什么是梁屈曲(Beam Buckling)？

今天的许多建筑都是用钢梁和其他现代材料建造的。这一程序与旧建筑（如教堂和谷仓）中的全木结构形成了对比。需要注意的是，"梁结构"一词可以指木材，也可以指钢结构。然而，这里的术语指的是钢梁，以及梁屈曲是指当梁上的荷载大于梁的设计承载力时发生的形状变形。建筑物通常使用钢梁来支撑墙和屋顶。钢梁可以承受比同等尺寸的木梁更重的荷载，使钢成为建筑设计中越来越流行的选择。一根特定的梁所能承受的重量称为梁荷载。当任何梁，无论是木材还是钢，承受的重量超过其承受能力时，就会发生破坏。这种破坏被称为梁屈曲。谢天谢地，结构工程可以用来确定承重梁的极限，并设计一个防止任何故障的方案。工程师使用一个数学公式或梁方程来确定任何给定梁能承受多少重量。基本上，这个方程有助于确定一根梁能承受多少重量以及它能弯曲或弯曲多远在梁发生屈曲之前。当梁承受荷载时，允许的变形量是有限的。超过允许的变形量将导致梁屈曲或破坏。虽然木梁会简单地断裂，但钢梁的变形量超过了可以弯曲成形状的点，也称为梁屈曲。当梁发生屈曲时，它们失去了所有的结构完整性，可能导致结构倒塌。例如，钢制屋顶被设计来承受一定的重量。当严重的暴风雪施加的重量超过设计所能承受的重量时，梁就会发生屈曲在荷载作用下发生弯曲的梁在荷载消除后可以恢复正常形状，但发生屈曲的梁不会恢复正常形状。钢梁结构的设计通常具有较小的安全裕度，以降低破坏的风险。例如，一个钢屋盖有多个梁支撑它，如果一个梁发生故障，则需要满足周围环境的要求梁适当增加。如果不应用这一原则，整个结构可能会因一根梁屈曲而失效-类似于纸牌屋。梁有多种尺寸可供选择，以适应不同的项目，并根据其额定荷载进行选择。当结构荷载作用于梁时，它会轻微弯曲，直到荷载被移除。如果施加了过大的荷载，梁就会超出弯曲点，发生屈曲，失去所有完整性。这就强调了为什么结构工程如此重要。