【结构稳定理论概念问题(考试)】

1结构稳定理论基本概念1.下图中，小球的三种平衡分别称为稳定平衡状态，随遇/中性平衡状态和不稳定平衡状态。2.什么是结构的第一类稳定问题（分支点失稳），什么是结构的第二类稳定问题（极值点失稳）？两者最明显的区别是什么？第一类稳定问题：失稳前后平衡形式发生．．变化的失稳现象。第二类稳定问题：失稳前后变形形式不发生．．．变化的失稳现象。划分：按照结构或构件在失稳前后变形形式是否发生质变。特征：第一类稳定-结构在失稳前后的变形产生了性质上的改变，即原来的平衡形式不稳定后，可能出现与原来平衡形式有本质区别的新平衡形式，这种改变是突然性的。第二类稳定-结构在失稳前后变形的性质不变，只是原来的变形大大发展直到破坏，不会出现新的变形形式。3.判断结构平衡的稳定性准则有哪些？静力准则、能量准则、动力准则4.什么是静力准则？处于平衡的结构体系，收到微小扰动力后，若在体系上产生正恢复力，当扰动除去后结构恢复到原来的平衡位置，则平衡是稳定．．的；若产生负恢复力，则平衡是不稳定．．．的；若不产生任何作用力，则体系处于中性．．平衡，处于中性平衡状态的荷载即临界荷载。（静力法只能求解临界荷载，不能判断结构平衡状态的稳定性）5.什么是能量准则？当0pE，则总势能是增加的（pE为最小值），说明初始平衡位置是稳定．．的；当0pE，则总势能是减少的（pE为最大值），说明初始平衡位置是不稳定．．．的；当0pE，则总势能pE保持不变，说明初始平衡位置是中性平衡．．．．的。6.什么是动力准则？处于平衡状态的结构体系，受到微小扰动，然后放松，若体系在原平衡位置附近震动，则体系的平衡是稳定的。振动频率将随压力增加而减小，当压力达到某一临界值（临界荷载）时，频率为零且振动无界，则平衡是中性的。27.结构稳定性问题与强度问题的主要区别是什么？稳定问题：属于整个结构或构件的变形问题，弹性稳定承载力取决于结构或构件的刚度。强度问题：某一截面或某一点上的应力问题，按强度计算的承载力取决于截面上的应力和材料的强度。8.在结构分析中，何谓一阶分析，何谓二阶分析？一阶分析：针对未变形的结构来分析其平衡，不考虑变形对外力效应的影响。二阶分析：针对已变形的结构来分析其平衡。9.对于结构稳定问题，叠加原理是否还适用？为什么？稳定问题不能应用叠加原理。应用叠加原理应满足两个条件：①材料符合胡克定律，即应力与应变成正比；②荷载（内力）-变形呈线性关系。10.对于受压简支梁，利用能量法求解时，荷载所作的功ΔW=dxFly022。11.对于结构稳定问题，利用近似方法估计的临界荷载值是偏大、偏小，还是不能确定。为什么？偏大。用能量法求解所得临界荷载比精确值高，因为假定的曲线不是真实曲线，相当于增加了约束。12.轴心受压杆件整体失稳形式主要取决于哪些因素？主要取决于截面的形状、几何尺寸、杆件长度、杆端的连接条件等因素。13.什么是截面的剪切中心（扭转中心或弯曲中心）？杆件弯曲时，截面切应力合力作用点通过的位置。14.轴心受压杆件的承载力是由什么条件（因素）决定的？轴心受压杆件的承载力是由稳定条件决定的，即满足整体稳定和局部稳定。15.圆形截面自由扭转时，其截面将会发生什么样的改变？截面绕杆件轴线转动，保持平面。16.非圆形截面自由扭转时，其截面将会发生什么样的改变？截面除绕杆件轴线转动外，截面上各点还会发生不同的轴向位移而使截面出现凹凸，即翘曲。17.窄长矩形截面长边为b，短边为t，其截面的扭转惯性矩（扭转常数）为33btIt18.窄长矩形组合截面，长边分别为bi，短边为ti；那么，其整个截面的扭转惯性矩（扭转常数）为niiittbkI133319.试画出双轴对称工字形截面扭转时的剪力流。20.非圆形截面自由扭转的特点是什么？①截面翘曲相同、没有正应力。②自由扭转时，杆件的所有纵向纤维不发生弯曲而保持直线，因此杆件不发生弯曲变形。21.非圆形截面约束扭转的特点是什么？沿杆件轴线各个截面的翘曲不相同，杆件的纵向纤维将发生拉伸或压缩变形，并且两相邻截面间各纵向纤维拉伸或压缩变形不同，各纤维的正应力也不同，因而杆件发生弯曲变形。22.什么是翘曲正应力？截面上产生的纵向正应力。23.什么是翘曲切应力？与翘曲正应力平衡的切应力。24.在约束扭转时，外加扭矩要与截面自由扭转扭矩和翘曲扭矩平衡。25.在轴心压力作用下，截面形心和剪切中心（弯心）重合的杆件有可能出现扭转屈曲。26.在轴心压力作用下，截面形心和剪切中心（弯心）不重合的杆件可能出现弯扭屈曲。27.对于任何单轴对称轴心受压杆件，在计算对称轴的稳定性时，主要应该考虑杆件的屈曲，而不是弯扭屈曲。。28.对于理想的无缺陷压弯杆件，其弯扭失稳属于第一类稳定问题，即分支点失稳；但实际杆件却是极值点失稳。29.在压弯杆件中，不考虑轴力及纵向弯曲变形影响的弯矩称为一阶弯矩，考虑轴力及纵向弯曲变形影响的弯矩称为二阶弯矩。30.在钢结构稳定设计中，所有荷载作用下的压弯杆件，均等效成两端等弯矩作用的压弯杆件来计算，等效的原则是保持二阶弯矩最大值不变。4以下下问题书上没有明确答案31.试解释：一压杆两端受到沿轴线方向的压力作用时，随着压力的慢慢增加，为什么会突然会发侧向弯曲变形？32.试解释：一梁在最大刚度对称平面内作用弯矩时，随着弯矩的增加，为什么会突然会发生侧向弯曲变形？33.试扼要、准确地叙述能量法（瑞利-里兹法或迦辽金法）计算工形截面弯扭屈曲临界荷载的全过程。34.双轴对称工字形截面扭转时,翼缘上最大翘曲切应力发生在什么位置？535.一梁在对称平面内作用弯矩时，随着弯矩的增加，突然发生侧向弯曲变形。这是什么现象？属于平衡分支点失稳还是极值点失稳？梁的弯扭失稳或弯扭屈曲现象。理想情况下，属于第一类稳定问题，即分支点失稳。但实际梁在弯曲平面内和平面外都存在几何缺陷或荷载初始偏心，梁一受弯就会产生侧扭变形，实际梁的失稳属于极值点失稳。36.试说明预制混凝土Ｔ形截面简支梁桥，其梁间横隔板的主要作用。作为侧向支撑，减小梁受压翼缘的侧向自由长度（即梁的跨度），增加梁的侧向抗弯刚度和抗扭刚度，提高梁的整体稳定性。37.采用高强钢对结构的稳定性设计是否有帮助，为什么？没有帮助。弹性稳定承载力取决于结构或构件的刚度而不是材料的强度。由22Ecr可知，理想轴心受压杆件的临界应力与长细比、弹性模量有关。试题类型1名称解释2填空题3论述题4计算题