6轴心受力构件【荐】.ppt

4.实腹式轴压柱与格构式轴压柱 二、轴心受压构件的截面形式 2、格构式截面 §6.2 轴心受力构件的强度和刚度 6.2.2 轴心受力构件的刚度计算 §6-3 轴心受压构件的整体稳定 §6.3.2 无缺陷轴心受压构件的屈曲 杆端约束对压杆整体稳定的影响 实际压杆并非全部铰支，对于任意支承情况的压杆，其临界力为： 2. 弹塑性弯曲屈曲 §6.3.3 初始缺陷对轴心受压构杆弯曲屈曲的影响 但试验结果却常位于蓝色虚线位置，即试验值小于理论值。这主要由于压杆初始缺陷的存在。 初始缺陷 (2)、残余应力影响下短柱的σ-ε曲线 以热轧H型钢短柱为例： (3)、仅考虑残余应力影响的轴压柱的临界应力 仍以忽略腹板的热轧H型钢柱为例，推求临界应力： 2、初弯曲的影响 假定：两端铰支压杆的初弯曲曲线为： N作用下的挠度的增加值为y，也呈正弦曲线分布： 求解上式，因 sin(πx/l) ≠0，所以: 实际压杆并非无限弹性体，当N达到某值时，在N和N?v的共同作用下，截面边缘开始屈服(A或A’点)，进入弹塑性阶段，其压力--挠度曲线如虚线所示。 解式6-19，其有效根，即为以截面边缘屈服为准则的临界应力： 上式称为柏利(Perry)公式。 3、初偏心的影响 微弯状态下建立微分方程： §6.4 实际轴心受压构件的整体稳定的计算 6.4.1 实际轴心受压构件的稳定承载力计算方法 确定受压构件临界应力的方法，一般有： （1）屈服准则：以理想压杆为模型，弹性段以欧拉临界力为基础，弹塑性段以切线模量为基础，用安全系数考虑初始缺陷的不利影响； （2）边缘屈服准则：以有初弯曲和初偏心的压杆为模型，以截面边缘应力达到屈服点为其承载力极限； （3）最大强度准则：以有初始缺陷的压杆为模型，考虑截面的塑性发展，以最终破坏的最大荷载为其极限承载力； （4）经验公式：以试验数据为依据。 实际轴心受压构件的柱子曲线 我国规范给定的临界应力σcr，是按最大强度准则，并通过数值分析确定的。 由于各种缺陷对不同截面、不同对称轴的影响不同，所以σcr-λ曲线（柱子曲线），呈相当宽的带状分布，为减小误差以及简化计算，规范在试验的基础上，给出了四条曲线（四类截面），并引入了稳定系数 。 §6.4.2 轴心受压构件的整体稳定计算 轴心受压构件不发生整体失稳的条件为，截面应力不大于临界应力，并考虑抗力分项系数γR后，即为： §6.4.3 轴心受压构件整体稳定计算的构件长细比 1、截面为双轴对称或极对称构件： 3、单角钢截面和双角钢组合T形截面可采取以下简 化计算公式： 4、单轴对称的轴心受压构件在绕非对称轴以外的任意轴失稳时，应按弯扭屈曲计算其稳定性。 其他注意事项： 1、无任何对称轴且又非极对称的截面（单面连接的不等边角钢除外）不宜用作轴心受压构件； 2、单面连接的单角钢轴心受压构件，考虑强度折减系数后，可不考虑弯扭效应的影响； 单角钢的单面连接时强度设计值的折减系数： 1、按轴心受力计算强度和连接乘以系数 0.85； 2、按轴心受压计算稳定性： 等边角钢乘以系数0.6+0.0015λ，且不大于1.0； 短边相连的不等边角钢乘以系数 0.5+0.0025λ，且不大于1.0； 长边相连的不等边角钢乘以系数 0.70； 1 单向均匀受压薄板弹性阶段的临界力及临界应力的计算公式统一表达为： 2、单向均匀受压薄板弹塑性屈曲应力 板件进入弹塑性状态后，在受力方向的变形遵循切线模量规律，而垂直受力方向则保持弹性，因此板件属于正交异性板。其屈曲应力可用下式表达： 3 轴心受压构件的局部稳定的验算 对于普通钢结构，一般要求：局部失稳不早于整体失稳，即板件的临界应力不小于构件的临界应力，所以： 由上式，即可确定局部失稳不早于整体失稳时，板件的宽厚比限值： 1)、翼缘板： A、工字形、T形、H形截面翼缘板 3)、圆管截面 4 轴压构件的局部稳定不满足时的解决措施 1)、增加板件厚度； 由于横向张力的存在，腹板屈曲后仍具有很大的承载力，腹板中的纵向压应力为非均匀分布： 因此，在计算构件的强度和稳定性时，腹板截面取有效截面betW。 3)、对于H形、工字形和箱形截面腹板高厚比不满足以上规定时，也可以设纵向加劲肋来加强腹板。 纵向加劲肋与翼缘间的腹板，应满足高厚比限值。 纵向加劲肋宜在腹板两侧成对配置，其一侧的外伸宽度不应小于10tw，厚度不应小于0.7