钢结构第-章.ppt

《钢结构》 第四章 轴心受力构件 4.1 轴心受力构件的类型 4.2 强度和刚度 4.3 整体稳定 4.4 局部稳定 4.5 实腹式的设计 4.6 格构式的设计 4.7 轴压柱的柱头和柱脚 轴压例题 轴压例题（1/3） 轴压例题（2/3） 轴压例题（3/3） 实腹轴压设计例题（1/8） 实腹轴压设计例题（2/8） 实腹轴压设计例题（3/8） 实腹轴压设计例题（4/8） 实腹轴压设计例题（5/8） 实腹轴压设计例题（6/8） 实腹轴压设计例题（7/8） 实腹轴压设计例题（8/8） 再见 2. 验算截面： ① 强度：因截面无削弱，不必验算。 ② 刚度： λx= l0x/ix = 6000/121.3=50 [λ]=150 λy= l0y/iy = 3000/63.6=47 [λ]=150 ③ 整体稳定： 比较知，绕x轴不利。由Q235、b类、λx=50 ， 查得： φy=0.856，则： N/(φ·A)=1600x103/(0.856x9000) =208(N/mm2) f =215N/mm2 整体稳定满足。 ④ 局部稳定： 翼板：b1/t= (b-tw)/(2·t) = (250-8)/(2x14) = 8.6 (10+0.1λ)(235/fy)1/2 = 10+0.1x50 = 15 b1/t (10+0.1λ)(235/fy)1/2 成立， 即翼板局稳满足。 腹板：h0/tw=250/8=31 (25+0.5λ)(235/fy)1/2 = 25+0.5x50 = 50 h0/tw (25+0.5λ)(235/fy)1/2 成立， 即腹板局稳满足。 最终：选择焊接工字钢(278x250x8x14)作为此柱。 比较情况一和情况三： q1=106kg/m， q3=71kg/m 即： q1为q3的1.5倍。 原因是热轧普通型钢绕y轴太弱，并由之控制截面。 * * * * 4.1 轴心受力构件的类型 按受力情况分为： 轴心受拉构件—强度、刚度 轴心受压构件—强度、刚度、整稳、局稳 按截面形式分为： 热轧型钢 组合截面（实腹式、格构式） 冷弯薄壁型钢 选择截面的侧重点不同，则选择结果不同。 需加工方便、迅捷—则选型钢 需造价低—则选组合截面，如焊接工字、格构式 4.2 轴心受力构件的强度、刚度 强度： 计算公式：σ=N/An≤f f—钢材抗拉压强度设计值，单面连接的单角钢 折减0.85。 此式的物理意义为：全截面的平均应力达到钢材的屈服极限。 刚度： 轴心受力构件的刚度用长细比（λ）来控制。两个主轴方向都要计算。 计算公式： λ=l0/i≤[λ] 计算时注意 l0 和 i 的方向要一致。 4.3 轴心受力构件的整体稳定 整体失稳现象： 比较细长的压杆，在应力尚未达到设计强度极限时，就发生屈曲破坏，这种现象叫做整体失稳。 整体失稳是突然的。 整体失稳就是发生屈曲，形式有三种：弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲。 图 4.3 轴心受力构件的整体稳定 欧拉临界力公式： 弹性微弯曲（无扭）时： M(z) = - EI · (d2y/dz2) ——见《材力》“弯曲变形”章节 内外力矩平衡条件： N · y - M(z) = 0 即：N · y + EI · (d2y/dz2) = 0 N · y /EI + (d2y/dz2) = 0 令：k2 = N/EI 则：k2 · y + (d2y/dz2) = 0 用高等数学方法解得： y = Asin(kz) + Bcos(kz) 4.3 轴心受力构件的整体稳定 欧拉临界力公式： y = Asin(kz) + Bcos(kz) 由边界条件：z = 0 时，y=0： 0 = Asin0 + Bcos0 即：0 = 0 + B 得：B=0 由边界条件