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鋼結構失穩的處理技巧和加固辦法分析
日期:2022-09-01 人氣:13 收藏

       鋼結構加固的原因有部分是因為失穩,或者說失穩是造成鋼結構事故的元兇之一,那么再設計之初,對于鋼結構的失穩如何進行計算的就顯得非常重要了,結構的失穩有兩種基本形式:分支點失穩、極值點失穩。

(1)第一類穩定問題(分支點失穩)

當荷載逐漸增加時,結構原有的平衡形式被破壞了,并出現了與原平衡形式有本質區別的新的平衡形式,由穩定平衡轉變為不穩定平衡,出現了穩定性的轉變。分支點是平衡狀態從穩定轉變為不穩定的分界點。在分支點處,既可在初始位置處平衡,亦可在偏離后新的位置平衡,即平衡具有二重性。

(2)第二類穩定問題(極值點失穩)

雖不出現新的變形形式,但鋼結構原來的變形將增大或材料的應力超過其許可值,結構不能正常工作。失穩前后變形性質沒有發生變化,力—位移關系曲線存在極值點,達到極值點的荷載使變形迅速增長,導致結構壓潰。

按結構失穩時材料所處的工作階段來說,結構失穩可分為:彈性失穩、彈塑性失穩、塑性失穩三種。其中結構的彈性失穩主要類型有分支點失穩(第一類失穩)和極值點失穩(第二類失穩)兩種。此外,有些結構(如承受均布荷載的扁平拱等)還可能發生更復雜的跳躍式失穩(稱為第三類失穩)。

在對結構穩定和失穩的概念和形式有了初步了解后,我們現在來看下,結構穩定性如何分析。目前,國內外在結構穩定性方面都取得了一定的成果,發明了如弧長法、廣義逆法、人工彈簧法、自動求解技術、能量平衡技術等結構穩定性分析方法,但是,這些方法在具體的結構工程應用中,仍然存在很多難點。

在實際的結構工程中,為了快速對結構穩定性進行分析,我們一般會采用結構分析軟件STAAD,對結構穩定性進行分析。STAAD不僅能通過算法對結構穩定性進行分析,還能分析各種結構靜力載荷、動力響應、風力和地震作用等。下面,我們一起看下STAAD有哪些具體功能。

STAAD 是一個全面集成的有限元分析和設計解決方案,包括良好的用戶界面、可視化工具和guoji設計規范。能用于分析受靜力載荷、動力響應、土壤結構相互作用或風力、地震及移動載荷影響的幾乎所有結構類型。

STAAD 擁有80多種guoji代碼,能用于:

1.分析重力和橫向載荷

為各種載荷條件設計和分析簡單或復雜結構,包括由重力引起的載荷(如恒載和活載)、跨越條件以及包括風力和地震在內的橫向載荷。

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2.遵循抗震要求

根據相關建筑規范設計和詳細設計抗震系統,生成抗震載荷。在設計元素和設計框架及更大的結構系統(如果適用)時考慮這些作用力。在按比例分配和詳細設計元素時,遵循所選設計規范的延展性要求。

3設計和分析結構模型

快速為整個結構建模,包括甲板、板、板緣和開口、梁、柱、墻、支架、擴展和連續基腳及承臺。高效自動執行多個費時的設計和分析任務,并生成文檔已就緒的實用系統和組件設計。

4.借助有限元進行設計和分析

使用我們zuixian進的有限元分析來準確高效地完成整個建筑結構的分析、設計和制圖。使用我們的快速求解器減少或消除等待結果的時間。

5.設計梁、柱和墻

優化或分析梁、柱和墻的重力和橫向載荷,以快速獲得安全經濟的設計。充滿自信地生成符合美國標準以及許多guoji設計規格和建筑規范的設計。

6.檢查冷彎型截面設計

使用綜合的冷彎型截面庫設計輕型鋼構件,無需使用單獨的專用應用程序。

7.設計抗側力框架

對斜撐框架和抗彎框架執行抗震和風力建筑規范檢查。為您的結構項目快速獲取安全可靠的設計。

8.guoji標準的設計

在您的產品設計中,使用廣泛的guoji標準與規格,擴展您的業務實踐,利用全球的設計機會。受益于guoji標準的廣泛支持,充滿信心的完成您的設計。

9.生成設計載荷和載荷組合

使用內置載荷生成器將規范要求的風力和抗震載荷應用于結構中?;诮Y構幾何圖形、批量和選定建筑規范條款,自動計算相關載荷參數,而無需單獨手動計算。使用載荷組合生成器將這些橫向載荷工況與重力和其他類型的負荷組合起來。

10.導入在 DXF 中創建的截面圖形狀

快速導入在 DXF 工程圖中詳細設計的以公制或英制自定義的截面剖面圖?;蛘呤褂煤唵蔚年P鍵尺寸或從一系列標準庫中選取的標準來定義常規形狀。

由于結構體系中存在受壓構件,所以結構也有可能發生穩定問題。而且,結構出平面的穩定變得格外的敏感。通過對該體系的穩定模態的分析發現,結構的第一失穩模態就是出平面的。

  在桁架節點上施加水平荷載,得到結構的荷載位移曲線為:結構首xian發生平面外的失穩,結構第一級失穩模態的穩定安全系數6.99,若加荷系數減少,非線性計算可以跟蹤到結構高階失穩模態。

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