1 第一章 概 述 建筑结构应按承载能力极限状态和正常使用极限状态设计。前者指结构或构件达到最大承载力或达到不适于继续承载的变形时的极限状态；后者为结构或构件达到正常使用的某项规定限值时的极限状态[1]。钢结构可能出现的承载能力极限状态有：①结构构件或连接因材料强度被超过而破坏；②结构转变为机动体系；③整个结构或其中一部分作为刚体失去平衡而倾覆；④结构或构件丧失稳定；⑤结构出现过度塑性变形，不适于继续承载；⑥在重复荷载下构件疲劳断裂。其中稳定问题是钢结构的突出问题，在各种类型的钢结构中，都可能遇到稳定问题，因稳定问题处理不利造成的事故也时有发生。 1 .1 钢结构的失稳破坏 钢结构因其优良的性能被广泛地应用于大跨度结构、重型厂房、高层建筑、高耸构筑物、轻型钢结构和桥梁结构等。如果钢结构发生事故则会造成很大损失。 1907 年，加拿大圣劳伦斯河上的魁北克桥，在用悬臂法架设桥的中跨桥架时，由于悬臂的受压下弦失稳，导致桥架倒塌，9000t 钢结构变成一堆废铁，桥上施工人员75 人罹难。大跨度箱形截面钢桥在 1970 年前后曾出现多次事故[2]。 美国哈特福德市（Hartford City）的一座体育馆网架屋盖，平面尺寸92m×110m，该体育馆交付使用后，于 1987 年1 月 18 日夜突然坍塌[3]。由于网架杆件采用了 4 个等肢角钢组成的十字形截面，其抗扭刚度较差；加之为压杆设置的支撑杆有偏心，不能起到预期的减少计算长度的作用，导致网架破坏[4]。20 世纪 80 年代，在我国也发生了数起因钢构件失稳而导致的事故[5]。 科纳科夫和马霍夫曾分析前苏联 1951—1977 年期间所发生的 59 起重大钢结构事故，其中17 起事故是由于结构的整体或局部失稳造成的。如原古比雪夫列宁冶金厂锻压车间在 1957 年末，7 榀钢屋架因压杆提前屈曲，连同 1200 m2 屋盖突然塌落。 高层建筑钢结构在地震中因失稳而破坏也不乏其例。1985 年9 月 19 日，墨西哥城湖泊沉淀区发生8.1 级强震，持时长达 180s，只隔 36h 又发生一次7.5 级强余震。震后调查表明，位于墨西哥城中心区的 Pino Suarez 综合楼第 4 层有 3 根钢柱严重屈曲（失稳），横向 X 形支撑交叉点的连接板屈曲，纵向桁架梁腹杆屈曲破坏[6]。1994 年发生在美国加利福尼亚州 Northridge 的地震震害表明,该地区有超过 100 座钢框架发生了梁柱节点破坏[7],对位于 Woodland Hills 地区的一座17层钢框架观察后发现节点破坏...
