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结构工程师:中国结构师考试网整理钢结构构件的稳定

编辑整理：中国注册结构师考试网　文章日期：2007-8-3 1:27:25　阅读次数：次　打印

    一般地说，失稳与构件承受压力有关，因为在压力作用下，杆件会发生局部屈曲而导致构件的承载能力降低或全部丧失。一个夸张的例子能形象地说明这个现象，一根绳子，不论多么细，总能承受一定的抗力，但绳子不能承受任何压力，稍一施压，绳子便弯曲失稳了。受压失稳的现象也同样发生在柱与梁等结构构件上。
1．柱：压缩失稳
a.  短柱        短柱(假定不发生失稳)强度为 

                                Nf=Afy                         (1－2)
                                Nf---短柱承载能力
                                A----柱面积
                                fy---材料的屈服强度
 
图1－5 柱受力图
b.  长柱 
    由于长，柱在压力N作用下会产生弯曲变形，因此柱不但受压而且受弯。使杆件弯曲的荷载效应叫做弯矩。弯矩的大小等于力乘上一个相关的距离。在长柱受压的情况中，弯矩等于力N乘以相应的挠度，在跨中截面弯矩M=N×δ。当N增加时，挠度δ增大，从而M也增大。当N增至其临界值NE时，M也增加到相应的值。在NE和M的共同作用下，柱子处在失稳的平衡点上，任一微小的外界影响都会导致柱子失稳。NE被称为临界力，两端铰支的弹性柱的临界力NE为：
              NE=π2EI/L2    (1－3)
   式中π＝3.1416圆周率，E－材料的弹性模量
   I－截面惯性矩仅与截面大小和形状有关
    L－柱子长度
    柱子愈长，NE愈小，柱子愈短，NE愈大，当L小到某值使得NE大于或等于Nf时，则称柱子为短柱，短柱不会发生失稳破坏。由上式可见，NE与屈服强度fy无关，与弹性模量(变形模量)E有关。对于长柱，当荷载达到临界力时，对应的截面上的应力一般都小于fy。
也就是说    NE＜Nf