《钢结构》第四章 轴心受力构件课件.ppt

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1、第四章轴心受力构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure1、概述2、轴心受力构件的强度和刚度3、轴心受压构件的整体稳定4、轴心受压柱的设计5、柱头和柱脚钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件4.1轴心受力构件的应用§4.1轴心受力构件的应用及截面形式轴心受力构件是指承受通过截面形心轴线的轴向力作用的构件。包括轴心受拉构件（轴心拉杆）和轴心受压构件（轴心压杆）。a)++++图4.1轴心受压构件的应用在钢结构中应用广泛，如桁架、网架中的杆件，工

2、业厂房及高层钢结构的支撑，操作平台和其它结构的支柱等。++++++++b)第四章轴心受力构件钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件图4.2柱的形式支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向受压构件通常称为柱。柱由柱头、柱身和柱脚三部分组成。传力方式：上部结构－柱头－柱身－柱脚－基础钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件轴心受力构件常用截面形式可分为实腹式构件和格构式

3、构件实腹式构件具有整体连通的截面。格构式构件一般由两个或多个分肢用缀件联系组成。采用较多的是两分肢格构式构件。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件图4.2柱的形式格构式构件实轴和虚轴格构式构件截面中，通过分肢腹板的主轴叫实轴，通过分肢缀件的主轴叫虚轴。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件缀条和缀板一般设置在分肢翼缘两侧平面内，其作用是将各分肢连成整体，使其共同受力，并承受绕虚轴弯曲时产生的剪力。缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组

4、成，它们与分肢翼缘组成桁架体系；缀板常用钢板，与分肢翼缘组成刚架体系。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件4.1.2轴心受力构件的截面形式a）型钢截面；b)实腹式组合截面；c)格构式组合截面图4.3轴心受力构件的截面形式实腹式截面格构式截面实腹式构件比格构式构件构造简单，制造方便，整体受力和抗剪性能好，但截面尺寸较大时钢材用量较多；而格构式构件容易实现两主轴方向的等稳定性，刚度较大，抗扭性能较好，用料较省。钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第

5、四章轴心受力构件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）轴心受力构件的设计钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件§4.2轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件以截面上的平均应力达到钢材的屈服强度作为强度计算准则。4.2.1轴心受力构件的强度计算钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件（4.3）N——轴心力设计值；A——构件的毛截面面积；f—

6、—钢材抗拉或抗压强度设计值。1.截面无削弱构件以全截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态。设计时，作用在轴心受力构件中的外力N应满足：钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件2.有孔洞等削弱◎弹性阶段－应力分布不均匀；◎极限状态－净截面上的应力为均匀屈服应力。（5.2.2）图4.6截面削弱处的应力分布NNNNs0smax=3s0fy(a)弹性状态应力(b)极限状态应力钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件构件以净截面的平均应力达到屈

7、服强度为强度极限状态。设计时应满足（4.1）An——构件的净截面面积钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件轴心受力构件采用螺栓连接时最危险净截面的计算螺栓并列布置按最危险的正交截面（Ⅰ－Ⅰ）计算：螺栓错列布置可能沿正交截面（Ｉ－Ｉ）破坏，也可能沿齿状截面（Ⅱ－Ⅱ）破坏，取截面的较小面积计算：NNbtt1b111NNtt1bc2c3c4c111ⅡⅡ钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第四章轴心受力构件对于高强螺栓的摩擦型连接，可以认为连接传力所依靠

8、的摩擦力均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力，因此最外列螺栓处危险截面的净截面强度应按下式计算：图摩擦型高强螺栓孔前传力钢结构设计原理De