轴心受力构件ppt课件.ppt

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1、第五章轴心受力构件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、掌握实腹式、格构式轴心受压构件设计方法。大纲要求§5-1概述一、轴心受力构件的应用3.塔架1.桁架2.网架轴心受力构件--轴向力作用在截面形心轴的受力构件二、轴心受压构件的截面形式截面形式可分为：实腹式和格构式两大类。1、实腹式截面强轴弱轴2、格构式截面截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。柱肢缀条缀板实轴虚轴轴心受压柱：实腹式柱和格构式柱（缀板式、缀

2、条式）。柱由柱头、柱身和柱脚三部分组成。§5-2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（压)强度设计值。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）1、普通螺栓群轴心力作用下，板件的净截面验算拼接板的危险截面为2-2截面:A、螺栓采用并列排列时:主板的危险截面为1-1截面:NNbtt1b11122NNNtt1bB、螺栓采用错列排列时:主板的危险截面为1--1和1’--1’截面:1’1’11拼接板的危险截面为2--2和

3、2’--2’截面:222’2’t1NNbtb12、高强度螺栓群轴心力作用下,板件的净截面验算.A、高强度螺栓摩擦型连接主板的危险截面为1-1截面。11考虑孔前传力50%得：1-1截面的内力为：NNbtt1b1拼接板的危险截面为2-2截面。22考虑孔前传力50%得：2-2截面的内力为：B、高强度螺栓承压型连接的净截面验算与普通螺栓的净截面验算完全相同。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。轴心受压构件设计内容包括哪些？高强度螺栓群在轴心力作用下,板件的净截面如何验算？§5-3轴心受压构件的整体稳定一、轴压构件整体稳定的基本概念长细比小（短柱）强度破坏

4、截面应力达到材料屈服强度长细比大（长柱）整体失稳破坏截面应力低于材料屈服强度区别详见P1041、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：二、轴压构件整体稳定的基本理论弯曲失稳、扭转失稳、弯扭失稳（1）弯曲失稳--只发生弯曲变形，截面只绕一个主轴旋转，杆纵轴由直线变为曲线，是双轴对称截面常见的失稳形式；（2）扭转失稳--失稳时除杆件的支撑端外，各截面均绕纵轴扭转，是某些双轴对称截面可能发生的失稳形式；（3）弯扭失稳—单轴对称截面绕对称轴屈曲时，杆件发生弯曲变形的同时必然伴随着扭转。弯曲失稳扭转失稳弯扭失稳2

5、.轴心受压杆件的弹性弯曲屈曲lNNFFFNNNNNcrNcrNcrNcrNNNcrNcrA稳定平衡状态B随遇平衡状态C临界状态临界力Ncr：理想轴心压杆从稳定平衡过渡到不稳定平衡（临界状态）时，所施加的外力。临界力Ncr的推导（自学）教材P106γ1——单位剪力作用时轴线转角通常剪切变形的影响较小，对实腹式构件可忽略不计，即得欧拉临界力和临界应力：上述推导过程中，假定E为常量（材料满足虎克定律），所以σcr不应大于材料的比例极限fp，即：对于框架柱和厂房阶梯柱的计算长度取值，详见有关章节。3.轴心受压杆件的弹塑性弯曲屈曲(1)双模量理论σεσcrfp0E1dεdσ历史上有两种理论来解决该

6、问题，即：当σcr大于fp后σ-ε曲线为非线性,σcr难以确定。(2)切线模量理论以Et(切线模量）替代弹性屈曲理论临界力公式中的E，•理想轴心压杆弹塑性阶段，切线模量理论更有实用价值。三、初始缺陷对压杆稳定的影响若将钢材视为理想的弹塑性材料，则压杆的临界力与长细比的关系曲线（柱子曲线）应为：但试验结果却常位于蓝色虚线位置，即试验值小于理论值。这主要由于压杆初始缺陷的存在。1.00λ欧拉临界曲线几何缺陷：初弯曲、初偏心等；力学缺陷：残余应力、材料不均匀等。初始缺陷(1)、考虑残余应力影响的轴压柱的临界应力临界力和临界应力应为：※残余应力的影响使轴压柱的临界力、临界应力降低thtkbbxx

7、y当时，截面出现塑性区，由于截面塑性区应力不会再增加，能够产生抵抗力矩的只是截面的弹性区NNl/2l/2v0y0v1yxyv2、初弯曲的影响杆长中点总挠度为：0.51.00vv0=3mmv0=1mmv0=0根据上式，可得理想无限弹性体的压力—挠度曲线，具有以下特点：①v随N非线形增加,当N趋于NE时，v趋于无穷;②相同N作用下,v随v0的增大而增加;③初弯曲的存在使压杆承载力低于欧拉临界力NE。实际压杆并非无限弹性体，当N达到某值时