《结构稳定理论》PPT课件

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1、结构稳定理论张其林2012年2月第一章、稳定问题的基本概念第二章、屈曲和后屈曲特性第三章、分枝型失稳临界荷载的相关准则第四章、后屈曲阶段屈曲模式的相互作用第五章、拱和网壳的稳定特点和设计第六章、平面桁架体系的平面外稳定性72mx120m煤棚整体失稳河南安阳信益电子玻璃有限公司工地架脚手架河南省体育馆（九级风屋面破坏）山东兖州一厂房上海安亭镇某厂房福清市54m厂房金属拱型波纹屋面反对称失稳宁波北仑区小港镇一39.8m跨度厂房马来西亚一体育场（2009）第一章稳定问题的基本概念一、结构的稳定和平衡二、结构稳定问题的类型三

2、、结构稳定问题的定义四、结构稳定问题的判别准则五、初始后屈曲性能和后屈曲性能第一章稳定问题的基本概念一、结构的稳定和平衡稳定是关于结构平衡状态性质的定义：——平衡指结构处于静止或匀速运动状态；——稳定指结构原有平衡状态不因微小干扰而改变，失稳指结构因微小干扰而失去原有平衡状态、并转移到另一新的平衡状态。二、结构稳定问题的类型（一）按作用类型：静力稳定和动力稳定1.静力稳定：分枝型、极值型、屈曲后极限破坏、跳跃型、缺陷敏感型。2.动力稳定：弛振和涡振、参数激振、共振、强迫振动。（二）按破坏部位：整体稳定、局部稳定、整体稳定和局部稳定的

3、相互作用1.整体稳定2.局部稳定3.整体稳定和局部稳定的相互作用（三）按缺陷影响：缺陷敏感型、缺陷不敏感型（四）按材料状态：弹性稳定、弹塑性稳定三、结构稳定问题的定义（一）静力稳定问题的定义稳定：施加微小干扰，结构偏离当前平衡状态，但最终仍能得到恢复；临界：施加微小干扰，结构改变到新的平衡状态；不稳定：施加微小干扰，结构失去平衡。（二）一般稳定问题的定义稳定：给定初始条件微小偏差，结构运动轨迹偏差y()始终小于有限小值；不稳定：给定初始条件微小偏差，结构运动轨迹的偏差y()大于有限小值；四、结构稳定问题的判别准则（一）能

4、量准则——适用于保守系统保守系统：体系变位后，力系做的功仅与始、末位置有关，与中间过程无关。——力是保向的，不改变方向。平衡状态时，由虚功原理，给定微小的可能位移时，内外力系所作的总功为零：其中，外力功等于外荷载势能增量的负值，即：内力功等于体系弹性势能增量的负值，即：平衡条件：为体系的总势能，平衡状态时，体系总势能的一阶变分为零，总势能为驻值——总势能驻值原理。平衡状态的稳定性通过总势能的二阶变分确定。稳定的平衡状态时，总势能为最小值——总势能最小原理。能量准则：（1）体系的平衡状态由的条件确定；（2）当时，该平衡状态是稳定的；当

5、时，是不稳定的；当时，是随遇的。弹性势能：外荷载势能：体系总势能：<1时，对任何，2>0，体系是稳定的；=1时，在=0这一点，2=0，体系随遇。0时，2>0，体系稳定。>1时，2可能为正、为负或为零，取决于值。稳定临界面方程：荷载——位移曲线平衡曲线荷载——位移曲线平衡曲线（二）静力准则体系处于某一平衡位置，如果与其无限接近的相邻位置也是平衡的，则所探讨的平衡位置是随遇的。只能确定体系的临界状态。平衡状态：相邻位置+*处（*<<1）：临界状态：（三）运动准则体系因某种干扰绕所讨论的平衡位置作微小自

6、由振动，其振动频率与体系上荷载有关，当荷载趋近其临界值时，振动频率趋近于零。可确定保守和非保守系统的屈曲荷载。令M0=0，当处于临界状态时，=0，五、初始后屈曲性能和后屈曲性能（一）初始后屈曲性能结构临界点或分枝点附近的平衡状态特性称为初始后屈曲特性。（二）后屈曲性能结构在临界点或分枝点后的平衡路径，包括二次及高次屈曲点及屈曲后的平衡路径。对于结构工程问题，仅需研究结构的初始后屈曲特性。第二章屈曲和后屈曲特性一、理想构件的失稳和屈曲后性能二、结构的初始缺陷敏感性三、跳跃型失稳四、判断后屈曲性能的实用方法第二章屈曲和后屈曲特性一、理

7、想构件的失稳和屈曲后性能１、对称分枝型失稳——稳定的后屈曲性能平衡路径：和　　　关于　　轴对称：对　　　采用Talyor级数展开，得：　　　　　　，从　　可见：结构具有稳定的后屈曲性能；从　　可见：结构具有稳定的初始后屈曲性能。２、对称分枝型失稳——不稳定的后屈曲性能绕A点的平衡条件为：平衡路径：对　　　采用Talyor级数展开，得：　　　　　　　，从　　可见：结构具有不稳定的后屈曲性能；从　　可见：结构具有不稳定的初始后屈曲性能。和　　　关于　　轴对称：３、不对称分枝型失稳——稳定和不稳定的后屈曲性能Talyor级数展开，从　　可

8、见：　　　　结构具有不稳定的后屈曲性能；从　　可见：　　　　结构具有不稳定的初始后屈曲性能；后屈曲性能稳定初始后屈曲性能稳定。４、小结（１）对称：Talyor级数展开后，　项消失，可考虑　　项；不对称，Talyor级数展开后，可仅考虑