是繞虛軸彎曲時，剪力由比較柔弱的綴材承擔，剪切變形較大，構件的附加側向變形對臨界應力的降低是不能忽略的。在實際設計中，對虛軸失穩(wěn)的計算，常以加大長細比的方法來考慮剪切變形的影響。鋼結構設計規(guī)范對綴條柱和綴板柱采用不同的換算長細比計算公式：綴條構件——整個構件的橫截面毛面積——構件截面中垂直于x軸各

斜綴條毛面截面面積之和——整個柱對虛軸的長細比綴板構件——整個柱對虛軸的長細比——單肢對平行于虛軸的形心軸的長細比——單肢的計算長度，當綴板用焊接連接時，取綴板間凈距；當綴板用螺栓連接時，取綴板邊緣螺栓中心線之間的距離。3、桿件的截面選擇：按實軸穩(wěn)定要求選定兩分肢截面尺寸。（1）假定長細比（2）由計算所需截面面積A（3）求所需繞實軸截面回轉半徑（4）根據A，初選分肢的型鋼規(guī)格，驗算實軸整體穩(wěn)定和剛度（5）按虛軸與實軸等穩(wěn)原則確定肢間距c和截面高度h求綴條式：綴板式：（6）由求（7）由，求兩分肢尺寸c和h（c為兩肢形心間距）實際計算時，可采用簡化的方法：通過算得的，近似查附表14，找出截面尺寸和回轉半徑之間的關系，從而求得截面的尺寸。4、格構式壓桿的剪力：跨中最大撓度為，則任意一點撓度為任一點的彎矩為任一點的剪力為截面邊緣纖維達到屈服強度時有即令，并取得，又有在常用長細比范圍內，值與長細比的關系不大。對Q235鋼，可取為常數，k＝85。因此軸心受壓

格構式柱平行與綴材面的剪力為：——為按虛軸換算的長細比確定的整體穩(wěn)定系數

令，即得《規(guī)范》規(guī)定的最大剪力計算公式：設計中剪力沿長度方向取定值。

1）綴條設計n——承受Vb的斜綴條數有了即可按軸壓構件設計綴條。注意：綴條一般為單角鋼，可能產生偏心，應對強度設計值f折減。2）綴板設計首先，由單肢長細比以及回轉半徑確定綴板間的凈距；其次，綴板寬度約為肢間距的，同時定出綴板軸線間距離；再次，綴板厚度約為肢間距的；最后，要求驗算綴板的線剛度之和不得小于柱分肢線剛度的6倍。綴板焊縫設計：相當于多層剛架

驗算角焊縫是否滿足。單肢穩(wěn)定驗算：N1——單肢壓力A1——單肢截面面積——單肢計算長度——分肢最小截面回轉半徑當滿足下列條件時，不用驗算分肢穩(wěn)定。對綴條柱：對綴板柱：且40例題4－6作業(yè)：P166，4.13一、梁整體穩(wěn)定的設計原理當梁上荷載不大時，僅在垂直方向有位移，當荷載加到一定值時，梁有側向位移產生并伴隨扭轉，梁從平面彎曲狀態(tài)轉變?yōu)閺澢まD屈曲狀態(tài)的現象稱為整體失穩(wěn)，也稱彎扭失穩(wěn)。1、臨界彎矩的計算根據彈性穩(wěn)定理論，純彎條件下的雙軸對稱工字形截面簡支梁的Mcr的計算公式為：根據彈性穩(wěn)定理論，在最大剛度平面內受彎的單軸對稱截面簡支梁在不同荷載作用下的Mcr普通式為：2、影響梁整體穩(wěn)定的主要因素1）截面剛度側向抗彎剛度EIy，抗扭剛度GIt越大，則Mcr越大；2）計算長度減少受壓翼緣的自由長度l1，可提高Mcr；3）荷載性質梁受純彎曲時，彎矩圖為矩形，跨中截面M達Mcr，附近截面對它的約束減小，Mcr最??；當跨中點受集中荷載作用，梁彎矩變化大，約束作用大，Mcr最大。4）荷載位置荷載作用于上翼緣，梁發(fā)生扭轉，作用荷載會加劇扭轉發(fā)展，而作用于下翼緣時，則有減緩截面扭轉作用；5）加強受壓上翼緣剛度，對梁的整體穩(wěn)定有利6）支承情況梁支承對位移的約束程度越大，則臨界彎矩越大。3、整體穩(wěn)定系數的計算（1）雙軸對稱焊接工字形截面簡支梁純彎狀態(tài)下：（4-47）式可以改寫為：為了簡化計算，引入并取，代入上式則有：由前面的分析，，取代入得：為了應用于不同牌號的鋼材，公式修正為：單軸對稱焊接工字形截面簡支梁的一般情況：1、凡符合下列情況之一，可不計算梁的整體穩(wěn)定1）有鋪板（砼板、鋼板）密鋪在梁的受壓翼緣上并與其牢固相連，能阻止梁受壓翼緣側向位移；2）H型鋼或工字形截面簡支梁受壓翼緣自由長度l1與寬度b1之比不超過表4-7規(guī)定數值；3）箱形截面簡支梁滿足下列要求，可不計算其整體穩(wěn)定性：

且需要說明的是，工程設計中，梁的整體穩(wěn)定一般通過鋪板或支撐來保證，需要驗算的情況并不多。上述的公式主要用于壓彎構件彎矩作用平面外的穩(wěn)定性計算。3、規(guī)范穩(wěn)定計算公式例題4－7：一、壓彎構件在彎矩作用平面內的失穩(wěn)現象對構件側向有足夠支承的壓彎構件，在軸線壓力N和彎矩M的共同作用下，可能在彎矩作用平面內發(fā)生整體的彎曲失穩(wěn)。二、壓彎構件在彎矩作用平面內的彈性性能平衡方程為：等彎矩作用的壓彎構件對于彈性壓桿，以邊緣纖維屈服為準則，考慮構件缺陷后，截面的最大應力應該滿足：彎矩作用平面內的穩(wěn)定當M＝0時，代入上式，有：用來考慮構件初始缺陷的等效偏心距可以直接用于計算冷彎薄壁型鋼壓彎構件或格構式柱繞虛軸彎曲的面內整體穩(wěn)定。三、實腹式壓彎構件在彎矩作用平面內穩(wěn)定計算的實用公式考慮截面的塑性發(fā)展，對公式（4-75）修正得上式適用于截面受壓區(qū)屈服的情況。四、規(guī)范關于取值規(guī)定1、彎矩作用平面內有側移的框架柱及懸臂構件2、彎矩作用平面內無側移構件（框架柱及兩端支承構件）（1）無橫向荷載作用時構件無反彎點時取同號，有反彎點時取異號。（2）有端彎矩和橫向荷載作用時（3）無端彎矩，但有橫向荷載五、單軸對稱截面，加強受壓翼緣時

除按式（4-85）計算平面內整體穩(wěn)定外，尚應對較小翼緣進行下列計算：彎矩效應比較大時彎矩作用平面內的穩(wěn)定例題4.8繞y軸的彎曲平衡繞z軸的扭矩平衡彎矩作用平面外的穩(wěn)定例題4-9，4-10，例題4-11作業(yè)：P1674.20格構式壓彎構件的設計不作要求！4.6板件的穩(wěn)定一、均勻受壓板件的屈曲現象局部失穩(wěn)：在一定的壓應力、剪應力作用下，板件（腹板或受壓翼緣）有可能偏離其正常位置而形成波形屈曲。二、薄板的臨界荷載1.單向均勻受壓板件的臨界應力由薄板彈性穩(wěn)定理論：（1）——板件屈曲后任一點的撓度其解可用雙重三角級數表示（2)

m,n分別為x向，y向屈曲半波數。邊界條件：x=0，x=a，y=0，y=b時

w=0（撓度）

Mx=0My=0把（2）代入（1）式，并注意n=1時，N為最小臨界力Ncr令（穩(wěn)定系數）則，把代入得板的彈性屈曲應力板穩(wěn)定系數k與板長寬比a/b有關，與x向半波數有關

可見：當a/b<時，出現一個半波<a/b<時，出現兩個半波當a/b＝m時，有最小屈曲系數kmin=42.不同情況的臨界應力：以上均為彈性分析結果。實際板件應考慮支承條件變化和板的彈塑性性能等。實際使用時,這些因素往往采用近似法考慮。（1）非彈性性能，以代替上式中的E。（2）支承條件以 考慮彈性嵌固作用如：當腹板受純彎時，＝1.6當腹板受剪時，＝1.23（3）為計算方便，通常采用