第五章钢轴心受力构件技术分析.ppt

第五章 轴心受力构件 ◆ 本章学习目标 通过本章的学习，要求学生掌握轴心受力构件的种类和截面形式，轴心受力构件的强度和刚度计算。 掌握实腹式轴压构件的整体稳定、局部稳定和截面选择；格构式轴压构件的整体稳定，单肢稳定和截面选择；格构式缀件的构造和计算。 ◆ 本章教学内容 1、了解轴心受拉和轴心受压构件都必须同时满足第一和第二两种极限状态的要求。 2、掌握轴心受力构件强度承载力的计算方法。 3、了解影响轴心受压构件的临界力的主要因素以及提高轴心受压构件整体稳定承载力的主要方法，掌握整体稳定性的计算方法。 4、了解局部稳定性及宽厚比限值的概念，掌握局部稳定的计算方法。 5、掌握实腹式和格构式轴心受压构件的截面选择及验算方法。会计算格构式构件的缀件。 ◆ 本章重点 本章重点是：掌握钢结构轴心受力构件两个极限状态的基本要求。构件的强度计算。构件的刚度计算。临界力的基本概念和实腹式构件整体稳定性验算。局部稳定性和宽厚比限值的基本概念。格构式校对其实轴和虚轴稳定性的验算。横向剪力和缀件的计算。轴心受力构件的截面选择。 ◆ 本章难点 难点是：实际轴压杆的极限承载力和多柱子曲线，压杆的扭转屈曲和弯扭屈曲 ，三种初始缺陷（初弯曲、初偏心，残余应力）对压杆稳定的影响。整体稳定的失稳形态及与临界力的关系。弹塑性阶段的临界力。等稳定概念三类截面及对稳定承裁力的影响。宽厚比与局部稳定性的关系。横向剪力值的确定和缀件的计算。 ◆ 涉及到稳定的问题是很难的。 ?? 轴心受力构件是指承受通过构件截面形心轴线的轴向力作用的构件，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桁架、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。 第五章?轴心受力构件§5-1　轴心受力构件的应用和形式 塔架 网架 桁架 § 5.1.1轴心受力构件的应用 网壳 图5.1.1柱的形式 §5.1.2　轴心受力构件的形式 柱通常由柱头、柱身和柱脚三部分组成，柱头支承上部结构并将其荷载传给柱身，柱脚则把荷载由柱身传给基础。 轴心受力构件（包括轴心受压柱），按其截面组成形式，可分为实腹式构件和格构式构件两种 ?图5.1.2轴心受力构件的截面形式 普通桁架截面形式 轻型桁架截面形式 实腹式构件截面形式 格构式构件截面形式 实轴 虚轴 双肢 四肢 三肢 实腹式构件具有整体连通的截面，常见的有三种截面形式。 第一种是热轧型钢截面，如圆钢、圆管、方管、角钢、工字钢、T型钢、宽翼缘H型钢和槽钢等，其中最常用的是工字形或H形截面。 第二种是冷弯型钢截面，如卷边和不卷边的角钢或槽钢与方管。 第三种是型钢或钢板连接而成的组合截面。在普通桁架中，受拉或受压杆件常采用两个等边或不等边角钢组成的T形截面或十字形截面，也可采用单角钢、圆管、方管、工字钢或T型钢等截面（图5.1.2a）。轻型桁架的杆件则采用小角钢、圆钢或冷弯薄壁型钢等截面(图5.1.2b)。受力较大的轴心受力构件（如轴心受压柱），通常采用实腹式或格构式双轴对称截面；实腹式构件一般是组合截面，有时也采用轧制H型钢或圆管截面(图5.1.2c)。 格构式构件一般由两个或多个分肢用缀件联系组成(图d)，采用较多的是两分肢格构式构件。在格构式构件截面中，通过分肢腹板的主轴叫做实轴，通过分肢缀件的主轴叫做虚轴。分肢通常采用轧制槽钢或工字钢，承受荷载较大时可采用焊接工字形或槽形组合截面。 缀件有缀条或缀板两种，一般设置在分肢翼缘两侧平面内，其作用是将各分肢连成整体，使其共同受力，并承受绕虚轴弯曲时产生的剪力。 缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成，缀条常采用单角钢，与分肢翼缘组成桁架体系，使承受横向剪力时有较大的刚度。缀板常采用钢板，与分肢翼缘组成刚架体系。在构件产生绕虚轴弯曲而承受横向剪力时，刚度比缀条格构式构件略低，所以通常用于受拉构件或压力较小的受压构件。 实腹式构件比格构式构件构造简单，制造方便，整体受力和抗剪性能好，但截面尺寸较大、钢材用量较多； 而格构式构件容易实现两主轴方向的等稳定性，刚度较大，抗扭性能较好，用料较省。但构造较复杂。 §5-2 轴心受力构件的强度和刚度 ? N—轴心拉力或压力设计值； An—构件的净截面面积； f—钢材的抗拉强度设计值。 轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。 5.2.1???轴心受力构件的强度计算（承载能力极限状态） (1)采用普通螺栓连接的轴心受力构件