实腹式轴心受压构件要点.ppt

因为 三、实腹式轴心受压构件的局部稳定 1、关于局部稳定问题的概述 轴心受压构件的截面设计除考虑强度、刚度、整体稳定外，还要考虑局部稳定。 （1）局部稳定的基本概念??? ? 实腹式组合截面如工字形、箱形和槽形等都由一些板件组成。如果板的平面尺寸很大，且厚度较薄时，就可能在构件丧失整体稳定或强度未破坏之前，出现波状鼓曲或挠曲。因为板件失稳发生在整体构件的局部部位，所以称为轴心受压构件丧失局部稳定或局部屈曲（如图4.8）。 ??? 当截面的某个板件屈曲退出工作后，将使截面的有效承载部分减少，有时还使截面变得不对称，因而会降低构件的承载能力。 （2）常见组合构件的板件的四边支承情况 三边简支一边自由、四边简支 2、板件失稳的临界应力 3、构件局部稳定的验算方法及板件宽厚比限制值 （1）板件局部稳定的验算方法 （2）宽厚比验算 ①宽厚比限制值的确定原则 （ⅰ）板件的局部失稳的临界应力不低于构件整体失稳的临界应力 （ⅱ）板件的局部失稳的临界应力足够大 ②宽厚比限制值 工字形、H形截面轴心受压构件 （3）宽大截面腹板局部稳定的处理方法 ①增加腹板厚度 ②设置纵向加劲肋 ③任其腹板局部失稳 需要指出：对于轧制型钢构件，由于翼缘、腹板较厚。且相连出倒圆角，一般都能满足局部稳定要求，无需进行局部稳定验算 四、轴心受压构件的刚度 五、实腹式轴心受压构件的截面设计 1、设计原则 ①肢宽壁薄：在满足板件宽厚比限值的条件下使截面面积分布尽量远离形心轴，以增大截面的惯性矩和回转半径，提高构件的整体稳定承载能力和刚度，达到用料合理。 ②等稳定性：使构件在两个主轴方向的稳定系数接近，两个主轴方向的稳定承载力基本相同，以充分发挥截面的承载能力。一般情况下，取两个主轴方向的长细比接近相等，即 来保证等稳定性。 ③制造省工，构造简便：宜尽量选用热轧型钢和自动焊接截面，同时还要考虑与其它构件连接方便。 （2）组合截面。设计步骤（以工字形或H型截面为例）如下： * 第三节 实腹式轴心受压构件 一、轴心受压构件的强度 二、实腹式轴心受压构件的整体稳定 ?对轴心受压构件，除构件很短及有孔洞等削弱时可能发生强度破坏外，通常由整体稳定控制其承载力。轴心受压构件丧失整体稳定常常是突发性的，容易造成严重后果，应予以特别重视。????构件在轴心压力作用下发生整体失稳，可能有三种屈曲变形形式： 1 关于稳定问题的概述 (3) 弯扭屈曲????构件在产生弯曲变形的同时伴有扭转变形 轴心压杆可能产生什么样的屈曲形式，主要取决于构件截面的形式和尺寸、构件的长度和构件支承约束条件等。 整体稳定要求是构件在设计荷载作用下，不致发生屈曲而丧失承载力。 (2) 扭转屈曲????构件绕轴线扭转 (1) 弯曲屈曲????构件轴线由直线变为曲线，这时构件的任一截面均绕一个主轴弯曲 （1）轴心受压构件稳定承载力传统计算方法概述 ① 欧拉公式 基本假定：理想直杆、理想弹塑性体、轴心压力方向不变、忽略杆件长度变化、截面保持平面 a) 理想轴心压杆弹性弯曲屈曲临界应力 有初弯曲的轴心压杆 NE — 欧拉（Euler）临界力 欧拉临界应力: 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 l p p p p p s s E ( l/I ) E i l E A I l E A l EI A N E E cr = = = ) ( = = = = λ——杆件长细比，λ=l/i； i ——截面对应于屈曲的回转半径， i = I/A。 欧拉公式适用条件：σcr ≤比例极限 fp 或长细比 当 ，压杆进入弹塑性阶段。采用切线模量理论计算。 Et ---切线摸量 b) 理想压杆的弹塑性弯曲屈曲临界应力 图 应力-应变曲线 ε σ fp σcr E 屈曲准则建立的临界应力: c) 轴心受压构件的整体稳定计算 由截面类型和 确定, 根据表4.3和4.4分类, 按附表4.1—附表4.4查出。 235 y f l 轴心压杆临界应力σcr确定之后，构件的整体稳定计算，其稳定计算式应为： （2）强度问题和稳定问题的区别及提高稳定承载力的措施 2、实际轴心受压构件的受力性能 （1）截面的残余应力：残余应力是在结构受力前，内部已存在的自相平衡初应力，通常在焊接、轧制、火焰切割、冷弯和变形矫正等过程中产生。 几种典型截面的残余应力分布 残余应力在截面内自相平衡，对构件的静力强度并无影响。但是残余应力的压应力部分将使轴心压杆受力时部分截面较早进入塑性状态，只有其余弹性区提供刚度，对构件提供有效的作用，使构件的刚度和承载力降低。研究表明，此时可按有效截面的惯性矩 ??近似计算构件的临界力