构件的截面承载能力―强度.ppt

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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:构件有可能在受力最大截面还未达到强度极限之前因丧失稳定而失去承载能力。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

2、心受拉：桁架拉杆、网架、塔架（二力杆）轴心受压：桁架压杆、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轴心受力的构件可采用图中的各种形式。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影响，到达强度极限状态时，净截面上的应

3、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。当拉杆的截面有局部削弱时，截面上的应力分布就不均匀，在孔边或削弱处边缘就会出现应力集中。但当应力集中部分进入塑性后，内部的应力重分布会使最终拉应力分布趋于均匀。因而须保证两点：（1）选用的钢材要达到规定的塑性（延伸率）。（2）截面开孔和削弱应有圆滑和缓的过渡，改变截面、厚度时坡度不得大于1:4。五、索的受力性能和强度计算钢索是一种特殊的受拉构件，广泛应用于悬索结构，张拉结构、桅杆纤绳和预应力结构

4、等。悬索作为柔性构件,其内力不仅和荷载作用有关，而且和变形有关，具有很强的几何非线性，需要由二阶分析来计算内力.悬索的内力和位移可按弹性阶段进行计算，通常采用下列基本假定：(1)索是理想柔性的，不能受压，也不能抗弯。(2)索的材料符合虎克定律。四、轴心受压杆件的强度(一般不发生)轴心压杆的截面若无削弱，就不会发生强度破坏。截面削弱的程度较整体失稳对承载力的影响小,也不会发生强度破坏.如截面削弱的程度较整体失稳对承载力的影响大,则会发生强度破坏。轴心压杆的强度计算方法同轴心拉杆。钢索的强度计算,目前国内外均采用容

5、许应力法，按下式进行：：按恒载(标准值),活载(标准值)、预应力,地震荷载,温度等各种组合工况下计算所得的钢索最大拉力标准值；K:安全系数。宜取2.5-3.5第二节梁的类型与强度承受横向荷载的受弯实腹式钢构件称为钢梁。当跨度及荷载较大时，为了节约材料有时也做成格构式的桁架形式，如屋架等。由于桁架形式的受弯构件，其杆件主要是受轴心力，故一般可按轴力构件计算。受弯构件通常指的是实腹式钢梁。一、梁的类型l、按弯曲变形状况分：单向弯曲构件:构件在一个主轴平面内受弯双向弯曲构件:构件在二个主轴平面内受弯2、按支承条件分：

6、简支梁、连续梁、悬臂梁3、按制作方法分：型钢梁：有热轧型钢和冷弯薄壁型钢。型钢梁加工简单，价格低廉；但型钢截面尺寸受到一定的规格的限制。组合梁：由若干钢板或钢板与型钢连接而成.它截面布置灵活,构造简单,制造方便，用钢量省。多用于荷载较大、跨度较大的场合。异种钢组合梁：为了充分地利用钢材强度,可考虑受力较大的翼缘板采用强度较高的钢材,腹板采用强度稍低的钢材。蜂窝梁：将工字钢或H型钢的腹板示沿折线切开，焊成空腹梁,一般常称之为蜂窝梁。是一种较为经济合理的构件形式。也可将工字形或H型钢的腹板斜向切开，颠倒相焊做成楔形

7、梁以适应弯矩的变化。二、用于受弯构件的梁的截面形式（图）三、梁格布置与梁的设计内容1、梁格布置梁格是由许多梁排列而成的平面体系，例如楼盖和工作平台等。梁格上的荷载一般先由铺板传给次梁，再由次梁传给主梁，然后传到柱或墙，最后传给基础和地基。根据梁的排列方式，梁格可分成下列三种典型的形式：2、梁的设计内容钢梁设计应考虑强度、刚度、整体稳定和局部稳定各个方面满足要求：(1)梁的强度计算主要包括抗弯、抗剪和折算应力等强度应足够。(2)刚度主要是控制最大挠度不超过按受力和使用要求规定的容许值。(3)整体稳定指梁不会在刚度

8、较差的侧向发生弯扭失稳，主要通过对梁的受压翼缘设足够的侧向支承，或适当加大梁截面以降低弯曲压应力至临界应力以下。(4)局部稳定指梁的翼缘和腹板等板件不会发生局部凸曲失稳，在梁中主要通过限制受压翼缘和腹板的宽厚比不超过规定，对组合梁的腹板则常设置加劲肋以提高其局部稳定性。四、梁的强度计算1、弯曲正应力梁受弯时的应力－应变曲线与受拉时相类似（图f），其正应力的发展过程可分为三个阶段：弹性工