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钢结构讨论课 轴心受力构件 当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时，则构件横截面产生的应力为均匀分布，这种构件称为轴心受力构件。当这种轴向力为拉力时，称为轴心受拉构件，简称轴心拉杆；当这种轴向力为压力时，称为轴心受压构件，简称轴心压杆。 轴心受力构件广泛地应用于承重钢结构，如屋架、托架、塔架、网架和网壳等各种类型的平面或空间格构式体系以及支撑系统中。支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向受压构件通常称为柱，包括轴心受压柱。 轴心受力构件主要的破坏形式有失稳破坏，强度破坏，刚度破坏。失稳破坏主要是构件平衡的破坏，主要与杆件的长细比有关，强度破坏主要是与材料强度有关，刚度破坏主要是构件变形引起的破坏。 在构件的设计中，必须满足承载能力极限状态和正常使用极限状态。还必须确定整体稳定临界荷载的准则，即屈服准则，边缘屈服准则，最大强度准则，防止构件发生失稳破坏。 屈服准则——以理想轴心受压杆件为依据，弹性阶段以欧拉临界力为基础，弹塑性阶段以切线临界力为基础，通过提高安全系数来弥补初始缺陷的影响。边缘屈服准则——以初始缺陷的轴心压杆为依据，以截面边缘应力达到屈服点为构件承载力的极限状态来确定临界应力。最大强度准则——以初始缺陷的轴心压杆为依据，以整个截面进入弹塑性阶段后能够达到的最大压力值来确定压杆的临界力。理想的轴心受压构件 杆件挺直、荷载无偏心、无初始应力、无初弯曲、无初偏心、截面均匀等）的失稳形式分为：弯曲失稳，扭转失稳和弯扭失稳. 稳定破坏分为整体稳定破坏和局部稳定破坏，因此在构件设计中应控制构件的长细比及翼缘宽度和腹板厚度。当腹板稳定不满足时可加厚腹板或设置横向加肋筋。 轴心受压柱主要分为实腹式和格构式两种，实腹式构件一般为型钢，不必验算整体稳定性。格构式构件对两个对称轴有等稳定性，而且更能节省钢材。 在无孔洞等削弱的轴心受压构件中，轴心压力作用下使截面内产生均匀分布的受压正应力。 当受压正应力达到钢材的极限抗压强度fu 时，构件达到强度极限承载力。但当构件应力达到钢材的屈服强度 时，由于塑性变形的发展，变形过大以至于达到不适合继续承载的状态。轴心受压构件的强度承载力是以截面的平均应力达到钢材的屈服应力fy。 当构件的截面有孔洞等局部削弱时，截面上的应力分布不再是均匀的，而出现应力集中现象。 弹性阶段，孔壁边缘的最大应力max可能达到构件毛截面平均应力的3倍。 当孔壁边缘的最大应力达到材料的屈服强度以后，应力不再继续增加而只发展塑性变形，截面上应力产生重分布，应力渐趋于均匀 对于有孔洞削弱的轴心受压构件，仍以其净截面的平均应力达到其强度限值作为设计时的控制值。