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五单元受压构件的稳定性 土木工程力学基础多学时.pptx

发布:2020-02-23约2.54千字共20页下载文档
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单元学习目标1.能够认识到压杆失稳的危害性2.能叙述压杆失稳的概念3.能够分析影响受压构件稳定性的因素4.能够阐述提高压杆稳定性的措施5.在小组学习中能够收集资料并提出解决问题的方法、措施【读一读】昆明在建新机场立交桥垮塌事故2010年1月3日,云南建工集团市政公司承建的/view/1704321.htm昆明新机场配套引桥工程,发生支架垮塌事故,事故共造成7人死亡 ,26人轻伤,8人重伤。 事故简介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,垮塌长度约38.5米,宽为13.2米 ,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。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。历史上的失稳事件 1.1891年瑞士一座长 42 m 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。2.1907 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。3.1925 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。 【想一想】1.什么是失稳?2.如何提高受压构件的稳定性?3.从力学的角度分析模板支架坍塌的 技术原因。一.受压构件平衡状态的稳定性1.压杆稳定的概念 失稳——在一定轴向压力作用下,细长直杆突然丧失其原有直线平衡形态的现象。 压杆稳定——细长压杆具有保持其原有直线平衡形态的能力。稳定平衡不稳定平衡GGNN一.受压构件平衡状态的稳定性2.受压杆件平衡状态分析 当P Pcr时,平衡是稳定的;当P≥Pcr时,平衡是不稳定的。 压杆的稳定性——是指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。二.影响受压构件稳定性的因素1.临界力的欧拉公式式中:E —— 材料的弹性模量 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 长度系数μ与压杆两端的约束条件有关。 即: 两端固定: μ= 0.5 一端固定一端铰支: μ= 0.7 两端铰支:μ= 1 一端固定一端自由:μ= 2二.影响受压构件稳定性的因素临界应力式中:λ称为压杆的柔度或细长比, λ综合反映了杆长、约束条件、截面尺寸和形状对临界应力的影响。 i为惯性半径, 二.影响受压构件稳定性的因素2.影响压杆稳定性的因素压杆的稳定性取决于临界应力的大小。 影响受压构件稳定性的主要因素有:①受压构件的长度②选取的截面形状③受压构件两端的支撑情况④受压构件选用的材料二.影响受压构件稳定性的因素3.提高受压构杆稳定性的措施(1)减小压杆的长度 (2)改善杆端支承,可减小长度系数μ (3)选择合理的截面形状,尽量增大惯性矩 二.影响受压构件稳定性的因素3.提高受压构杆稳定性的措施(4)选择适当的材料(5)改善结构受力情况斜杆受压斜杆受拉三.受压构件的稳定性问题1.压杆稳定条件式中:P ——实际作用在压杆上的压力; Pcr——压杆的临界压力; Kw ——稳定安全系数,是随 λ 而变化的。 λ 越大,杆越细长,所取安全系数Kw也越大。 2.受压构件稳定性分析实例模板支架发生坍塌的技术原因分析分析:发生坍塌的技术原因,主要是出现了以下两种情况:1.架体或其杆件、节点实际受到的荷载作用超过了其实际具有的承载能力,特别是稳定承载能力。2.架体由于受到了不应有的荷载作用(侧力、扯拉、扭转、冲砸等),或者架体发生了不应有的设置与工作状态变化(倾斜、滑移和不均衡沉降等),招致发生非原设计受力状态的破坏。测试题填空题1.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称为 。2.在一定轴向压力作用下,细长直杆突然丧失其原有直线平衡形态的现象叫做压杆 。3. 压杆失稳与强度破坏,就其性质而言是完全不同的,导致压杆失稳的压力比发生强度破坏时的压力要 得多。因此,对细长压杆必须进行 计算。测试题填空题4. 柔度是压杆稳定计算中的一个十分重要的几何参数。柔度综合反映了 、 、 对临界应力的影响。λ越大,表示压杆越 ,临界应力就越 ,临界力也就越小,压杆就越易 。5.影响受压构件稳定性的主要因素有受压构件的 ,选取的截面 ,受压构件两端的 情况以及所选用的 。6. 提高受压构杆稳定性的措施主要有: 压杆的长度; 长度系数 μ;选择合理的 ;选择适当的 ;改善结构 情况。学习项目五项目的工程背景:各类施工支架在承载和使用中发生坍塌时,大多都会造成相当严重的后果。
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