第三章构件的截面承载能力―强度新

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1、第三章构件的截面承载能力――强度钢结构的承载能力:截面承载能力、构件承载能力和结构承载能力。截面的承载能力:取决于材料的强度和应力性质及其在截面上的分布，属于强度问题。构件承载力:稳定承载力取决于构件的整体刚度，因而属于构件承载力。组成钢构件的板件还有可能局部失稳，它也不属于个别截面的承载能力问题。结构承载能力:整体结构的承载能力也往往和失稳有关第一节轴心受力构件的强度和截面选择一、轴心受力构件的应用轴心受力构件包括轴心受压杆和轴心受拉杆。轴心受拉 ：桁架拉杆、网架、塔架（二力杆）轴心受压 ：桁

2、架压杆、工作平台柱、各种结构柱。二、轴心受力构件的截面形式1、对轴心受力构件的截面形式的要求1）、能提供强度所需要的面积；2）、制作比较简单；3）、便于和相邻的构件连接；4）、截面宽大而薄壁，以满足刚度和整体稳定；2、轴心受力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2）、格构式截面截面由两个或多个肢件通过缀材连接而成。三、轴心受拉杆件的强度对于截面无削弱的拉压杆件，都是以全截面的拉应力达到屈服应力为极限状态。对于截面有削弱的拉压杆件，由于应力集中和全截面发展塑性变形有

3、影响，到达强度极限状态时，净截面上的应力为均匀屈服应力。GB50017-2003规定强度的计算要求：（3－1）公式（3－1）适用于截面上应力均匀分布的拉杆。四、轴心受压杆件的强度(一般不发生)第二节梁的类型与强度梁——承受横向荷载的受弯实腹式构件一、梁的类型l、按弯曲变形状况分：单向弯曲梁:构件在一个主轴平面内受弯双向弯曲梁:构件在二个主轴平面内受弯2、按支承条件分：简支梁、连续梁、悬臂梁；1）.型钢梁2）.组合（截面）梁3、按制作方法分：型钢梁、组合（截面）梁二.梁的计算内容正常使用极限状态刚

4、度承载能力极限状态强度抗弯强度抗剪强度局部压应力折算应力整体稳定局部稳定VmaxMmax(一)抗弯强度1.工作性能（1）弹性阶段xx三、梁的强度σfy弹性阶段的最大弯矩:(2)弹塑性阶段(3)塑性工作阶段弹性区消失，形成塑性铰。xxσfyaafyfy分为和两个区域。式中：S1nx、S2nx分别为中和轴以上、以下截面对中和轴X轴的面积矩；Wpnx截面对中和轴的塑性抵抗矩。xxσfyaafyfy塑性铰弯矩与弹性最大弯矩之比:只取决于截面几何形状而与材料的性质无关的形状系数。对X轴对Y轴XXYYA1A

5、w2.抗弯强度计算梁设计时只是有限制地利用截面的塑性，如工字形截面塑性发展深度取a≤h/8。(1)单向弯曲梁(2)双向弯曲梁xxaafy式中：截面塑性发展系数，对于工字形截面梁:其他截面见表3.3。当翼缘外伸宽度b与其厚度t之比满足:时，需要计算疲劳强度的梁:冷弯薄壁型钢梁：XXYYbt（二）抗剪强度VmaxMmaxtmaxxx附：截面剪切中心：剪力流的合力作用线通过点。荷载通过S点时梁只受弯曲而无扭转，故也称为弯曲中心。根据位移互等定理，既然荷载通过S点时截面不发生扭转即扭转角为零，则构件承受

6、扭矩作用而扭转时，S点的线为移也为零.同时扭转荷载的扭矩也是以S点中心取矩计算；故S点也称为扭转中心。剪切中心的位置:根据内力平衡，求出剪力流合力的作用线位置也就确定了剪切中心S的位置。关于剪切中心的一些简单规律:a.有对称轴的截面，S在对称轴上；b.双轴对称截面和点对称截面(如Z形截面)，S与截面形心重合；c.由矩形薄板相交于一点组成的截面,S在交点处，这是由于该种截面受弯时的全部剪力流都通过些交点。常用开口薄壁截面的剪切中心S位置和扇惯性矩Iω值（三）局部压应力当梁的翼缘受有沿腹板平面作用的

7、固定集中荷载且荷载处又未设置支承加劲肋时，或有移动的集中荷载时，应验算腹板高度边缘的局部承压强度。F——集中力,对动力荷载应考虑动力系数；——集中荷载增大系数，重级工作制吊车为1.35，其他为1.0；lz--集中荷载在腹板计算高度边缘的假定分布长度：a--集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对吊车轮压可取为50mm；hy--自梁承载边缘到腹板计算高度边缘的距离；hR--轨道的高度，计算处无轨道时取0；a1--梁端到支座板外边缘的距离，按实际取，但不得大于2.5hy。梁端支座反力：跨中集中荷载：腹板的

8、计算高度ho的规定：1．轧制型钢，两内孤起点间距;2．焊接组合截面，为腹板高度;3．铆接时为铆钉间最近距离。hobt1hobt1ho（四）折算应力应带各自符号，拉为正。计算折算应力的设计值增大系数。异号时，同号时或原因：1．只有局部某点达到塑性2．异号力场有利于塑性发展——提高设计强度构件在扭矩作用下,按照荷载和支承条件的不同，可以出现两种不同形式的扭转。一种是自由扭转或称为圣维南扭转(图3—16a)，另一种是约束扭转或称为弯曲扭转(图3-16b)。1．自由扭转(puretorsion)自由扭转