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1、例一例一:求图示结构的临界荷载求图示结构的临界荷载.P PlkyP P解解:应变能应变能外力势能外力势能结构势能结构势能由势能驻值原理由势能驻值原理得临界荷载得临界荷载例二例二:求图示结构的临界荷载求图示结构的临界荷载.解解:应变能应变能外力势能外力势能结构势能结构势能lP PlP PP PlP P应变能应变能外力势能外力势能结构势能结构势能设设将无限自由度化为有限自由度将无限自由度化为有限自由度.结构势能则为结构势能则为 的多的多元函数元函数,求其极值即可求出临界求其极值即可求出临界荷载荷载.lEIEIP P例例:求图示体系的临界荷载求图示体系的临界荷载.解解:精确解精确解:例例:求图示体系
2、的临界荷载求图示体系的临界荷载.lEIEIP P解解:2.2.设设精确解精确解:%移作为失稳时的位移移作为失稳时的位移.l/2l/2Q令令%5.剪力对临界力的影响剪力对临界力的影响EIEIGAGAlP P设弯矩和剪力影响所产生的挠度分别为设弯矩和剪力影响所产生的挠度分别为 和和 同时考虑弯矩和剪力对变形的影响时同时考虑弯矩和剪力对变形的影响时的挠曲微分方程的建立的挠曲微分方程的建立:二者共同影响产生的挠度为二者共同影响产生的挠度为近似的曲率为近似的曲率为弯矩引起的曲率为弯矩引起的曲率为截面形状系数截面形状系数挠曲微分方程为挠曲微分方程为EIEIGAGAlP P挠曲微分方程为挠曲微分方程为对于图
3、示两端铰支的等截面杆对于图示两端铰支的等截面杆,有有令令方程的通解方程的通解边界条件边界条件EIEIGAGAlP P对于图示两端铰支的等截面杆对于图示两端铰支的等截面杆,有有令令方程的通解方程的通解边界条件边界条件稳定方程稳定方程EIEIGAGAlP P稳定方程稳定方程不计剪变的欧拉临界力不计剪变的欧拉临界力修正系数修正系数欧拉临界应力欧拉临界应力对于三号钢对于三号钢,比例极限为比例极限为200MPa.若取若取结论结论:实体实体杆件中杆件中,剪力对临界荷剪力对临界荷 载的影响很小载的影响很小,可略去不计可略去不计.不计剪力对临界荷不计剪力对临界荷 载的影响载的影响所得到的临界荷载是大还是小所得
4、到的临界荷载是大还是小?6.组合压杆的稳定组合压杆的稳定缀条式缀条式缀板式缀板式肢杆肢杆缀条缀条缀板缀板组合压杆的临界荷载比组合压杆的临界荷载比截面和柔度相同的实体截面和柔度相同的实体压杆的小压杆的小,节间数目较多节间数目较多时可用上节推出的实体压杆时可用上节推出的实体压杆的临界荷载计算公式作近似计算的临界荷载计算公式作近似计算.z不计肢杆轴变不计肢杆轴变.-水平缀条截面积水平缀条截面积.-斜杆截面积斜杆截面积.zI 的计算的计算:I 为两根肢杆的截面对为两根肢杆的截面对z轴的惯性矩轴的惯性矩.设一根肢杆的截面积为设一根肢杆的截面积为A,对自身形心轴的惯性矩为对自身形心轴的惯性矩为I1z若略去
5、横杆影响若略去横杆影响,两侧都有缀条两侧都有缀条,则上式为则上式为若写成欧拉问题基本形式若写成欧拉问题基本形式若写成欧拉问题基本形式若写成欧拉问题基本形式若用若用 r 代表两肢杆截面对整个截面形心轴代表两肢杆截面对整个截面形心轴z z的回转半径的回转半径,即即并且并且,一般一般 为为 ,故可取故可取并引入长细比并引入长细比若采用换算长细比若采用换算长细比 ,则有则有若用若用 r 代表两肢杆截面对整个截面形心轴代表两肢杆截面对整个截面形心轴z z的回转半径的回转半径,即即并且并且,一般一般 为为 ,故可取故可取并引入长细比并引入长细比若采用换算长细比若采用换算长细比 ,则有则有上式既是钢结构规范中推荐的缀条式组合压杆换算长细比的公式上式既是钢结构规范中推荐的缀条式组合压杆换算长细比的公式.