【摘要】:稳定是对结构平衡状态性质的一种描述,处在平衡状态的结构并非都是稳定的,力学平衡是结构分析计算中必须遵循的一个基本准则,也是结构分析的基础方法。图1.1平衡状态的特性求解结构稳定问题,往往需要分析结构在荷载作用下图1.1所示的临界平衡状态,通过对该临界平衡状态进行分析求解该临界点上的承载力,即结构的稳定承载力。
稳定是对结构平衡状态性质的一种描述,处在平衡状态的结构并非都是稳定的,力学平衡是结构分析计算中必须遵循的一个基本准则,也是结构分析的基础方法。为了阐述清楚结构稳定状态这一基本问题,用图1.1所示的分别处于3种不同位置的小球来说明结构平衡状态的稳定性,这3种不同的情况分别代表了“稳定”“不稳定”和“临界平衡”3种平衡状态[5]。对于图1.1(a)中初始位置位于最底部的小球,若给它施加一个小的扰动,小球就会向左或者向右离开原来所处的底部位置,若取消此外部干扰后,小球就会回到最初始的底部位置,此时小球所处的这种状态称为稳定平衡状态;对于图1.1(b)中初始位置位于最顶部的小球,同样给它施加一个小的干扰,小球就会离开最顶部的初始位置向下移动,若取消该外部干扰,小球无法回到初始位置,即无法回到最顶端位置,此时小球所处的这种状态称为不稳定平衡状态;对于图1.1(c)中所处位置的小球,若仍然给其施加一个小的扰动,小球会离开初始位置,取消外部干扰后,小球无法回到初始位置,此时小球处于一种新的界限平衡状态,称为临界平衡状态。
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图1.1 平衡状态的特性
求解结构稳定问题,往往需要分析结构在荷载作用下图1.1(c)所示的临界平衡状态,通过对该临界平衡状态进行分析求解该临界点上的承载力,即结构的稳定承载力。对结构稳定承载力的求解,应按照二阶理论来计算内力[6,7],属于二阶非线性问题,即此时荷载与变形之间已不是线性关系而呈现出非线性关系的现象。对结构强度问题的求解应按照一阶理论进行分析计算,属于线性问题,此时荷载与变形之间是线性关系。
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