《柱轴心受力构》PPT课件

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1、《钢结构与施工》课件建筑工程系建筑工程技术教研室束必清绪论1钢结构的材料2钢结构的连接34梁(受弯构件)5结构类型简介及识图6钢结构的加工制作7钢结构的安装8主要学习情境柱(轴心受力构件)涂装工程9课程主要内容钢结构工程施工质量验收10概述4.1实腹式轴心受压构件的整体稳定4.34、柱(轴心受力构件)轴心受力构件的强度及刚度4.2实腹式轴心受压构件的局部稳定4.4实腹式轴心受压构件的截面设计4.5格构式轴心受压构件4.6轴心受压柱的柱头与柱角4.74.1概述图4-1轴心受力构件NN1.结构及受力特点（1）作用在构件上的荷载是轴心压力或轴心拉力；（2）构件理想的直杆；（3）构件无初

2、应力；（4）节点铰支。主要用于承重结构，如：桁架、网架、塔架和支撑结构等。2.应用3.截面型式图4-2轴心受力构件截面形式a)b)热轧型钢、冷弯薄壁型钢、实腹式组合、格构式组合。4.2轴心受力构件的强度及刚度式中，N—荷载引起的轴心拉力或压力An—净截面面积f—钢材抗拉或抗压设计强度一、轴心受力构件的强度要求：净截面平均应力不超过设计强度。1、验算公式(除高强螺栓摩擦型连接处)：2、验算公式(高强螺栓摩擦型连接处)：需同时满足要求二、轴心受力构件的刚度轴心受力构件的刚度是以他的长细比来衡量的。式中l---构件最不利方向的长细比，一般为两主轴方向长细比的较大值.lx=lox/ix，

3、ly=loy/iylo-----相应方向的构件计算长度i-----相应方向的截面回转半径[l]-----受拉或受压构件的容许长细比。例题4.1试确定如图所示截面的轴心受拉杆的最大承载能力设计值和最大容许计算长度，钢材为Q235，容许长细比为350。解：最大承载能力设计值：f=215N/mm2查附表：A=2×19.26=38.52cm2ix=3.05cm,iy=4.52cm按强度条件N＝fA=215*38.52=828.18KN查表：按刚度要求，4.3实腹式轴心受压构件的整体稳定一、关于稳定问题的概述(a)稳定：扰动变形可以恢复；(b)临界(中性平衡)：维持扰动状态；(c)不稳定：

4、扰动变形持续增加；二、理想轴心受压构件的受力性能1、理想轴心受压构件杆件本身是绝对直杆，材料均匀，各向同性；无荷载偏心，无初始应力，压力作用线与形心纵轴重合；2、整体失稳（屈曲）现象轴心压杆在截面上的平均应力低于屈服点的情况下，由于变形（可能是弯曲，也可能是扭转或弯扭）过大，处于不稳定状态而丧失承载能力。这种现象称为整体失稳。3、整体失稳（屈曲）形式弯曲失稳双轴对称截面的轴压杆扭转失稳长细比不大，而板件较薄的十字形截面弯扭失稳截面无对称或单轴对称4、两类稳定问题（1）第一类稳定问题a.存在两种平衡状态直线平衡直线平衡弯曲平衡N＜Ncr○○。Ncr○○。Ncr。○○N>Ncr。○○

5、弯曲破坏失去直线平衡直线平衡曲线平衡b.失稳前后变形状态不同特点：（2）第二类稳定问题只存在曲线平衡状态，失稳前后变形状态一样5、欧拉临界力和临界应力E－－材料的弹性模量l0－－构件的计算长度取值见表3-9I－－构件截面绕屈曲方向中和轴的惯性矩EI－－构件的抗弯刚度－－构件长细比－－截面绕屈曲方向的回转半径三、实际轴心受压构件的受力性能1、实际轴心受压构件与理想构件的区别存在残余应力存在初弯曲存在初偏心N。○○y02、失稳过程第二类稳定问题3、初始缺陷对构件屈曲临界力的影响四、实际轴心受压构件稳定性的实用计算方法1、计算公式N—轴心受压柱的计算压力A—毛截面面积—稳定系数。与截

6、面类型、构件长细比、所用钢种有关，从附录二查得P306。ƒ—材料设计强度2、值的意义材料抗力分项系数（4-34a）（4-34b）（1）钢种不同不同分钢种确定。主要因素3、值的确定（2）截面的种类（3）构件的长细比临界应力和屈服应力之比值4、值的确定步骤①计算长细比②确定截面类别P304附表2－1、2使用规范图表查稳定系数。③按钢种、截面类别和查表P306附表2－3～6得例题4.2验算下图所示轴心受压柱的整体稳定。柱两端铰接，柱长5m，焊接工字形组合截面，火焰切割边翼缘，承受轴心压力设计值N=1200KN，采用Q235钢，在柱中央有一侧向（x轴方向）支撑。解：构件

7、属于b类截面，查表得所以，该轴心受压柱的整体稳定不满足要求。4.4实腹式轴心受压构件的局部稳定一、概述宽肢薄壁构件回转半径大，提高构件的整体稳定承载力，节省钢材。板件过薄，在构件达到临界应力前，板件可能先发生屈曲而失去稳定——局部失稳。局部失稳受压构件中板件的宽厚比较大，当压力达到某一数值（小于临界力）时，板件不能继续维持平面平衡状态而产生凸曲现象，这种现象称为板件的局部失稳现象。危害性虽无整体失稳危险，但由于截面某个板件失稳而退出工作后，将使截面有效承载部分减小，同时还使截面不