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文件名称:建筑工程力学:压杆稳定分析PPT教学课件.ppt
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总页数:30 页
更新时间:2025-06-05
总字数:约5.03千字
文档摘要

谢谢观看!THANKYOU!建筑工程力学项目五压杆稳定分析任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析任务三压杆稳定案例分析任务二提高压杆稳定性的措施分析1.掌握压杆稳定的提高措施2.掌握压杆稳定的应用学习重点项目五压杆稳定分析杆件可能因强度不足而破坏,也可能因杆件稳定性的丧失而破坏。因此在设计杆件(特别是受压杆件)时,除了进行强度计算外,还必须进行稳定计算以满足其稳定条件。任务导入任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析观察用一张A4纸横向和纵向卷成一个圆柱体,它们的半径相同,高度不同,在它们顶上放置同样的重物,随着重量的增加,我们会看到哪一个先破坏?请思考,若它们的半径不同,而高度相同又会有什么效果呢?【观察与思考】平衡状态的形式有以下三种:1.稳定平衡如某物体由于某种原因使其偏离它原来的平衡位置,而当这种原因消除后,它能够回到原来的位置,也就是说这种平衡状态是经得起干扰的,是稳定的平衡状态。注:微小扰动使小球离开原来的平衡位置,但扰动撤销后小球回复到平衡位置。注:微小扰动就使小球远离原来的平衡位置。一、物体的三种平衡状态任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析2.不稳定平衡状态如某物体由于某种原因使其稍微偏离它原来的平衡位置,而这种原因消除后,它不但不能回到其原来的位置,而且继续增大偏离位置;显然,这种平衡状态是经不起干扰的,是不稳定的平衡状态。3.随遇平衡状态如某物体由于某种原因使其稍微偏离它原来的平衡位置,而在这种原因消除后,它就停在新的位置不动,这种平衡状态称为随遇平衡状态。由于它是稳定平衡状态和不稳定平衡状态之间的一种平衡状态,因此又称为临界平衡状态。一、物体的三种平衡状态任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析设一细长弹性的等直杆,受轴向压力P作用。现要判断此杆所处的平衡状态。首先在杆上加一微小的横向干扰力Q,使杆件产生微弯曲,然后撤去干扰力,看杆轴线能否回到原直线位置,此时该杆件处于稳定平衡状态。二、压杆失稳的概念任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析如果杆件停留在干扰力给它的微弯曲位置而不动,此时该杆处于临界平衡状态。如果杆件不能回到原直线位置,而继续弯曲到一个新的曲线位置去平衡,则该杆件处于不稳定平衡状态。压杆稳定与不稳定与其所受的轴向的压力大小有关,设压杆稳定与不稳定的临界状态时所承受的轴向压力为临界压力或者临界力,用符号Plj表示。临界力Plj压杆稳定或不稳定的分界值。二、压杆失稳的概念任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析当P<Plj时,压杆处于稳定的平衡状态;当P=Plj时,压杆处于临界的平衡状态;当P>Plj时,压杆处于不稳定的平衡状态。在实际工程中所使用的压杆,如果处于不稳定的平衡状态,即使杆件的强度和刚度满足要求,也会因受到干扰而丧失稳定,最终导致破坏。通过试验得知:在材料服从胡可定律的条件下,可推导出细长压杆临界力的计算公式——欧拉公式,即:二、压杆失稳的概念任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析当材料处于弹性阶段时,细长压杆的临界力可用欧拉推导出的公式计算。即:式中:E——材料的弹性模量;I——截面的最小惯性矩;l——杆件的长度;μ——长度系数,按压杆两端的支撑情况而定。二、压杆失稳的概念任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析根据推导公式,临界力的大小与下列因素有关:(1)压杆的材料:钢柱的比木柱的大,因为钢柱的弹性模量E大。(2)压杆的截面形状与大小:截面大不易失稳,因为惯性矩I大。(3)压杆的长度l:长度大,易失稳;(4)压杆的支撑情况:不同支撑情况压杆的长度系数u不同。二、压杆失稳的概念任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析稳定问题与强度问题有以下几点不同:(1)研究稳定问题时,是根据压杆变形后的状态建立平衡方程的,而研究强度问题时,是忽略小变形,以变形前尺寸建立平衡方程的。(2)研究稳定问题主要通过理论分析与计算,确定构件所能承受的力(Pcr);而研究强度问题中,则是通过理论分析与计算确定构件内部的力(内力与应力),构件所能承受的力(如屈服极限和强度极限)是由实验确定的。知识拓展任务一受压构件平衡状态的认识及临界力计算分析压杆的临界应力或临界压力的大小,直接反映了压杆稳定性的高低。提高压杆稳定性的关键,在于提高压杆的临界压力或临界应力,而影响压杆临界应力或临界压力的因素有:压杆的截面形状、长度和约束条件、材料的性质等。因而,我们从这几方面入手,讨