南通抗震钢结构支座--钢结构体系稳定性研究现状

抗震钢结构支座--钢结构体系稳定性研究现状

(一)钢结构体系稳定性研究现状

　　近二三十年来，高强度钢材的使用，施工技术的发展以及电子计算机的应用使钢结构体系的发展和广泛应用成为可能。钢结构体系的稳定性一直是国内外学者们关注的研究领域。经过几十年的研究，已取得不少研究成果。迄今为止，对钢结构基本构件的理论问题的研究已较多，基于各种数值分析的稳定分析已较成熟。但对构件整体稳定和局部稳定的相互作用的理论和设计应用上还有待进行深入的研究。

　　网壳结构越来越广泛地应用到建筑及海洋工程结构上，但由于其自身的结构特点的原因整体网壳较易破坏变形造成经济损失。由于结构失稳是网壳结构破坏的重要原因，所以网壳结构的稳定性是一个非常重要的问题，正确地进行网壳结构尤其是单层网壳结构的稳定性分析与设计是保证网壳的安全性的关键。网壳结构的非线性稳定性分析一直是国内外学者们研究与注意的焦点，一般利用随机缺陷模态法和一致缺陷模态法两种方法对网壳结构各种初始缺陷的影响进行研究，基本能描述结构的失稳过程。但对于像网壳结构这类缺陷性敏感结构在强风和地震作用下的动力稳定性研究，由于涉及稳定理论和振动理论，所以难度较大，目前研究成果还很有限。

　　抗震钢结构支座-- 大跨度网架拱结构是一种新的大跨度结构，由于大跨度钢结构体系的可靠性研究涉及较多的力学和数学的知识，有一定难度，目前其稳定性方面的研究成果很少。非线性有限元理论对大跨度网架拱结构的稳定性进行了全过程跟踪，得出一些具有实际应用价值的结论。斜拉空间网格结构是一种新型的杂交空间结构，目前对其研究的深度和广度还很有限。对于斜拉单层网壳的稳定性，已有研究将网架结构对柱子的支撑作用及网架结构对斜拉索在网架结构平面的约束简化为等效弹簧，对柱子的稳定性进行了研究，得出了一些有益的结论。预张拉结构体系也是目前应用越来越多的一种新型结构体系。这种体系的系统理论研究在很大程度上滞后于实际应用，特别是预张拉结构体系的稳定性的研究未引起足够重视，研究成果还十分有限。预张拉结构体系的初始平衡状态的稳定性必须引起足够的重视，预应力索结构体系在工作状态外荷载的作用下也可能发生失稳破坏，实际设计计算中可使用直接验算法和稳定设计法，对结构的体系性质和结构稳定性法进行计算，为进一步研究提供理论指导。另外，也有学者从整体稳定的角度对钢框架结构的稳定问题进行了研究，得出了一些有益的结论。

　　(二)钢结构体抗震钢结构支座-- 系稳定性研究中存在的问题

　　钢结构体系稳定性研究虽然取得了一定的进展，但也存在一些不容忽视的问题：

　　1)目前在网壳结构稳定性的研究中，梁-柱单元理论已成为主要的研究工具。但梁-柱单元是否能真实反映网壳结构的受力状态还很难说，虽然有学者对梁-柱单元进行过修正。主要问题在于如何反映轴力和弯矩的耦合效应。

　　2)在大跨度结构设计中整体稳定与局部稳定的相互关系也是一个值得探讨的问题，目前大跨度结构设计中取一个统一的稳定安全系数，未反映整体稳定与局部稳定的关联性。

　　3)预张拉结构体系的稳定设计理论还很不完善，目前还没有一个完整合理的理论体系来分析预张拉结构体系的稳定性。

　　4)钢结构体系的稳定性研究中存在许多随机因素的影响，目前结构随机影响分析所处理的问题大部分局限于确定的结构参数、随机荷载输入这样一个格局范围，而在实际工程中，由于结构参数的不确定性，会引起结构响应的显著差异。所以应着眼于考虑随机参数的结构极值失稳、干扰型屈曲、跳跃型失稳问题和考虑随机参数的穹顶网壳的稳定问题进行研究。