鋼結構設計中平面內和平面外的概念

    鋼結構設計中,計算壓彎構件的穩定性時,通常會遇到平面內、平面外的概念。只有弄清楚這兩個概念,才會理解桿件的計算長度,及如何在平面內和平面外設置支撐,避免結構失穩。

鋼結構設計中平面內和平面外的概念的圖1     對于壓彎構件穩定問題,所謂的平面是指彎矩作用所在的平面。習慣上我們將屏幕看作構件所在的平面,也就是彎矩所在的YOZ平面,叫作彎矩作用的平面內;垂直彎矩所在平面的XOY平面,叫作彎矩作用的平面外。發生在屏幕內(YOZ平面)的彎曲變形,就是平面內失穩。發生在垂直屏幕(XOY平面)的彎曲變形,就是平面外失穩。

鋼結構設計中平面內和平面外的概念的圖2    如圖中,梁截面位于XOY面,Z軸沿長度方向。在Mx作用下,彎矩作用平面為YOZ平面,即圖中蘭色平面;此時如果變形是沿X軸方向的左右變形,則為平面外的變形;上下變形為平面內的變形。在My作用下,彎矩作用平面為水平平面XOZ面,此時如果變形是沿Y軸方向的上下變形,則為平面外變形;左右變形為平面內變形。

鋼結構設計中平面內和平面外的概念的圖3    還有一點需要注意的是,彎矩的方向和彎矩的平面是兩個不同的概念。用與平面垂直的向量來表示平面,如Mx,根據右手法則,其方向是向左,而其作用面為豎直的YOZ平面。

    用一個更為形象的例子,假設你是一根梁,你躺下、起來,是平面內,而翻身打滾就是平面外。

 

 

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