Виды и типы потери устойчивости

Различают два вида потери устойчивости – устойчивость положения и устойчивость формы.

Устойчивость положения – это способность сооружения сохранять свое положение. Например, при действии на подпорную стенку нагрузки q (рис. 18.1 а), относительно точки А создается опрокидывающий момент , от чего подпорная стенка может потерять устойчивость (рис. 18.1 б). Этому противостоит собственный вес подпорной стенки G, создающий удерживающий момент . Устойчивость системы зависит от соотношения этих моментов, так как при:

1) – система устойчива;

2) – система неустойчива;

3) – система безразлична.

Рис. 18.1

Устойчивость формы – способность сооружения сохранять свою первоначальную форму.

Например, если верхний конец стержня с действующей продольной силой P немного отклонить в сторону (рис. 18.2 а), он при P<P_кр вернется в исходное положение. Такая система является устойчивой.

Рис. 18.2

Если же P>P_кр, перемещения стержня начинают возрастать (рис.18.2 б). Такая система в исходное состояние вернуться не может. Поэтому ее называют неустойчивой.

Если P=P_кр, система остается в безразличном состоянии (рис. 18.2 в).

Таким образом, в зависимости от величины приложенной нагрузки система может быть устойчивой, неустойчивой или безразличной. Внизу на рисунках 18.2 а-в показаны схематические аналоги устойчивой, неустойчивой и безразличной систем..

Потеря устойчивости делится на 2 рода.

Потеря устойчивости первого рода связана с появлением нового вида деформации и характеризуется нарушением равновесия между нагрузкой и внутренними усилиями. Она может быть трех типов:

– потеря устойчивости центрального сжатия (рис. 18.2 б);

– потеря устойчивости симметричной формы деформации (рис. 18.3 а, б);

– потеря устойчивости плоской деформации (рис. 18.3 в).

Рис. 18.3

Потеря устойчивостивторого рода наблюдается при потере несущей способности всего сооружения и характеризуется резким возрастанием предыдущих деформаций. В этом случае равновесие между нагрузкой и внутренними усилиями нарушается даже без появления новых видов деформаций (рис. 18.4 а-в):

Рис. 18.4