《轴心受力构》ppt课件

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1、第五章钢结构基本构件计算掌握轴心受力构件的性能以及强度、刚度的计算方法，掌握轴心受压构件整体稳定和局部稳定的计算方法。点掌握受弯构件的性能及强度、刚度、整体稳定、局部稳定和加劲肋计算方法。掌握拉弯和压弯构件的性能和强度的计算方法，掌握压弯构件平面内弯曲屈曲、平面外弯扭屈曲和局部稳定的计算方法。学习要点15.1轴心受力构件轴心受力构件是指只受通过构件截面重心的纵向力作用的构件,分为轴心受拉构件和轴心受压构件。从截面形式及构造来看，轴心受力构件的截面可分为型钢截面和组合截面两大类，组合截面又可分为实腹式组合截面和格构式组合截面。一般而言，型钢截面适用于受力较小的构件，实腹式组合截面适用于受

2、力较大的构件，格构式组合截面适用于受力小、构件长、刚度起绝对控制作用的构件。型钢截面只需少量加工即可用作构件，省工省时，成本低，但型钢截面受型钢种类及型钢号限制，难于完全与受力所需的面积相对应，用料较多。一、轴心受力构件的应用和截面形式2实腹式组合截面的截面的形状和尺寸几乎不受限制，可以根据构件的受力性质和力的大小选用合适的截面，从而节约钢材，但费工费时，成本较高。格构式组合截面由于可调整分肢间距，在增加钢材（缀材）很少的情况下，显著提高截面的惯性矩从而显著提高构件的刚度，当然，制作较麻烦。3型钢截面只需少量加工即可用作构件，省工省时，成本低，但型钢截面受型钢种类及型钢号限制，难于完全

3、与受力所需的面积相对应，用料较多。相反，实腹式组合截面的截面的形状和尺寸几乎不受限制，可以根据构件的受力性质和力的大小选用合适的截面，从而节约钢材，但费工费时，成本较高。格构式组合截面由于可调整分肢间距，在增加钢材（缀材）很少的情况下，显著提高截面的惯性矩从而显著提高构件的刚度，当然，制作较麻烦。轴心受拉构件必须满足强度和刚度的要求；轴心受压构件除满足强度和强度要求外，还应满足整体稳定和局部稳定的要求。4二、轴心受力构件的强度和刚度1.强度轴心受力构件的承载力极限状态是以屈服强度为极限。《规范》规定净截面的平均应力不应超过钢材的强度设计值。除高强度螺栓摩擦型连接处外，应按下式计算：对于

4、高强度螺栓摩擦型连接处的强度，由于计算截面（最外列螺栓处）的高强度螺栓所承受力的一半已通过摩擦力传递，故应按下式计算：52.刚度轴心受力构件的正常使用极限状态用限制构件的长细比来控制，即式中λ——构件截面两轴方向长细比的较大值；l0——与λ相应方向构件的计算长度；i——与λ相应方向截面的回转半径；[λ]——受拉构件的容许长细比。6【例5.1】｀已知一屋架下弦杆件，计算长度l0x=0.3m,l0y=1.485m,承受轴心拉力设计值(静力荷载)N=968kN。钢材为Q235，截面为双角钢组成的T形截面，试设计该杆件的截面。【解】1、截面选择由强度公式要求所需要净截面面积为由角钢规格中查得2

5、L160×100×10（短肢相连）：A=50.63cm2>An，ix=2.85cm,iy=7.71cm。72、各项验算（1）强度验算在节点设计时，将该杆连接支撑的螺栓孔包在节点板内，且使栓孔中心到节点板近端边缘距离不小于100mm，故截面强度验算中不考虑栓孔对截面的削弱（2）刚度验算满足要求。83.实腹式轴心受压构件的整体稳定(1)关于稳定问题的概述稳定平衡状态是指结构或构件或板件没有突然发生与原受力状态不符的较大变形而丧失承载能力的状态。突然发生与原受力状态不符的较大变形而丧失承载能力叫丧失稳定（简称失稳），失稳之前的最大力则称为稳定承载力或临界力（相应的应力称为临界应力）。保证结构

6、安全的条件之一，是要求所设计的结构（或构件或板件）处于稳定的平衡状态。研究稳定问题就是要研究如何计算结构（或构件或板件）的稳定承载力（或临界应力），以及采用何种有效措施来提高其稳定承载力（临界应力）。9轴心受压构件稳定承载力传统计算方法概述（a）欧拉公式在求解轴心受压构件临界力时，欧拉采用了下列基本假定：①杆件为两端铰接的理想直杆；②材料为理想的弹塑性体；③轴心压力作用于杆件两端，杆件发生弯曲时，轴心压力的方向不变；④临界状态时，变形很小，可忽略杆件长度的变化；⑤临界状态时，杆件轴线挠曲成正弦半波曲线，截面保持平面。由此得出欧拉临界力计算公式：10式中γ1是单位剪力作用下的剪切角。对实

7、腹式构件，其值很小，它对Ncr的影响不超过千分之五，略去不计：相应的临界应力为：欧拉公式理论上严谨，最后得出的解析式简单，对细长柱其计算结果与实测结果吻合较好，故现仍为基础课之经典公式。（b）改进的欧拉公式——切线模量理论11众所周知，构件越细长，越容易失稳，即失稳的临界应力越低。当欧拉公式计算的临界应力σcr≤fp（比例极限）时，欧拉假定中的线弹性假定才成立，欧拉公式的计算结果才接近实际情况。当构件较为粗短，失稳时的临界应力较高，σcr>fp