建筑力学 提高压杆稳定性有哪些措施


建筑力学 提高压杆稳定性有哪些措施

文章插图
首先援引课本中的“压杆稳定性的概念”:
“在第二章研究受压直杆时,认为其之所以破坏是由于强度不够造成的,即当横截面上的正应力达到材料的极限应力时,压杆就发生破坏 。实践表明,这对于粗而短的压杆是正确的,但对于细长的压杆,情况并非如此 。细长压杆的破坏并不是由于强度不够,而是由于荷载增大到一定数值后,不能保持其原有的直线平衡形式而失效 。”
故“提高压杆稳定性”即“令受压杆件能够更好地保持其原有的直线平衡形式”,表观上体现为“提高压杆临界力” 。由临界力公式
其中
π为圆周率
E为压杆材料的弹性模量 I为压杆截面的形心主惯性矩
μ为长度因数
L为压杆长度
杆件又分细长杆(大柔度杆)、中长杆(中柔度杆)、和短杆(小柔度杆)短杆实际上发生的是强度破坏 。
故要使crF增大,可以采取以下措施:
①采用合理的材料制作压杆(选择合适的E) 。选择弹性模量高的材料,如优质钢 , 各种复合材料等 。但是由于各种钢材的弹性模量相差不大,所以当细长压杆要选用钢材时,仅仅出于稳定性的要求而选用高强度钢材制作细长压杆是不经济的;对于中长杆采用高强度材料才能够比较明显地提高稳定性 。
②采用合理截面形式(使minI增大) 。由于杆件一般处于空间受力状态或双向平面受力状态,故压杆稳定性总是受限于稳定性最差的一个方向,即决定于截面的minI 。当截面面积不变时,可改变截面形状,尽量使其形心主惯性矩相等或相近,这样压杆在各个方向就具有相近的稳定性,下面举例说明:
由两个槽型钢组成的截面,左边的截面形式若间距控制得不好 , 会使得
YZII , 若将其换成右边的形式则可使得YZII,更有利于维稳 。
③减小相当长度和增强杆端约束(使L减小,μ减?。?。压杆的稳定性随杆长的增加而降低,因此应尽量降低杆的相当长度,例如在杆中间设置中间支承 。另,将杆端约束增强,可减小长度因数?值,亦可增强杆件稳定性 。例如在支座处焊接或铆接支撑钢板;将固定铰支座增强为固定端;在不同受力方向采用相同约束等 。
不对 。
压杆的稳定 , 是指受压杆件其平衡状态的稳定性 。压杆稳定时,截面的压应力不会超过压杆的比例极限 。
欧拉公式是在材料服从胡克定律的条件下导出的,因此,压杆的临界应力不应超过材料的比例极限 。欧拉公式适用条件就是:临界应力=π_Ε/λ_≤比例极限 。当临界应力=比例极限,则λ_=π_Ε/比例极限 , λ就是对一定材料地细长压杆,用欧拉公式确定临界应力时的柔度最小值,称为极限柔度 。