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鋼結構設計中,剪切滯后和剪力滯后有什么區(qū)別嗎?它們各自的側重點是什么?
剪力滯后效應在結構工程中是一個普遍存在的力學現(xiàn)象,小至一個構件,大至一棟超高層建筑,都會有剪力滯后現(xiàn)象。剪力滯后,有時也叫剪切滯后,從力學本質上說,是圣維南原理,具體表現(xiàn)是在某一局部范圍內,剪力所能起的作用有限,所以正應力分布不均勻,把這種正應力分布不均勻的現(xiàn)象叫剪切滯后。而穩(wěn)定是整個構件(或結構)的承載力達到某種極限狀態(tài),是整個構件(或結構)的剛度達到某種極限狀態(tài)。
墻體上開洞形成的空腹筒體又稱框筒,開洞以后,由于橫梁變形使剪力傳遞存在滯后現(xiàn)象,使柱中正應力分布呈拋物線狀,稱為剪力滯后現(xiàn)象。
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鋼結構設計時,為什么梁應壓彎構件進行平面外平面內穩(wěn)定性計算,但當坡度較小時可僅計算平面內穩(wěn)定性即可?
梁只有平面外失穩(wěn)的形式。從來就沒有梁平面內失穩(wěn)這一說。對柱來說,在有軸力時,平面外和平面內的計算長度不同,才有平面內和平面外的失穩(wěn)驗算。對剛架梁來說,盡管稱其為梁,其內力中多少總有一部分是軸力,所以它的驗算嚴格來講應該用柱的模型,即按壓彎構件的平面內平面外都得算穩(wěn)定。鋼結構設計時,承重結構的鋼材宜采用Q235鋼、Q345鋼、Q390鋼和Q420鋼,其質量應分別符合現(xiàn)行國家標準《碳素結構鋼》GB/T700和《低合金高強度結構鋼》GB/T1591的規(guī)定。但當屋面坡度較小時,軸力較小,可忽略,故可用梁的模型,即不用計算平面內穩(wěn)定。門規(guī)中的意思(P33, 第6.1.6-1條)是指在屋面坡度較小時,斜梁構件在平面內只需計算強度,但在平面外仍需算穩(wěn)定。
在鋼結構設計中,只要有受壓的地方,就要產生剛度的減弱,就應該考慮穩(wěn)定問題。還有一個值得注意的概念是:剛度大的構件給剛度小的構件提供加強剛度作用時,自身的剛度必然減弱。而穩(wěn)定和強度是兩個截然不同的概念。我們都知道,板件寬厚比大小直接決定了鋼構件的承載力及受壓、彎構件的塑性轉動能力,在很多規(guī)范中對寬厚比的限值均有要求,但控制依據有所不同。強度是構件截面的應力達到某種極限狀態(tài);而穩(wěn)定是整個構件(或結構)的承載力達到某種極限狀態(tài),是整個構件(或結構)的剛度達到某種極限狀態(tài)。