轴向受力构件柱.ppt

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1、第六章轴向受力构件-柱一、轴向受力构件-柱的构造和应用二、轴心受力构件的计算三、偏心受力构件的计算四、柱的承载能力五、实腹式柱的设计计算六、格构式柱的设计计算第一节轴向受力构件-柱的构造和应用一、轴向受力构件——柱的构造轴向受力构件的应用载体—柱，分为轴心受力（拉或压）构件和偏心受力（拉或压）构件，偏心压杆也是压弯构件。轴向（心）受力构件可以是整个结构中的一根杆件，也可以是独立的结构件，后者常称为拉杆或柱。轴向受力构件—柱通常由单根型钢或组合截面制成，两端与其它构件相连接，而柱体则由柱头、柱身和柱脚

2、三部分构成。柱身是主要部分，载荷从柱头经柱身传至柱脚。轴向受力构件—柱可分为实腹式和格构式结构，实腹式结构有开口的和封闭的两种型式；格构式结构则分为缀板式和缀条式。根据受力特点，沿全长可以做成等截面构件或变截面构件。轴向受力构件—柱多采用焊接结构，其两端可用焊接或栓接的方法与其它结构相连接。轴向受力构件——柱的截面型式很多。实腹式构件柱可以用单根角钢、工字钢、钢管制成，也可以用型钢或钢板制成组合截面。轴心受力构件最好采用对称的截面型式，偏心受力构件宜用非对称截面。型钢作轴向受力构件最简单，且制造方便

3、，应尽量选用。实腹式组合截面构件要保证钢板的局部稳定性。格构式构件——柱常用槽钢、工字钢、角钢和钢管作柱肢，以缀条或缀板作连缀件构成矩形或三角形截面结构。二、轴向受力构件——柱的应用轴向受力构件——柱作为轴向压杆和支柱，广泛应用于工厂、矿山、港口以及货栈的工程结构或机械结构中，如门式的支腿、塔式起重机的塔身、轮式、履带式起重机的臂架等，均为典型的轴向受力构件。第二节轴心受力构件的计算NAjσ=≤[σ](6-1)承受轴心载荷而无弯矩作用的构件称为轴心受力构件，根据载荷的拉压性质，又分为轴心受拉构件和轴

4、心受压构件。一、轴心受力构件的强度等截面轴心受力构件的强度计算：二、轴心受力构件的刚性轴心受力构件应有足够的刚性，以防止构件发生过大变形、失稳和振动。在工程上，常用构件的长细比来表征它的刚性。不论是轴心压杆、还是轴心拉杆，均应计算其刚性。等截面轴心受力构件的长细比计算：l0=µ1ll0rλ=≤[λ](6–2)(6–3)三、轴心受压构件的整体稳定性轴心受压构件的整体稳定性计算：NϕAσ=≤[σ]NϕAσ=≤[σ]σs235λhF=λh当计算钢材屈服点大于235N/mm2的轴心受压构件稳定性时，需用假想

5、长细比，对实腹式构件计算:对格构式构件计算：(6–4)(6–5)(6–6)+++第三节偏心受力构件的计算NMxAjMjx≤[σ]NMxMyAjWjxWjy≤[σ](6–7)(6–8)一、偏心受力（拉或压）构件的强度承受轴向力和弯矩作用的或受偏心作用轴向力的构件称为偏心受力构件。单向偏心受拉构件的强度计算：++≤[σ]]jxjy+NMxAj(1−NNEx)MMy(1−NNEy)M≤[σ单向偏心受压构件的强度计算：NMxAj(1−NNEx)Mjx双向偏心受压构件的强度计算：(6–9)(6–10)YL=f

6、01−NNE≤[YL]]l0rλ=≤[λ偏心受压构件的总挠度：(6–11)二、偏心受压构件的刚性偏心受力构件的长细比（与轴心压杆相同）++++]NMxMyϕAWxWy≤[σ三、偏心受压构件的整体稳定性1．双向压弯构件的整体弯曲屈曲稳定性计算当N/NEx和N/NEy均小于0.1时当N/NEx和N/NEY均大于0.1时NϕAMxMy(1−NNEx)Wx(1−NNEy)Wy≤[σ](6–12)(6–13)⎛1⎞Mx1−NNEx⎠ϕbx⎝2．单向压弯构件的整体弯扭屈曲稳定性计算可按式（6-14）计算：]WN

7、ϕA+⎜⎟≤[σ(6–14)σcrEαα=σπ2Eλ第四节柱的承载能力=2对于实腹柱，由材料力学得知，当KGAγ=(6–23)F=1时的剪应变为：(6–24)柱是由轧制型钢或钢板制成的组合截面的承压结构，它的计算原理与轴向受压构件（简称压杆）并无本质区别，所以柱又可简称为组合压杆。决定柱的承载能力同压杆一样，均应满足强度、刚性和整体稳定性的要求。一、剪切力对柱临界力的影响在实际工作中，由于构造和载荷位置偏心以及有横向力作用时，柱截面上除有轴力和弯矩外，还存在剪力和剪切变形，从而增大柱的挠曲，并降低柱

8、的临界力。若以表示临界应力，则σcrπ2Eλ2σcr=α=σEα对于实腹柱，由材料力学得知，当KGAγ=F=1时的剪应变为：(6–23)(6–24)柱是由轧制型钢或钢板制成的组合截面的承压结构，它的计算原理与轴向受压构件（简称压杆）并无本质区别，所以柱又可简称为组合压杆。决定柱的承载能力同压杆一样，均应满足强度、刚性和整体稳定性的要求。一、剪切力对柱临界力的影响在实际工作中，由于构造和载荷位置偏心以及有横向力作用时，柱截面上除有轴力和弯矩外，还存在剪力和剪切变形，从而