轴心受力构件ppt课件.ppt

《轴心受力构件ppt课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、钢结构基本原理交通学院4轴心受力构件本章难点：轴心受压构件的稳定理论实腹柱、格构柱的设计本章内容：本章重点：轴心受压构件的稳定(1)轴心受力构件的强度和刚度(2)轴心受压构件的稳定(3)轴心受压柱的设计(4)柱脚的构造与计算4.1概述图4.1轴心受力构件在工程中的应用(a)桁架；(b)塔架；(c)网架轴心受力构件常用截面形式—实腹式、格构式图4.2柱的组成4.1概述(c)双角钢(d)冷弯薄壁型钢图4.3轴心受力实腹式构件的截面形式4.1概述1、实腹式构件的常用截面形式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4

2、.6格构式构件的缀材布置(a)缀条柱；(b)缀板柱进行轴心受力构件设计时，必须满足：承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求承载能力极限状态：{受拉构件—以强度控制{受压构件—应同时满足强度和稳定要求正常使用极限状态：保证构件的刚度—限制其长细比4.1概述4.2轴心受力构件的强度和刚度f—钢材强度设计值，；An—构件净截面面积4.2.1强度计算图4.7有孔洞拉杆的截面应力分布(a)弹性状态应力；(b)极限状态应力a）构件净截面面积计算An取Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ截面的较小面积计算(a)(b)(c)(d)图4.8净截面面积计算孔前传力一个螺栓受力N/n第一排受力；孔前:孔后:Nb）摩擦型

3、高强螺栓连接的构件n1—计算截面上的螺栓数。n—连接一侧螺栓数；计算截面上的力为：Nnn1Nnn121Nnn121N图4.9高强度螺栓的孔前传力摩擦型高强螺栓净截面强度：摩擦型高强螺栓还应验算毛截面强度：N′---计算截面上的受到的力—构件计算长度i--截面的回转半径λ—构件的最大长细比4.2.2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4.1受拉构件的容许长细比项次构件名称容许

4、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4.2受压构件的容许长细比4.2.3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。此种组合结构的受压构件用钢筋混凝土或木材制作，而拉杆用钢材做成。[例4.1]图4.10所示一有中级工作制吊车的厂房屋架的双角钢拉杆，截面为2∟100×10，角钢上有交错排列的普通螺栓孔，孔径d=20mm。试计算此拉杆所能承受的最

5、大拉力及容许达到的最大计算长度。钢材为Q235钢。(c)图4.10例4.1图查得2∟100×10,2/215mmNf=ii==yx4.52cm.3.05cm,A=2×19.26cm2AnⅡ=2(1926-20×10)=3452mm2AnI=2×(2×45+402+1002-2×20×10)=3150mm2N=AnIf=3150×215=677250N=677kNlox=[λ]·ix=350×30.5=10675mm[]350=lloy=[λ]·iy=350×45.2=15820mm[解]：图4.10例4.1图(b)4.3轴心受压构件的稳定结构失去稳定性：在荷载作用下，钢结构的外

6、力和内力必须保持平衡。但平衡状态有稳定和不稳定之分，当为不稳定平衡时，轻微扰动将使结构或其组成构件产生很大的变形而最后丧失承载能力，这种现象就称为结构失去稳定性。钢结构失稳破坏的例子1907年，加拿大跨越魁北克(Quebec)河三跨伸臂桥工程概况：两边跨各长152.4m，中间跨长548.6m(包括由两个边跨各悬挑出的171.4m)。破坏原因：格构式下弦压杆的角钢缀条过于柔弱、失稳，其总面积只占弦杆截面面积的1％。直接损失：架桥工程中9000t钢桥坠入河中，75员工遇难。1916年因施工问题又发生一次倒塌事故。前苏联在1951～1977年间共发生59起重大钢结构事故，有17起属稳

7、定问题。（设计、制作、安装或使用不当都可能引发稳定事故）例如：1974年，苏联一个俱乐部观众厅24×39m钢屋盖倒塌。起因是受力较大的钢屋架端斜杆失稳。美国Connecticut（康涅狄格）州的Hartford（哈特福德）城一体育馆网架，1978年1月大雨雪后倒塌。工程概况：91.4m×109.7m网架，四个等边角钢组成的十字形截面杆件。破坏原因：只考虑了压杆的弯曲屈曲，没有考虑弯扭屈曲。我国新修订的2004年钢结构规范中已考虑了弯扭屈曲的相关设计理论。理想轴心压杆：假定杆件完全挺直、荷载沿