結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論

前言

　　“結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論”課程是土木工程專業(yè)本科教學(xué)中的一門專業(yè)基礎(chǔ)課，是“鋼結(jié)構(gòu)”專業(yè)課的先修課程?！敖Y(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論”課程難度較大、學(xué)時(shí)較少，又由于較多地涉及抽象的力學(xué)理論，使學(xué)生難學(xué)、老師難教，如何教好這門課程是編者多年探索的問題。本書是編者根據(jù)多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在講義的基礎(chǔ)上逐步精煉修改而成的，是一本適合高等學(xué)校建筑工程、交通土建專業(yè)高年級(jí)本科生的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)研究生、教師和工程技術(shù)人員的參考書?！　”緯哂幸韵聝蓚€(gè)特點(diǎn)：　　（1）不追求全面系統(tǒng)地介紹結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，而是緊密結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)課程所涉及的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題，有針對(duì)性地介紹結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的基本原理和常用的臨界荷載計(jì)算方法，使讀者在后續(xù)鋼結(jié)構(gòu)課程學(xué)習(xí)中能夠準(zhǔn)確理解鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計(jì)理論和設(shè)計(jì)公式的來龍去脈。與其他結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論著作相比較，本書舍棄了一些復(fù)雜的、與鋼結(jié)構(gòu)課程不直接相關(guān)的內(nèi)容，使讀者能在有限的學(xué)時(shí)內(nèi)構(gòu)建起結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的知識(shí)結(jié)構(gòu)。　?。?）盡量以材料力學(xué)、結(jié)構(gòu)力學(xué)和彈性力學(xué)基本知識(shí)為基礎(chǔ)，深入淺出地分析鋼結(jié)構(gòu)的屈曲現(xiàn)象和屈曲特性，探索采用簡(jiǎn)單的方法解決問題，避免復(fù)雜的力學(xué)理論，使讀者容易理解和接受?！　∪珪卜?章，主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題概述、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計(jì)算的能量法、軸心受壓桿件的整體穩(wěn)定、桿件的扭轉(zhuǎn)與梁的彎扭屈曲、受壓桿件的扭轉(zhuǎn)屈曲與彎扭屈曲、壓彎桿件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定、剛架的穩(wěn)定及薄板的屈曲。其中，第1～5章由蘭州大學(xué)周緒紅執(zhí)筆，第6～8章由長(zhǎng)安大學(xué)鄭宏執(zhí)筆。全書由周緒紅統(tǒng)稿?！　≡诒緯帉戇^程中，引用了大量的參考文獻(xiàn)。湖南大學(xué)賀擁軍教授對(duì)書稿提出了寶貴意見。在此，謹(jǐn)向所有文獻(xiàn)作者和賀擁軍教授表示衷心的感謝！

內(nèi)容概要

本書是新世紀(jì)土木工程系列教材之一。本書緊密結(jié)合鋼結(jié)構(gòu)課程所涉及的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題，介紹了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的基本原理和計(jì)算臨界荷載的常用方法。全書共8章，主要內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題概述、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計(jì)算的能量法、軸心受壓桿件的整體穩(wěn)定、桿件的扭轉(zhuǎn)與梁的彎扭屈曲、受壓桿件的扭轉(zhuǎn)屈曲與彎扭屈曲、壓彎桿件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定、剛架的穩(wěn)定及薄板的屈曲。本書可作為高等學(xué)校土木工程專業(yè)高年級(jí)本科生教材，也可供相關(guān)專業(yè)的研究生、教師和工程技術(shù)人員參考。

作者簡(jiǎn)介

周緒紅，漢族，1956年10月生，湖南南縣人，博士，教授、博士生導(dǎo)師。現(xiàn)任蘭州大學(xué)校長(zhǎng)，曾任長(zhǎng)安大學(xué)校長(zhǎng)、湖南大學(xué)副校長(zhǎng)。擔(dān)任的社會(huì)職務(wù)有：中國(guó)鋼結(jié)構(gòu)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)，中國(guó)公路學(xué)會(huì)副理事長(zhǎng)，中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)常務(wù)理事，中國(guó)工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會(huì)輕型鋼結(jié)構(gòu)委員會(huì)副主任委員，

書籍目錄

第1章 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題概述1.1 引言1.2 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題及其分類1.3 判斷平衡的穩(wěn)定性準(zhǔn)則與確定臨界荷載的基本方法1.3.1 靜力準(zhǔn)則與靜力法1.3.2 能量準(zhǔn)則與能量法1.3.3 動(dòng)力準(zhǔn)則與動(dòng)力法1.4 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題與強(qiáng)度問題的區(qū)別習(xí)題第2章 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計(jì)算的能量法2.1 引言2.2 鐵摩辛柯能量法2.3 勢(shì)能駐值原理和最小勢(shì)能原理2.4 瑞利-里茲法2.5 迦遼金法習(xí)題第3章 軸心受壓桿件的整體穩(wěn)定3.1 引言3.2 軸心受壓桿件的彎曲失穩(wěn)3.2.1 理想軸心受壓桿件彎曲失穩(wěn)的臨界荷載.3.2.2 彈塑性彎曲失穩(wěn)3.2.3 初彎曲（初撓度）的影響3.2.4 初偏心的影響3.2.5 殘余應(yīng)力的影響3.2.6 有彈性支承的軸心受壓桿件的穩(wěn)定3.2.7 變截面軸心壓桿的穩(wěn)定3.3 格構(gòu)式軸心受壓桿件的穩(wěn)定3.3.1 剪切變形對(duì)臨界力的影響3.3.2 綴條式軸心受壓桿件的臨界荷載3.3.3 綴板式軸心受壓桿件的臨界荷載習(xí)題第年章 桿件的扭轉(zhuǎn)與梁的彎扭屈曲4.1 引言4.2 自由扭轉(zhuǎn)4.3 約束扭轉(zhuǎn)4.3.1 約束扭轉(zhuǎn)的平衡微分方程4.3.2 約束扭轉(zhuǎn)的翹曲正應(yīng)力與翹曲切應(yīng)力4.4 梁的彎扭屈曲4.5 用能量法計(jì)算工字梁的彎扭屈曲臨界荷載4.5.1 均勻彎矩作用、兩端簡(jiǎn)支的工字梁4.5.2 均勻彎矩作用、兩端固定的工字梁習(xí)題第5章 受壓桿件的扭轉(zhuǎn)屈曲與彎扭屈曲5.1 引言5.2 軸心壓桿的扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲5.2.1 扭轉(zhuǎn)屈曲5.2.2 彎扭屈曲5.2.3 計(jì)算彎扭屈曲的換算長(zhǎng)細(xì)比法5.3 偏心壓桿的彎扭屈曲5.4 用能量法計(jì)算開口薄壁軸心壓桿的屈曲荷載5.5 用能量法計(jì)算開口薄壁偏心壓桿的屈曲荷載習(xí)題第6章 壓彎桿件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定6.1 引言6.2 橫向均布荷載作用的壓彎桿件6.3 橫向集中荷載作用的壓彎桿件6.4 兩端等彎矩作用的壓彎桿件6.5 壓彎桿件的等效彎矩系數(shù)6.6 壓彎桿件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算習(xí)題第7章 剛架的穩(wěn)定7.1 引言7.2 平衡法計(jì)算剛架的臨界荷載7.3 考慮軸力效應(yīng)的轉(zhuǎn)角位移方程7.3.1 無側(cè)移彈性壓彎桿件的轉(zhuǎn)角位移方程7.3.2 有側(cè)移彈性壓彎桿件的轉(zhuǎn)角位移方程7.4 用位移法計(jì)算剛架的臨界荷載7.5 單層剛架柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)習(xí)題第8章 薄板的屈曲8.1 引言8.2 薄板屈曲的小撓度理論8.2.1 采用小撓度理論的三個(gè)假定8.2.2 薄板的力矩位移方程——物理?xiàng)l件與幾何條件8.2.3 薄板屈曲的平衡微分方程8.3 平衡法求解單向均勻受壓四邊簡(jiǎn)支板的臨界荷載8.4 用瑞利-里茲法計(jì)算薄板的臨界荷載8.4.1 求解薄板屈曲問題的瑞利-里茲法8.4.2 均勻受壓三邊簡(jiǎn)支一邊自由矩形板的屈曲荷載8.4.3 非均勻受壓四邊簡(jiǎn)支矩形薄板的屈曲荷載8.5 用迦遼金法計(jì)算薄板的臨界荷載8.5.1 求解薄板屈曲問題的迦遼金法8.5.2 均勻受壓兩加載邊簡(jiǎn)支、兩非加載邊固定的矩形板的屈曲荷載8.5.3 均勻受剪四邊簡(jiǎn)支矩形板的屈曲荷載習(xí)題參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

　　結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題概述　　1.1 引言　　鋼結(jié)構(gòu)因其優(yōu)良的性能被廣泛地應(yīng)用于多高層建筑、工業(yè)廠房、大跨度結(jié)構(gòu)、高聳構(gòu)筑物、輕型鋼結(jié)構(gòu)和橋梁結(jié)構(gòu)等。由于鋼材的強(qiáng)度高，所制成的構(gòu)件比較細(xì)長(zhǎng)、板件比較寬薄，容易發(fā)生整體失穩(wěn)或局部失穩(wěn)，因此穩(wěn)定問題是鋼結(jié)構(gòu)的突出問題?！　∫蚍€(wěn)定問題處理不當(dāng)造成的重大事故時(shí)有發(fā)生。1907年，加拿大圣勞倫斯河上的魁北克橋，在用懸臂法架設(shè)橋的中跨橋架時(shí)，由于懸臂的受壓下弦失穩(wěn)，導(dǎo)致橋架倒塌，9000t鋼結(jié)構(gòu)全部墜人河中，橋上施工人員75人罹難。美國(guó)哈特福德市（Hartford City）一座體育館的網(wǎng)架屋蓋，平面尺寸為92ilaXll0m，該體育館1971年開始施工，1975年建成，交付使用后于1987年1月18日突然坍塌。蘇聯(lián)古比雪夫列寧冶金廠鍛壓車間在1957年末，鋼屋架壓桿屈曲，導(dǎo)致1200m。屋蓋突然塌落。蘇聯(lián)在：1951-1977年期間所發(fā)生的59起重大鋼結(jié)構(gòu)事故中，有17起事故是由于結(jié)構(gòu)的整體或局部失穩(wěn)造成的。在我國(guó)，也發(fā)生了一些鋼網(wǎng)架、鋼桁架、門式剛架、輸電塔等鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)破壞的事故。由此可見，鋼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定設(shè)計(jì)不好，將會(huì)導(dǎo)致鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)破壞或重大事故，除了會(huì)造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，還會(huì)造成人員的傷亡?！　′摻Y(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中必須解決的重要問題，學(xué)習(xí)和掌握結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論及其設(shè)計(jì)方法，對(duì)保證鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的安全性至關(guān)重要?！　　?/pre>








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