第六章__轴心受力构件 钢结构.ppt

第六章 轴心受力构件 第六章 轴心受力构件 6.5.2 轴心受压构件局部稳定的计算方法 1.确定板件宽（高） 厚比限值的准则 第六章 轴心受力构件 3.加强局部稳定的措施 1）调整板件厚度或宽（高）度； 2）设纵向加劲肋来加强腹板。 纵向加劲肋 横向加劲肋 横向加劲肋 纵向加劲肋 如果柱截面高度较大，高厚比要求的腹板又过厚，显然是不经济的。这时有两种方法处理． 一种方法是设置纵向加劲肋，以加强腹板，减小其截面计算高度。纵向加劲肋宜在腹板两侧成对布置。其尺寸要求；外伸宽度bs≥10twmm，厚度ts≥0.75tw mm； 另一种方法是，认为腹板中间局部屈曲，退出工作，在计算强度时，仅考虑腹板高度边缘范围内两侧各 的部分为有效面积如图。在计算构件整体稳定系数时，仍用全部面积。 此外，为了保证构件截面几何形状不变，提高构件抗扭刚度，对大型实腹式构件在受有较大横向力作用处和每个运送单元的两端，还应设置横隔板，其间距不得大于截面最大宽度的9倍或8m。 第六章 轴心受力构件 根据前述压杆屈曲理论，当 或 时，可采用欧拉公式计算临界应力； 3. 残余应力对构件稳定承载力的影响 当 或 时，截面出现塑性区，由切线模量理论知，柱屈曲时,截面不出现卸载区，塑性区应力不变而变形增加,微弯时截面的弹性区抵抗弯矩，因此,用截面弹性区的惯性矩Ie代替全截面惯性矩I，即得柱的临界应力： 第六章 轴心受力构件 t h t ?b b x x y 当σfp=fy-σrc时，截面出现塑性区，应力分布如图。临界应力为： 以忽略腹板的热轧H型钢柱为例，推求临界应力： 柱屈曲可能的弯曲形式有两种：沿强轴（x轴）和沿弱轴（y轴）因此： 第六章 轴心受力构件 残余应力对弱轴的影响要大于对强轴的影响（?1）。原因是远离弱轴的部分是残余压应力最大的部分，而远离强轴的部分则是兼有残余压应力和残余拉应力。 根据力的平衡条件，建立?与?cr的关系式，并求解，可将其画成无量纲曲线(柱子曲线)，如下； fy 0 λ 欧拉临界曲线 σcrx σcry σE 仅考虑残余应力 的柱子曲线 lp 第六章 轴心受力构件 6.3.4 构件几何缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲影响 1. 构件初弯曲（初挠度）的影响 假定：两端铰支压杆的初弯曲曲线为： 根据内外力平衡条件，求解后可得到挠度y和总挠度Y的曲线分别为: N N l/2 l/2 v0 y0 v1 y z y v y0 y N N M=N?(y0+ y) z y 中点的挠度： 第六章 轴心受力构件 中点的弯矩为： 式中，a=N/NE,NE为欧拉临界力； 1/(1-a)为初挠度放大系数或弯矩放大系数。 0.5 0 v0=3mm 1.0 Ym/?0 v0=1mm v0=0 A B B’ A’ 有初弯曲的轴心受压构件的荷载－挠度曲线如图，具有以下特点：① y和Y与?0成正比，随N的增大而加速增大； ②初弯曲的存在使压杆承载力低于欧拉临界力NE；当y趋于无穷时，N趋于NE 第六章 轴心受力构件 fy 0 λ 欧拉临界曲线 对x轴 仅考虑初弯曲的柱子曲线 对y轴 x x y y scr 第六章 轴心受力构件 曲线的特点与初弯曲压杆相似，只不过曲线通过圆点，可以认为初偏心与初弯曲的影响类似。 影响程度不同，对于相同的构件，当初偏心与初弯曲相等时，初偏心的影响更为不利，这是由于初偏心情况中构件从两端开始就存在初始附加弯矩。 1.0 0 ym/e0 e0=3mm e0=1mm e0=0 A B B’ A’ 仅考虑初偏心轴心压杆的压力—挠度曲线 2. 初偏心的影响 第六章 轴心受力构件 弹性受力阶段（Oa1段） 图6.4.1 极限承载力理论 6.4.1 实际轴心受压构件的稳定承载力计算方法 §6.4 实际轴心受压构件的整体稳定 弹塑性受力阶段（a1ｃ1段），挠度随荷载增加而迅速增大，直到c1点。 曲线的极值点c1点表示构件由稳定平衡过渡到不稳定平衡。Nu为临界荷载, scr为临界应力。 第六章 轴心受力构件 每个实际构件都有各自的柱子曲线 规范根据不同截面形状和尺寸、不同加工条件和相应的残余应力分布和大小、不同的弯曲屈曲方向及l/1000的初弯曲，采用数值积分法，对多种实腹式轴心受压构件弯曲屈曲算出了近200条柱子曲线。 将这些曲线分布带分成四个窄带，取每组的平均值曲线作为该组代表曲线，给出a、b、c、d四条柱子曲线。 6.4.2 轴心受压构件的整体稳定计算 ≤0.215时，