鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定問題的可靠性研究評(píng)述

　　穩(wěn)定問題一直是鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵問題之一，鋼結(jié)構(gòu)體系的廣泛應(yīng)用凸顯了穩(wěn)定問題研究的重要性和緊迫性。由于鋼結(jié)構(gòu)體系設(shè)計(jì)、建造以及使用當(dāng)中存在著許多不確定性因素，所以引入可靠度分析必要的。本文從結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定的可靠性研究的角度對(duì)這一領(lǐng)域的研究進(jìn)行了評(píng)述。
　　關(guān)鍵詞： 穩(wěn)定性 鋼結(jié)構(gòu)體系 可靠性

　　一、鋼結(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀

　�。ㄒ唬╀摻Y(jié)構(gòu)體系穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀

　　近二三十年來，高強(qiáng)度鋼材的使用，施工技術(shù)的發(fā)展以及電子計(jì)算機(jī)的應(yīng)用使鋼結(jié)構(gòu)體系的發(fā)展和廣泛應(yīng)用成為可能。鋼結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性一直是國內(nèi)外學(xué)者們關(guān)注的研究領(lǐng)域。經(jīng)過幾十年的研究，已取得不少研究成果。

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　　迄今為止，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)基本構(gòu)件的理論問題的研究已較多，基于各種數(shù)值分析的穩(wěn)定分析已較成熟。但對(duì)構(gòu)件整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的相互作用的理論和設(shè)計(jì)應(yīng)用上還有待進(jìn)行深入的研究。由于結(jié)構(gòu)失穩(wěn)是網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)破壞的重要原因，所以網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性是一個(gè)非常重要的問題，正確的進(jìn)行網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)尤其是單層網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性分析與設(shè)計(jì)是保證網(wǎng)殼的安全性的關(guān)鍵。自六十年代以來，網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的非線性穩(wěn)定性分析一直是國內(nèi)外學(xué)者們注意的焦點(diǎn)。英、美、德、意大利、澳大利亞、羅馬尼亞、波蘭等國的研究人員進(jìn)行了多方面的理論方面的理論分析和研究。各種方法如牛頓-拉斐遜迭代法、弧長法、廣義逆法、人工彈簧法、自動(dòng)求解技術(shù)、能量平衡技術(shù)等使跟蹤屈服問題全過程，得到結(jié)構(gòu)的下降段曲線成為可能。國內(nèi)學(xué)者關(guān)于網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性也進(jìn)行了大量研究。文獻(xiàn)在國外研究的基礎(chǔ)上，通過精確化的理論表達(dá)式、合理的路徑平衡跟蹤技術(shù)及迭代策略，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜結(jié)構(gòu)體系的幾何非線性全過程分析，取得了規(guī)律性的成果。同時(shí)利用隨機(jī)缺陷模態(tài)法和一致缺陷模態(tài)法兩種方法，對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)各種初始缺陷的影響進(jìn)行研究，較好地描述了結(jié)構(gòu)的實(shí)際承載過程。也有一些學(xué)者進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)方面的研究，對(duì)不同分析方法的有效性和精確性進(jìn)行了說明。對(duì)網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)的動(dòng)力失穩(wěn)機(jī)理、穩(wěn)定準(zhǔn)則、動(dòng)力后屈曲等問題進(jìn)行了研究。對(duì)于象網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)這類缺陷性敏感結(jié)構(gòu)在強(qiáng)風(fēng)和地震作用下的動(dòng)力穩(wěn)定性研究，由于涉及穩(wěn)定理論和震動(dòng)理論，所以難度較大，目前研究成果還很有限。也對(duì)空間結(jié)構(gòu)的動(dòng)力穩(wěn)定問題進(jìn)行了研究。

　大跨度網(wǎng)架拱結(jié)構(gòu)作為一種新的大跨度結(jié)構(gòu)，其穩(wěn)定性方面的研究成果很少。采用非線性有限元理論對(duì)大跨度網(wǎng)架拱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性進(jìn)行了全過程跟蹤，得出一些具有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值的結(jié)論。斜拉空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)是一種新型的雜交空間結(jié)構(gòu)，目前對(duì)其研究的深度和廣度還很有限。斜拉單層網(wǎng)殼的穩(wěn)定性需要進(jìn)一步研究。已有研究將網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)柱子的支撐作用及網(wǎng)架結(jié)構(gòu)對(duì)斜拉索在網(wǎng)架結(jié)構(gòu)平面的約束簡化為等 效彈簧，對(duì)柱子的穩(wěn)定性進(jìn)行了研究，得出了一些有益的結(jié)論。預(yù)張拉結(jié)構(gòu)體系也是目前應(yīng)用越來越多的一種新型結(jié)構(gòu)體系。這種體系的系統(tǒng)理論研究在很大程度上滯后于實(shí)際應(yīng)用，特別是預(yù)張拉結(jié)構(gòu)體系的穩(wěn)定性的研究未引起足夠重視，研究成果還十分有限。預(yù)張拉結(jié)構(gòu)體系的初始平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性必須引起足夠的重視，預(yù)應(yīng)力索結(jié)構(gòu)體系在工作狀態(tài)外荷載的作用下也可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，并對(duì)實(shí)際設(shè)計(jì)計(jì)算提出了兩種方法-直接驗(yàn)算法和穩(wěn)定設(shè)計(jì)法，結(jié)構(gòu)的體系性質(zhì)和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性判定方法進(jìn)行了研究，為進(jìn)一步研究提供了一些理論指導(dǎo)。