轴心受力和拉弯压弯构

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1、第六章轴心受力构件和拉弯、压弯构件1、了解“轴心受力构件”的应用和截面形式；2、掌握轴心受拉构件设计计算；3、了解“轴心受压构件”稳定理论的基本概念和分析方法；4、掌握现行规范关于“轴心受压构件”设计计算方法，重点及难点是构件的整体稳定和局部稳定；5、掌握格构式轴心受压构件设计方法。大纲要求大纲要求:1、了解拉弯和压弯构件的应用和截面形式；2、了解压弯构件整体稳定的基本原理；掌握其计算方法；5、掌握实腹式压弯构件设计方法及其主要的构造要求；4、掌握拉弯和压弯的强度和刚度计算;3、了解实腹式压弯构件局部稳定的基本原理；掌握其计算方法；6、掌握

2、格构式压弯构件设计方法及其主要的构造要求；§6-1构件类型一、轴心受力构件的应用3.塔架1.桁架2.网架轴心受力构件常用截面形式—实腹式、格构式图柱的组成(a)型钢(b)组合截面1、实腹式构件截面形式图轴心受力实腹式构件的截面形式(c)双角钢(d)冷弯薄壁型钢图轴心受力实腹式构件的截面形式2.格构式构件的常用截面形式图4.4格构式构件常用截面形式图4.5缀板柱3、格构式构件缀材布置——缀条、缀板图格构式构件的缀材布置(a)缀条柱；(b)缀板柱1、应用一般工业厂房和多层房屋的框架柱均为拉弯和压弯构件。NMNe二、拉弯、压弯构件的应用2、截面形

3、式§6-2轴心受力构件的强度和刚度一、强度计算（承载能力极限状态）N—轴心拉力或压力设计值；An—构件的净截面面积；f—钢材的抗拉强度设计值。轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。轴心受力构件轴心受拉构件轴心受压构件强度（承载能力极限状态）刚度（正常使用极限状态）强度刚度（正常使用极限状态）稳定（承载能力极限状态）二、刚度计算（正常使用极限状态）保证构件在运输、安装、使用时不会产生过大变形。—构件计算长度i--截面的回转半径λ—构件的最大长细比二刚度计算项次构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力荷载的结构一般建筑结构

4、有重级工作制吊车的厂房1桁架的杆件3502502502吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑300200—3其他拉杆、支撑、系杆(张紧的圆钢除外)400350—表受拉构件的容许长细比项次构件名称容许长细比1柱、桁架和天窗架构件150柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑2支撑(吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外)200用以减小受压构件长细比的杆件表受压构件的容许长细比轴心拉杆的设计受拉构件的极限承载力一般由强度控制，设计时只考虑强度和刚度。钢材比其他材料更适于受拉，所以钢拉杆不但用于钢结构，还用于钢与钢筋混凝土或木材的组合结构中。此种组合结构的受

5、压构件用钢筋混凝土或木材制作，而拉杆用钢材做成。§6-3轴心受压构件的稳定一、轴心受压构件的整体稳定（一）轴压构件整体稳定的基本理论1、轴心受压构件的失稳形式理想的轴心受压构件(杆件挺直、荷载无偏心、无初始应力、无初弯曲、无初偏心、截面均匀等）的失稳形式分为：理想轴心压杆：假定杆件完全挺直、荷载沿杆件形心轴作用,杆件在受荷之前无初始应力、初弯曲和初偏心,截面沿杆件是均匀的。此种杆件失稳,称为发生屈曲。屈曲形式:1)弯曲屈曲：只发生弯曲变形,截面绕一个主轴旋转；2)扭转屈曲：绕纵轴扭转;3)弯扭屈曲：即有弯曲变形也有扭转变形。1、整体稳定的临

6、界应力（1）理想轴心压杆----屈曲准则§6-3轴心受压构件的整体稳定弯曲屈曲：双轴对称截面，单轴对称截面绕非对称轴；扭转屈曲：十字形截面；弯扭屈曲：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）。图4.11轴心压杆的屈曲变形(a)弯曲屈曲；(b)扭转屈曲；(c)弯扭屈曲欧拉临界应力a）理想轴心压杆弹性弯曲屈曲临界应力NE—欧拉（Euler）临界力222222222222lpppppssE(l/I)EilEAIlEAlEIANEEcr===)(====图4.12有初弯曲的轴心压杆λ——杆件长细比，λ=l/i；i——截面对应于屈曲的回转半径，i=I/A。当，

7、，压杆进入弹塑性阶段。采用切线模量理论计算。Et---切线摸量E为常量,因此σcr不超过材料的比例极限fpb)理想压杆的弹塑性弯曲屈曲临界应力屈曲准则建立的临界应力或长细比图4.13应力-应变曲线εσfpσcrE(2)实际轴心受压构件实际轴心受压构件存在初始缺陷----初弯曲、初偏心、残余应力考虑初始缺陷的临界应力---边缘屈服准则e0kNe0kN0图4.14有初弯曲的轴心压杆及其压力挠度曲线e0zyyNke00Nvkvv=0.10y01.00.50=0.3yyEN/N=00z0e=0.3e=000e=0.11.00.5N/NE0弹塑性阶段

8、压力挠度曲线①有初弯曲(初偏心)时，一开始就产生挠曲,荷载↑，v↑,当N→NE时，v→∞②初弯曲（初偏心）越大,同样压力下变形越大。③初弯曲（初偏心）即使很小,也有a）初弯曲和初