钢结构稳定性PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 稳定问题的基本概念 1

1.1.1 平衡与稳定 1

1.1.2 稳定问题的研究对象 2

1.1.3 稳定问题的多样性 2

1.1.4 结构的整体稳定性 2

1.2 稳定问题的类型 2

1.2.1 钢结构的分岔失稳、极值点失稳、跃越失稳 2

1.2.2 钢结构的弹性失稳和弹塑性失稳 4

1.2.3 钢结构的整体失稳和局部失稳 4

1.2.4 结构失稳的传播 5

1.3 钢材的性能与钢构件内截面的残余应力分布 6

1.3.1 钢材的性能 6

1.3.2 钢构件内截面的残余应力分布 7

1.4 稳定理论在钢结构设计中的应用 8

1.4.1 稳定理论的发展及现状 8

1.4.2 稳定问题的工程事故 9

参考文献 12

2 稳定问题的分析方法 13

2.1 静力法 13

2.1.1 静力法的计算过程 13

2.1.2 理想轴心压杆的临界荷载 13

2.1.3 弹性支承轴心压杆的稳定计算 14

2.2 能量法 17

2.2.1 能量守恒原理 17

2.2.2 势能驻值原理 18

2.2.3 瑞利-里兹法（R-R法） 18

2.2.4 铁摩辛柯-里兹法（T-R法） 19

2.2.5 伽辽金法 21

2.2.6 逐步近似法和组合法 22

2.2.7 结构整体稳定临界点的解析理论计算方法 22

2.3 有限元法 27

2.3.1 结构整体稳定临界点的计算 27

2.3.2 结构非线性屈曲平衡路径全过程跟踪的数值计算方法 31

2.3.3 结构稳定性分析中对于初始缺陷的考虑 36

参考文献 41

3 构件的稳定性 42

3.1 轴心受压构件的稳定性 42

3.1.1 轴心受压构件的弯曲失稳 42

3.1.2 轴心受压构件的扭转失稳 50

3.1.3 轴心受压构件的弯扭失稳 58

3.1.4 轴心受压构件稳定理论在设计中的应用 61

3.2 受弯构件的稳定性 64

3.2.1 受弯构件的侧扭失稳 65

3.2.2 受弯构件的稳定理论在设计中的应用 72

3.3 压弯构件的稳定性 75

3.3.1 压弯构件的平面内弯曲失稳 76

3.3.2 压弯构件的平面外弯扭失稳 82

3.3.3 压弯构件的稳定理论在设计中的应用 89

参考文献 91

4 板件的稳定性 92

4.1 采用小挠度理论时薄板的弹性曲面微分方程 92

4.1.1 采用小挠度理论的基本假定 93

4.1.2 弹性曲面微分方程 93

4.1.3 单向均匀受压简支板的弹性失稳荷载 95

4.2 能量法计算板的弹性失稳荷载 97

4.2.1 板屈曲问题的总势能 97

4.2.2 瑞利-里兹法 98

4.2.3 伽辽金法 99

4.3 不同面内荷载作用下板的弹性失稳 101

4.3.1 单向非均匀受压板的弹性失稳 101

4.3.2 均匀受剪板的弹性失稳 102

4.3.3 一个边缘受压四边简支板的临界应力 103

4.4 薄板稳定理论在钢构件设计中的应用 104

4.4.1 轴心受压构件中板件的局部稳定设计 104

4.4.2 受弯构件中板件的局部稳定设计 105

4.4.3 压弯构件中板件的局部稳定设计 110

4.5 焊接工字钢梁腹板考虑屈曲后强度的计算 113

4.5.1 焊接工字钢梁抗剪承载力计算 113

4.5.2 焊接工字钢梁抗弯承载力计算 114

4.5.3 弯矩和剪力共同作用下焊接工字钢梁承载力的计算 115

4.5.4 考虑腹板屈曲后强度的加劲肋设计 116

4.6 板的弹塑性屈曲 117

4.6.1 板件弹塑性屈曲的基本假定 117

4.6.2 材料的应力-应变关系 117

4.6.3 板件弹塑性屈曲的平衡方程和屈曲荷载 118

4.6.4 板件弹塑性屈曲荷载的近似计算法 119

4.6.5 残余应力和初弯曲对板屈曲的影响 120

参考文献 123

5 多高层钢框架结构的稳定性 124

5.1 国内外多高层钢结构的发展 124

5.2 多高层钢框架结构的分类及特点 127

5.3 钢框架结构分析方法的发展、整体稳定性计算方法及现行规范推荐的分析法 128

5.3.1 钢框架结构分析方法的发展 128

5.3.2 钢框架结构整体稳定性计算方法 130

5.3.3 现行规范推荐的分析法 146

5.4 保证钢框架结构稳定性的措施 149

5.4.1 保证地基基础的稳定性和承载力 149

5.4.2 提高钢框架结构的整体抗弯刚度 149

5.4.3 提高构件和节点的承载力 150

5.4.4 减小施工误差 150

5.4.5 减小P-△效应的影响 152

参考文献 153

6 钢拱结构的稳定性 156

6.1 钢拱结构的分类及应用 156

6.1.1 钢拱结构的分类 156

6.1.2 钢拱结构的应用 157

6.2 钢拱结构整体稳定性分析方法 158

6.3 钢拱结构的屈曲形式 159

6.3.1 平面内屈曲 159

6.3.2 平面外屈曲 160

6.4 实腹式钢拱的稳定性能 161

6.4.1 纯压拱的弹性稳定 161

6.4.2 纯压拱的弹塑性稳定 165

6.4.3 有弯矩拱的稳定性 166

6.4.4 实腹式圆弧形拱在均布径向荷载作用下的平面外稳定 167

6.5 实腹式钢拱稳定性设计 168

6.5.1 平面内整体稳定性设计 168

6.5.2 平面外整体稳定性设计 169

6.6 钢管桁架拱结构的稳定性能 169

6.6.1 钢管桁架拱结构的屈曲形式 169

6.6.2 钢管桁架拱结构的弹性稳定性 170

6.6.3 钢管桁架拱结构的弹塑性稳定性 173

6.7 钢管桁架拱结构的稳定性设计 176

6.8 提高钢拱结构稳定性的措施 177

6.8.1 提高钢拱结构平面内稳定性的措施 177

6.8.2 提高钢拱结构平面外稳定性的措施 178

参考文献 178

7 钢网壳结构的稳定性 180

7.1 钢网壳结构稳定性的特点及应用 180

7.1.1 钢网壳结构稳定性的特点 180

7.1.2 钢网壳结构稳定性的应用 182

7.2 钢网壳结构的形态与整体稳定性的关系 183

7.2.1 钢网壳结构的曲面形状与整体稳定性的关系 183

7.2.2 钢网壳结构曲面扁率与整体稳定性的关系 183

7.2.3 钢网壳结构网格体系与整体稳定性的关系 185

7.3 钢网壳结构整体稳定性分析与评判标准 186

7.3.1 钢网壳结构整体稳定性分析方法——连续的拟壳法 186

7.3.2 钢网壳结构整体稳定性分析方法——离散化有限元法 191

7.3.3 钢网壳结构整体稳定性的评判标准 193

7.3.4 网壳结构整体稳定性分析的内容与步骤 197

7.4 工程实例分析 197

7.4.1 单层球面浅网壳的整体稳定性 197

7.4.2 大矢跨比单层球面网壳结构的整体稳定性 200

7.4.3 单层柱面网壳结构的整体稳定性 202

7.5 影响网壳结构整体稳定性的主要因素及提高网壳结构整体稳定性的措施 207

7.5.1 影响网壳结构整体稳定性的主要因素 207

7.5.2 提高网壳结构整体稳定性的措施 209

参考文献 209

8 弦支结构的稳定性 211

8.1 弦支结构的分类和工程应用 211

8.1.1 弦支结构的分类 211

8.1.2 弦支结构的工程应用 215

8.2 平面弦支结构的整体稳定性 218

8.2.1 概述 218

8.2.2 平面弦支结构的构件稳定性分析 218

8.2.3 平面弦支结构的整体稳定性分析 220

8.2.4 提高平面弦支结构稳定性的措施 222

8.3 空间弦支结构的整体稳定性 223

8.3.1 分析方法 223

8.3.2 空间弦支结构的整体稳定性评判标准 223

8.3.3 算例分析 224

8.3.4 提高弦支穹顶结构稳定性的措施 226

参考文献 229

9 钢桥的稳定性 230

9.1 概述 230

9.1.1 钢桥的发展历史 230

9.1.2 钢桥的结构形式及其受力特点 234

9.1.3 钢桥的材料 237

9.1.4 钢桥失稳工程实例分析 237

9.2 钢桥的稳定性分析 239

9.2.1 钢桥稳定问题的分类和基本计算方程 239

9.2.2 钢桥构件稳定的设计方法 240

9.3 不同形式钢桥结构的稳定性 243

9.3.1 拱桥的稳定性 243

9.3.2 斜拉桥的稳定性 244

9.3.3 悬索桥的稳定性 247

9.4 钢桥施工过程中的稳定性 252

9.4.1 施工阶段的稳定安全系数 252

9.4.2 钢桥施工过程及稳定性分析 252

9.4.3 钢桥施工过程中稳定性的影响因素 254

9.5 提高钢桥稳定性的措施 255

参考文献 256

附录 258

附录1 轴心受压构件的稳定系数 258

附录2 无侧移框架柱的计算长度系数μ 261

附录3 有侧移框架柱的计算长度系数μ 262

附录4 实腹截面钢拱平面内稳定系数 263

附录5 圆弧形两铰钢管桁架拱的平面内稳定系数 275

附录6 轴心受压构件的纵向弯曲系数 280