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門式框架上“工”字形截面構(gòu)件的腹板允許考慮屈曲后程度,下面我們試通過單向受壓四邊簡支扳回曲后的中面應(yīng)力分布情況來說明為什么板屈曲后仍能繼續(xù)承載,且承載力還能顯著提高。板屈曲后只要板的四邊保持直線,則載荷邊的壓應(yīng)力分布為非無均勻分布,兩邊應(yīng)力較高,中間應(yīng)力較低;非載荷邊產(chǎn)生垂直于邊線的應(yīng)力,其中部為拉應(yīng)力。由于拉應(yīng)力的作用限制了板屈曲變形的發(fā)展,提高了板的剛度,因而板屈曲后仍能繼續(xù)承載。卡門先提出了有效寬度的概念,即將板件受壓邊馬鞍形應(yīng)力分布圖用二塊等效的應(yīng)力圖形代替L等效應(yīng)力圖形的應(yīng)力水平為fyc于是有
Pu=fybet
Pu=∫σ(x) dx
鋼結(jié)構(gòu)建筑設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮人員疏散問題。由于鋼結(jié)構(gòu)建筑自身存在的弱點(diǎn),我們在設(shè)計(jì)時(shí)要充分考慮人員疏散的因素,將人員密度指標(biāo)和鋼結(jié)構(gòu)建筑的特點(diǎn)綜合起來考慮,加強(qiáng)對安全疏散路線、疏散距離、疏散寬度的設(shè)計(jì)要求,保證人員疏散時(shí)間小于建筑構(gòu)件的耐火極限,確?;馂?zāi)時(shí)人員能安全逃生,避免群死群傷火災(zāi)事故的發(fā)生。
在“藍(lán)脆”溫度范圍內(nèi)進(jìn)行鋼材的機(jī)械加工,則易產(chǎn)生裂紋,故應(yīng)力求避免。當(dāng)溫度超過300℃時(shí),鋼材的抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度和彈性模量開始顯著下降,而伸長率開始顯著增大,鋼材產(chǎn)生徐變;當(dāng)溫度超過400℃時(shí),強(qiáng)度和彈性模量都急劇降低;到500℃左右,其強(qiáng)度下降到40%~50%,鋼材的力學(xué)性能,諸如屈服點(diǎn)、抗壓強(qiáng)度、彈性模量以及荷載能力等都迅速下降,低于建筑結(jié)構(gòu)所要求的屈服強(qiáng)度。我國20世紀(jì)90年代初對鋼梁的耐火極限進(jìn)行了驗(yàn)證,確認(rèn)了I36b、I40b標(biāo)準(zhǔn)工字鋼梁的耐火極限分別為15min、16min(鋼梁內(nèi)部達(dá)到臨界溫度:平均溫度538℃,高溫度649℃)。因此,若用沒有防火保護(hù)的普通建筑用鋼作為建筑物承載的主體,一旦發(fā)生火災(zāi),則建筑物會(huì)迅速坍塌,對人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的損失。
1931年建成的102層、高381m的美國紐約帝國大廈;1969年建成的110層、高417m的美國紐約世界貿(mào)易中心(南北兩座);1970年建成的110層、高443m的美國芝加哥西爾斯大廈;1996年建成的高450m的馬來西亞雙塔石油大廈等。
巨型鋼結(jié)構(gòu)為高層或超高層建筑的一種嶄新體系,它是為了滿足特殊功能或綜合功能而產(chǎn)生的。它具有良好的建筑適應(yīng)性和潛在的結(jié)構(gòu)性能,是一種很有發(fā)展的結(jié)構(gòu)。