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钢结构失稳的处理技巧和加固办法分析
日期:2022-09-01 人气:684 收藏

       钢结构加固的原因有部分是因为失稳,或者说失稳是造成钢结构事故的元凶之一,那么再设计之初,对于钢结构的失稳如何进行计算的就显得非常重要了,结构的失稳有两种基本形式:分支点失稳、极值点失稳。

(1)第一类稳定问题(分支点失稳)

当荷载逐渐增加时,结构原有的平衡形式被破坏了,并出现了与原平衡形式有本质区别的新的平衡形式,由稳定平衡转变为不稳定平衡,出现了稳定性的转变。分支点是平衡状态从稳定转变为不稳定的分界点。在分支点处,既可在初始位置处平衡,亦可在偏离后新的位置平衡,即平衡具有二重性。

(2)第二类稳定问题(极值点失稳)

虽不出现新的变形形式,但钢结构原来的变形将增大或材料的应力超过其许可值,结构不能正常工作。失稳前后变形性质没有发生变化,力—位移关系曲线存在极值点,达到极值点的荷载使变形迅速增长,导致结构压溃。

按结构失稳时材料所处的工作阶段来说,结构失稳可分为:弹性失稳、弹塑性失稳、塑性失稳三种。其中结构的弹性失稳主要类型有分支点失稳(第一类失稳)和极值点失稳(第二类失稳)两种。此外,有些结构(如承受均布荷载的扁平拱等)还可能发生更复杂的跳跃式失稳(称为第三类失稳)。

在对结构稳定和失稳的概念和形式有了初步了解后,我们现在来看下,结构稳定性如何分析。目前,国内外在结构稳定性方面都取得了一定的成果,发明了如弧长法、广义逆法、人工弹簧法、自动求解技术、能量平衡技术等结构稳定性分析方法,但是,这些方法在具体的结构工程应用中,仍然存在很多难点。

在实际的结构工程中,为了快速对结构稳定性进行分析,我们一般会采用结构分析软件STAAD,对结构稳定性进行分析。STAAD不仅能通过算法对结构稳定性进行分析,还能分析各种结构静力载荷、动力响应、风力和地震作用等。下面,我们一起看下STAAD有哪些具体功能。

STAAD 是一个全面集成的有限元分析和设计解决方案,包括良好的用户界面、可视化工具和guoji设计规范。能用于分析受静力载荷、动力响应、土壤结构相互作用或风力、地震及移动载荷影响的几乎所有结构类型。

STAAD 拥有80多种guoji代码,能用于:

1.分析重力和横向载荷

为各种载荷条件设计和分析简单或复杂结构,包括由重力引起的载荷(如恒载和活载)、跨越条件以及包括风力和地震在内的横向载荷。

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2.遵循抗震要求

根据相关建筑规范设计和详细设计抗震系统,生成抗震载荷。在设计元素和设计框架及更大的结构系统(如果适用)时考虑这些作用力。在按比例分配和详细设计元素时,遵循所选设计规范的延展性要求。

3设计和分析结构模型

快速为整个结构建模,包括甲板、板、板缘和开口、梁、柱、墙、支架、扩展和连续基脚及承台。高效自动执行多个费时的设计和分析任务,并生成文档已就绪的实用系统和组件设计。

4.借助有限元进行设计和分析

使用我们zuixian进的有限元分析来准确高效地完成整个建筑结构的分析、设计和制图。使用我们的快速求解器减少或消除等待结果的时间。

5.设计梁、柱和墙

优化或分析梁、柱和墙的重力和横向载荷,以快速获得安全经济的设计。充满自信地生成符合美国标准以及许多guoji设计规格和建筑规范的设计。

6.检查冷弯型截面设计

使用综合的冷弯型截面库设计轻型钢构件,无需使用单独的专用应用程序。

7.设计抗侧力框架

对斜撑框架和抗弯框架执行抗震和风力建筑规范检查。为您的结构项目快速获取安全可靠的设计。

8.guoji标准的设计

在您的产品设计中,使用广泛的guoji标准与规格,扩展您的业务实践,利用全球的设计机会。受益于guoji标准的广泛支持,充满信心的完成您的设计。

9.生成设计载荷和载荷组合

使用内置载荷生成器将规范要求的风力和抗震载荷应用于结构中。基于结构几何图形、批量和选定建筑规范条款,自动计算相关载荷参数,而无需单独手动计算。使用载荷组合生成器将这些横向载荷工况与重力和其他类型的负荷组合起来。

10.导入在 DXF 中创建的截面图形状

快速导入在 DXF 工程图中详细设计的以公制或英制自定义的截面剖面图。或者使用简单的关键尺寸或从一系列标准库中选取的标准来定义常规形状。

由于结构体系中存在受压构件,所以结构也有可能发生稳定问题。而且,结构出平面的稳定变得格外的敏感。通过对该体系的稳定模态的分析发现,结构的第一失稳模态就是出平面的。

  在桁架节点上施加水平荷载,得到结构的荷载位移曲线为:结构首xian发生平面外的失稳,结构第一级失稳模态的稳定安全系数6.99,若加荷系数减少,非线性计算可以跟踪到结构高阶失稳模态。

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