受压构件的稳定性教学案例.ppt

《土木工程力学基础》(少学时)受压构件的稳定性本单元学****目标一、能够认识到压杆失稳的危害性二、能叙述压杆失稳的概念三、能够分析影响受压构件稳定性的因素四、能够阐述提高压杆稳定性的措施九江长江大桥——跨越长江的公铁两用(4车道加双线)桥。主跨216米,为中国当时铁路钢桥跨度之最。钢梁设双层桥面,上层公路下层铁路。细长压杆看完上面两个图片,我们知道桁架结构当中的杆件都属于轴向拉压杆件,根据我们前面所学的知识,对于轴向拉压杆件尺寸应该按照前面轴向拉压杆的强度条件进行设计,但是对于这些细长杆件我们除了进行拉压强度计算是不够的,还必须要考虑稳定性的问题,这就是我们本单元要考虑的问题。?2010年1月3日,云南建工集团市政公司承建的昆明新机场配套引桥工程,浇筑混凝土过程中突然发生支架垮塌事故,,,支撑高度约为8米,事发时,作业面下有40多人。截至1月3日20时30分昆明新机场配套引桥工程支架垮塌事故共造成7人死亡,26人轻伤,8人重伤。下图为事故现场图片。据初步分析,昆明新机场建设工地航站区A3标东引桥垮塌,是浇灌混凝土过程中其中一段支撑体系失稳。事故现场照片读一读历史上的失稳事件历史上也曾发生过多次由于压杆失稳而导致的重大事故。例如:1891年瑞士一座长42m的桥,当列车通过时,因结构失稳而坍塌,12节车厢中的7节落入河中,200多人死亡。1907年加拿大魁北克省圣劳伦斯河上的钢结构大桥,在施工中,由于桁架中一根受压弦杆的突然失稳,造成了整个大桥的倒塌,九千吨钢结构变成了一堆废铁,在桥上施工的86名工人中有75人丧生。此外,1925年原苏联的莫兹尔桥和1940年美国的塔科马桥的毁坏,也都是由压杆失稳引起的重大工程事故。因此,稳定问题在工程中占有重要地位。???一、受压构件平衡状态的稳定性。压杆——受轴向压力的直杆叫做压杆。失稳——在一定轴向压力作用下,细长直杆突然丧失原有直线平衡形态的现象叫做压杆失去稳定性,简称失稳,又称屈曲。压杆的稳定性——细长压杆在轴向力作用下保持其原有直线平衡状态的能力。1、压杆稳定的概念临界状态——从稳定平衡过度到不稳定平衡的特定状态成为临界状态。临界力——临界状态下作用的压力Pcr称为临界力。它是判别压杆是否会失稳的重要指标。当P<Pcr时,平衡是稳定的;P>Pcr时,平衡是不稳定的。2、临界力的欧拉公式式中:E——材料的弹性摸量l——杆的长度,μl称为计算长度I——杆件横截面的最小惯性矩μ——长度系数,与压杆两端的约束条件有关