钢结构第四章_轴心受力构件.ppt

4.3.3缺陷对理想轴心受压杆临界力的影响 假定：两端铰支压杆的初弯曲曲线为： 式中：υ0—长度中点最大 挠度。 令: N作用下的挠度的增加 值为y， 由力矩平衡得: 将式 代入 上式，得: 4.3.3缺陷对理想轴心受压杆临界力的影响 4.3.3.2 初偏心对轴心受压构件整体稳定性的影响 微弯状态下建立微分方程： 解微分方程，即得： 所以，压杆长度中点（x=l/2） 最大挠度υ： 4.3 轴心受压构件的整体稳定 其压力—挠度曲线如图： 曲线的特点与初弯曲压杆相同， 只不过曲线过圆点，可以认为 初偏心与初弯曲的影响类似， 但其影响程度不同，初偏心的 影响随杆长的增大而减小，初 弯曲对中等长细比杆件影响较 大。 4.3.3缺陷对理想轴心受压杆临界力的影响 实测的残余应力分布较复杂而离散，分析时常采用其简化分布图（计算简图）： 4.3 轴心受压构件的整体稳定 从短柱段看残余应力对压杆的影响 以双轴对称工字型钢短柱为例： 4.3.3.3 残余应力对轴心受压构件整体稳定性的影响 显然,由于残余应力的存在导致比例极限 降为: —截面中绝对值最大的残余应力。 根据压杆屈曲理论，当 或 时，可采用欧拉公式计算临界应力； 4.3 轴心受压构件的整体稳定 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： 4.3.3.3 残余应力对轴心受压构件整体稳定性的影响 仍以忽略腹板的双轴对称工字钢柱为例，推求临界应力： 当σfp=fy-σrc时，截面出现塑性区，应力分布如图。 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，临界应力为： 4.3 轴心受压构件的整体稳定 4.3.3缺陷对理想轴心受压杆临界力的影响 可将其画成无量纲曲线，如右（c）： 纵坐标是屈曲应力与屈服强度的比值，横坐标是正则化长细比。 4.3 轴心受压构件的整体稳定 实际压杆并非全部铰接，对于任意支承情况的压杆，其临界力为： 式中：lo—杆件计算长度； μ—计算长度系数，取值见表。 4.3.4 轴心受压构件的整体稳定计算（弯曲屈曲） 4.3.4 轴心受压构件的整体稳定计算（弯曲屈曲） 4.3.4 轴心受压构件的整体稳定计算（弯曲屈曲） 4.4 轴心受压构件的局部稳定 4.4.2轴心受压构件局部稳定的实用计算方法 4.2.2.2确定板件宽（高）厚比限值规定： 1）工型截面： 4.4 轴心受压构件的局部稳定 4.4.2轴心受压构件局部稳定的实用计算方法 4.2.2.2确定板件宽（高）厚比限值规定： 4.4 轴心受压构件的局部稳定 4.4.2轴心受压构件局部稳定的实用计算方法 4.2.2.2确定板件宽（高）厚比限值规定： 3）箱型截面：箱型截面轴心受压构件的翼缘与腹板在受力条件上并无区别，均为四边支承；翼缘与腹板的相对刚度亦接近，可取х=1.0，为此规范对所有长细比情况规定统一的限值： 4.5实腹式轴心受压柱的截面设计 4.5.1设计原则： 4.5实腹式轴心受压柱的截面设计 4.5.2设计步骤 1) 假定杆的长细比λ（50～100）： λ→ → 2)求两主轴方向所需回转半径： 3)型钢截面：由 选择型钢截面 组合截面：求截面轮廓尺寸 b、h（ ） 4)根据所需的A、h、b，并考虑局部稳定和构造要求，初选截面尺寸 5)验算整体稳定、刚度、局部稳定，必要时验算强度 4.5实腹式轴心受压柱的截面设计 4.5.3实腹式轴心受压柱的构造要求 （1）当实腹式轴心受压柱腹板宽厚比 ＞ 时，应设腹板成对横向加劲肋，以防扭转变形失稳破坏，横向加劲肋间距不大于3h0，其外伸宽度bs应不小于（h0/30+40）mm，厚度不小于bs /15。 （2）大型实腹式构件应在承受较大横向力处和每个运输单元的两端设置横隔，构件较长时还应设置中间横隔，间距不宜超过构件截面较大宽度的9倍和8m。 4.6梁与轴心受压柱的连接 4.7轴心受压柱柱脚 4.7.1概述 1）概念：柱下端与基础相连的部分 2）作用：把柱身的压