鋼結構穩(wěn)定問題的可靠性研究評述

　　穩(wěn)定問題一直是鋼結構設計的關鍵問題之一，鋼結構體系的廣泛應用凸顯了穩(wěn)定問題研究的重要性和緊迫性。由于鋼結構體系設計、建造以及使用當中存在著許多不確定性因素，所以引入可靠度分析必要的。本文從結構體系穩(wěn)定的可靠性研究的角度對這一領域的研究進行了評述。
　　關鍵詞： 穩(wěn)定性 鋼結構體系 可靠性

　　一、鋼結構體系穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀

　�。ㄒ唬╀摻Y構體系穩(wěn)定性研究現(xiàn)狀

　　近二三十年來，高強度鋼材的使用，施工技術的發(fā)展以及電子計算機的應用使鋼結構體系的發(fā)展和廣泛應用成為可能。鋼結構體系的穩(wěn)定性一直是國內外學者們關注的研究領域。經過幾十年的研究，已取得不少研究成果。

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　　迄今為止，對鋼結構基本構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。但對構件整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的相互作用的理論和設計應用上還有待進行深入的研究。由于結構失穩(wěn)是網殼結構破壞的重要原因，所以網殼結構的穩(wěn)定性是一個非常重要的問題，正確的進行網殼結構尤其是單層網殼結構的穩(wěn)定性分析與設計是保證網殼的安全性的關鍵。自六十年代以來，網殼結構的非線性穩(wěn)定性分析一直是國內外學者們注意的焦點。英、美、德、意大利、澳大利亞、羅馬尼亞、波蘭等國的研究人員進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、自動求解技術、能量平衡技術等使跟蹤屈服問題全過程，得到結構的下降段曲線成為可能。國內學者關于網殼結構穩(wěn)定性也進行了大量研究。文獻在國外研究的基礎上，通過精確化的理論表達式、合理的路徑平衡跟蹤技術及迭代策略，實現(xiàn)了復雜結構體系的幾何非線性全過程分析，取得了規(guī)律性的成果。同時利用隨機缺陷模態(tài)法和一致缺陷模態(tài)法兩種方法，對網殼結構各種初始缺陷的影響進行研究，較好地描述了結構的實際承載過程。也有一些學者進行了實驗方面的研究，對不同分析方法的有效性和精確性進行了說明。對網殼結構的動力失穩(wěn)機理、穩(wěn)定準則、動力后屈曲等問題進行了研究。對于象網殼結構這類缺陷性敏感結構在強風和地震作用下的動力穩(wěn)定性研究，由于涉及穩(wěn)定理論和震動理論，所以難度較大，目前研究成果還很有限。也對空間結構的動力穩(wěn)定問題進行了研究。

　大跨度網架拱結構作為一種新的大跨度結構，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大跨度網架拱結構的穩(wěn)定性進行了全過程跟蹤，得出一些具有實際應用價值的結論。斜拉空間網格結構是一種新型的雜交空間結構，目前對其研究的深度和廣度還很有限。斜拉單層網殼的穩(wěn)定性需要進一步研究。已有研究將網架結構對柱子的支撐作用及網架結構對斜拉索在網架結構平面的約束簡化為等 效彈簧，對柱子的穩(wěn)定性進行了研究，得出了一些有益的結論。預張拉結構體系也是目前應用越來越多的一種新型結構體系。這種體系的系統(tǒng)理論研究在很大程度上滯后于實際應用，特別是預張拉結構體系的穩(wěn)定性的研究未引起足夠重視，研究成果還十分有限。預張拉結構體系的初始平衡狀態(tài)的穩(wěn)定性必須引起足夠的重視，預應力索結構體系在工作狀態(tài)外荷載的作用下也可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，并對實際設計計算提出了兩種方法-直接驗算法和穩(wěn)定設計法，結構的體系性質和結構穩(wěn)定性判定方法進行了研究，為進一步研究提供了一些理論指導。