鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定原理

穩(wěn)定問題是鋼結(jié)構(gòu)的最重要問題之一，其分為板件的穩(wěn)定、構(gòu)件的穩(wěn)定和結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定三個層次。這三個層次的穩(wěn)定問題相互影響，使穩(wěn)定問題具有多樣性、整體性和相關(guān)性的特點，因而非常復(fù)雜。隨著社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，鋼結(jié)構(gòu)的工程應(yīng)用越來越多，結(jié)構(gòu)形式趨于多樣化，穩(wěn)定問題也越來越突出。實際工程中因失穩(wěn)造成鋼結(jié)構(gòu)安全的事故也時有發(fā)生，其主要原因歸結(jié)于設(shè)計者和施工人員對穩(wěn)定問題缺乏足夠的認(rèn)識。為此，本書側(cè)重于對穩(wěn)定問題基本概念的闡述，輔以一定數(shù)量的例題和習(xí)題，并與我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的規(guī)定相結(jié)合，力圖通過穩(wěn)定分析使讀者清楚各種性質(zhì)的穩(wěn)定問題。

本書共分六章：第一章介紹鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本概念和基本分析方法，以期讀者對穩(wěn)定問題的性質(zhì)有一個大致的了解；第二至四章和第六章分別介紹軸心受壓、壓彎構(gòu)件、受彎構(gòu)件和板件的穩(wěn)定問題，主要解決構(gòu)件的整體穩(wěn)定問題和板件的局部穩(wěn)定問題；第五章介紹框架平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn)問題，結(jié)合簡單的框架結(jié)構(gòu)形式闡述結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定問題及解決方法。

本書內(nèi)容的安排注重深入淺出，每一部分都從簡單的問題開始，而后逐步深入，從理想情況到有缺陷情況，從彈性情況到彈塑性情況，從而使初學(xué)者容易理解和接受。另外，鑒于目前有限元計算軟件的發(fā)展，很多穩(wěn)定問題都可以通過有限元分析解決，因此本書沒有介紹穩(wěn)定分析的數(shù)值積分法。

參加本書編寫的人員有蘇明周（第一、六章）、申躍奎（第二章部分內(nèi)容及第三章）、何遠(yuǎn)賓（第二章主要內(nèi)容）、申紅俠（第四章及第五章）。全書由顧強(qiáng)教授主審，在此對他深表謝意。

由于編者水平所限，書中不足之處在所難免，希望讀者提出寶貴的意見和建議。

前言

第一章 概論

1.1 鋼結(jié)構(gòu)的失穩(wěn)現(xiàn)象

1.2 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題的分類

1.2.1 平衡分岔失穩(wěn)

1.2.2 極值點失穩(wěn)

1.2.3 躍越失穩(wěn)

1.3 穩(wěn)定問題的計算方法

1.3.1平衡法

1.3.2 能量法

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第二章 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定

2.1 軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)現(xiàn)象

2.2 軸心受壓構(gòu)件的彎曲失穩(wěn)

2.2.1 兩端鉸接理想軸心受壓構(gòu)件的彈性彎曲失穩(wěn)

2.2.2 邊界條件的影響

2.2.3 構(gòu)件初彎曲及荷載作用初偏心的影響

2.2.4 兩端鉸接理想軸心受壓構(gòu)件的非彈性彎曲失穩(wěn)

2.2.5 殘余應(yīng)力的影響

2.2.6 軸心受壓構(gòu)件彎曲失穩(wěn)理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

2.3 開口薄壁構(gòu)件的彎曲和扭轉(zhuǎn)

2.3.1 薄壁構(gòu)件與扇性坐標(biāo)

2.3.2 扭轉(zhuǎn)的類型

2.4 軸心受壓構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)

2.4.1 軸心受壓構(gòu)件的彈性扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)

2.4.2 軸心受壓構(gòu)件的彈塑性扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)

2.4.3 軸心受壓構(gòu)件扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

2.5 軸心受壓構(gòu)件的彎扭失穩(wěn)

2.5.1 軸心受壓構(gòu)件的彈性彎扭失穩(wěn)

2.5.2 軸心受壓構(gòu)件的彈塑性彎扭失穩(wěn)

2.5.3 軸心受壓構(gòu)件彎扭失穩(wěn)理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

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第三章 壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定

3.1 壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)現(xiàn)象

3.2 壓彎構(gòu)件的平面內(nèi)彎曲失穩(wěn)

3.2.1 橫向荷載作用下彈性壓彎構(gòu)件的變形和內(nèi)力

3.2.2 端彎矩作用下彈性壓彎構(gòu)件的變形和內(nèi)力

3.2.3 壓彎構(gòu)件的等效彎矩和等效彎矩系數(shù)

3.2.4 彈性壓彎構(gòu)件的轉(zhuǎn)角位移方程

3.2.5 壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的極限荷載

3.2.6 壓彎構(gòu)件彎曲失穩(wěn)理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

3.3 壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外彎扭失穩(wěn)

3.3.1 壓彎構(gòu)件的彈性彎扭失穩(wěn)

3.3.2 壓彎構(gòu)件的非彈性彎扭失穩(wěn)

3.3.3 壓彎構(gòu)件彎扭失穩(wěn)理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

習(xí)題"para" label-module="para">

第四章 受彎構(gòu)件的穩(wěn)定

4.1 受彎構(gòu)件的失穩(wěn)現(xiàn)象

4.1.1 受彎構(gòu)件的截面形式

4.1.2 受彎構(gòu)件的失穩(wěn)現(xiàn)象

4.2 受彎構(gòu)件的彈性彎扭失穩(wěn)

4.2.1 純彎構(gòu)件的彈性彎扭失穩(wěn)

4.2.2 不等端彎矩作用受彎構(gòu)件的彈性彎扭失穩(wěn)

4.2.3 橫向荷載作用受彎構(gòu)件的彈性彎扭失穩(wěn)

4.2.4 受彎構(gòu)件的等效彎矩系數(shù)

4.3 受彎構(gòu)件的非彈性彎扭失穩(wěn)

4.4 受彎構(gòu)件彎扭失穩(wěn)理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

習(xí)題"para" label-module="para">

第五章 框架平面內(nèi)的穩(wěn)定

5.1 框架平面內(nèi)的失穩(wěn)現(xiàn)象

5.1.1 無側(cè)移框架

5.1.2 有側(cè)移框架

5.2 框架的彈性失穩(wěn)

5.2.1 平衡法求解框架的臨界荷載

5.2.2 位移法求解框架的臨界荷載

5.2.3 近似法求解多層多跨框架的臨界荷載

5.2.4 主彎矩對框架穩(wěn)定的影響

5.3 框架的非彈性失穩(wěn)

5.4 框架平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn)理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

習(xí)題

第六章 板的穩(wěn)定

6.1 板的失穩(wěn)現(xiàn)象

6.2 板的小撓度理論彈性屈曲

6.2.1 小撓度理論板的平衡方程

6.2.2 平衡法求解單向均勻受壓四邊簡支板的彈性屈曲荷載

6.2.3 能量法求解板的彈性屈曲荷載

6.2.4 不同條件下板的彈性屈曲荷載

6.3 板的大撓度理論彈性屈曲

6.3.1 大撓度理論板的平衡方程

6.3.2 單向均勻受壓簡支板的屈曲后強(qiáng)度

6.4 板的彈塑性屈曲

6.5 板失穩(wěn)理論在鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用

6.5.1 軸心受壓構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定計算

6.5.2 梁的局部穩(wěn)定和腹板加勁肋計算

6.5.3 壓彎構(gòu)件的板件局部穩(wěn)定計算

6.5.4 冷彎薄壁型鋼構(gòu)件中的板件的有效寬度

習(xí)題

答案

主要參考文獻(xiàn)2100433B

【出版發(fā)行信息】 北京市：科學(xué)出版社 , 2012.03

【叢書名】全國高等院校土木工程類系列教材

【原書定價】25.00

【中圖法分類號】TU391.01 (工業(yè)技術(shù)>建筑科學(xué)>建筑結(jié)構(gòu)>金屬結(jié)構(gòu)>鋼結(jié)構(gòu))

【參考文獻(xiàn)格式】蘇明周，申躍奎主編. 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定原理. 北京市：科學(xué)出版社, 2012.03.

【內(nèi)容提要】 本書是高等院校土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)教材，著重介紹鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本理論，包括軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定、受彎構(gòu)件的穩(wěn)定、框架平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn)和板的屈曲等內(nèi)容。 本書是高等學(xué)校土木工程專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課教材，著重介紹鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的基本理論，包括軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定、壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定、受彎構(gòu)件的穩(wěn)定、框架平面內(nèi)的穩(wěn)定 和板的穩(wěn)定等。

本書可作高等院校土木工程專業(yè)本科教材，也可供工程力學(xué)、水利和橋梁等相關(guān)專業(yè)本科生、研究生和從事土木工程設(shè)計、施工的技術(shù)人員參考。

陳驥，西安建筑科技大學(xué)土木工程學(xué)院，教授主要教學(xué)經(jīng)歷(授課名稱、授課對象等)：1. 為建筑學(xué)和工建專業(yè)講授鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計2. 為原建工學(xué)校和本校工建專業(yè)碩士和博士研究生講授鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論指導(dǎo)碩士和博士研究生的畢業(yè)論文曾經(jīng)編寫的教材或?qū)Ｖ闆r(著作名稱、出版時間、出版單位等)：1.”鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件計算”1978年6月,與蔣煥南合編,由中國建筑工業(yè)出版社,先后出版三版2. 1991年參與編寫由Beedle, L. S.主編的”Stability of Metal Structures –A world Vie w “中第2章”Built-Up-Members”3.1991年6月參與由陳紹蕃教授主編的”鋼結(jié)構(gòu)”中的第四章和第六章,由中國建筑工業(yè)出版社,先后出版兩版4. 1994年9月本人編著,由科學(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社出版的”鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與應(yīng)用”5. 2001年2月本人編著,由科學(xué)出版社出版”鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計”先后出六版,即將出第七版6.與陳浩軍教授合編”STABILITY OF STEEL STRUCTURES-THEORY AND DESIGN, 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計”這是陳浩軍教授在日本作為訪問學(xué)者時, 將中文稿翻譯成了英文, 2010年3月由電力出版社出版7. 2014年9月本人編著,由科學(xué)出版社出版的”薄壁構(gòu)件的彈性與彈塑性彎曲與扭轉(zhuǎn)簡明教程,Elastic and Elastic-Plastic Bending and Torsion of Thin-Walled Members”8. 2014年9月本人編著,由科學(xué)出版社出版的”TORSIONAL ANALYSIS OF STEEL STRUCTURAL THEORY AND DESIGN (鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)分析-理論與設(shè)計)”2100433B

序

引言

第一章 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題總論

1.1 平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性概念及臨界狀態(tài)

1.2 臨界荷載和臨界應(yīng)力

1.3 失穩(wěn)破壞及穩(wěn)定設(shè)計的思想

1.4 穩(wěn)定問題的類型

1.5 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定分析的原則

1.6 穩(wěn)定分析水準(zhǔn)

1.7 高水準(zhǔn)分析對二階水準(zhǔn)分析結(jié)論的支持

1.8 鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的整體失穩(wěn)破壞

1.9 鋼結(jié)構(gòu)和構(gòu)件的局部失穩(wěn)破壞

1.10 鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計應(yīng)注意的問題

第二章 軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定計算

2.1 軸心受壓構(gòu)件分類及存在的穩(wěn)定問題

2.2 實腹式軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的基本理論及其設(shè)計方法

2.3 實腹式軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定的基本理論及其設(shè)計方法

2.4 實腹式軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定設(shè)計實例

2.5 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的理論及其設(shè)計方法

2.6 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定設(shè)計實例

第三章 受彎構(gòu)件穩(wěn)定計算

3.1 受彎構(gòu)件存在的穩(wěn)定問題

3.2 受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計算及其設(shè)計方法

3.3 受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定設(shè)計實例

3.4 受彎構(gòu)件局部穩(wěn)定計算和腹板加勁肋設(shè)計

3.5 受彎構(gòu)件局部穩(wěn)定設(shè)計實例

第四章 壓彎構(gòu)件穩(wěn)定計算

4.1 壓變構(gòu)件的類型及存在的穩(wěn)定問題

4.2 實腹式壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定的基本理論及其設(shè)計方法

4.3 實腹式壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定的基本理論及其設(shè)計方法

4.4 實腹式壓彎構(gòu)件穩(wěn)定設(shè)計實例

4.5 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件穩(wěn)定設(shè)計方法

4.6 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件穩(wěn)定設(shè)計實例

第五章 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算方法

5.1 結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題及其等價計算

5.2 框架穩(wěn)定計算

5.3 桁架穩(wěn)定計算

5.4 單層廠房結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計算

附錄

參考文獻(xiàn)

《鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計(第5版)》系統(tǒng)地闡述了鋼結(jié)構(gòu)中的軸心受壓、受彎和壓彎構(gòu)件，剛架與薄板的彈性和彈塑性穩(wěn)定理論，考慮了構(gòu)件的幾何缺陷和截面的殘余應(yīng)力分布對穩(wěn)定性能的影響，同時結(jié)合我國新修訂的《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(gb 50017-2003)和《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)范》(gb 50018-2002)中有關(guān)鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的內(nèi)容，介紹了應(yīng)用彈性和彈塑性穩(wěn)定理論解決鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中穩(wěn)定承載力的計算方法；系統(tǒng)地介紹了經(jīng)新修訂的美國《國家標(biāo)準(zhǔn)鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》(ansi/aisc 360-2005)和北美《冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范》(nas aisi 2001)中關(guān)于鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定設(shè)計的理論依據(jù)和計算方法，nas aisi 2004 app．1中關(guān)于直接強(qiáng)度法的補(bǔ)充規(guī)定，同時還介紹了日本《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計指針》(aij 2010)中有關(guān)穩(wěn)定設(shè)計的特點。《鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計(第5版)》各章均編寫了較多例題和習(xí)題，本次再版時又補(bǔ)充了多種類型算例，這些都將有助于讀者加深對基本理論的理解。

《鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論與設(shè)計(第5版)》可作為工業(yè)與民用建筑工程、土建結(jié)構(gòu)工程和工程力學(xué)專業(yè)的研究生教學(xué)用書，也可供有關(guān)教學(xué)、科研、設(shè)計和施工的科技人員參考。