郑州桁架结构性稳定性的理论

       关于郑州桁架架构稳定性的经典理论已被收入到结构力学著作中。
       在研究受稳定性约束的桁架结构优化设计问题时发现, 应用该理论计算出的临界荷载非常大, 甚至根本不控制优化设计。换句话说, 只要其他约束满足设计要求, 结构就永远不会失稳。
但是事实并非如此, 即使其他约束都满足规范要求, 桁架仍有可能发生失稳破坏, 即人们常说的屈曲失稳。这一发现使作者探索用屈曲理论计算桁架临界荷载的新方法, 同时探明桁架整体失稳与各个杆件局部失稳之间的关系, 认识到整体失稳恰恰是杆件局部失稳的累积, 使桁架形成机构而丧失承载能力造成的。
       当郑州桁架可看成是一根受轴向压力的细长杆, 且在受轴向压力的同时受到中点一微小横向扰动时, 经典稳定理论得到的临界荷载才接近于屈曲理论的解, 但从未出现前者小于后者的情况。
通过算例讨论了郑州桁架结构稳定分析的经典理论, 指出用该理论算出的临界荷载远远大于屈曲临界荷载,而且压杆的应力远远超过压缩强度极限。文中分析了问题的来源, 提出了桁架结构临界荷载的屈曲理论计算方法, 通过比较说明了屈曲理论的正确性。
       在一般情况下, 只要设计时保证各杆的局部稳定, 则郑州桁架整体必稳定。本文提出的稳定分析理论称线性欧拉理论, 适用于一般桁架和高跨比大于 1/40 的小扁度桁架近些年发展起来的几何非线性临界点稳定理论经我们仔细研究发现, 它只适用于特扁(高跨比远远小于1)郑州桁架。