钢结构基本原理第四章[].ppt

;1.了解轴心受力构件的构造特点和计算内容。 2.掌握轴心受力构件的强度和刚度计算方法。 3.掌握轴压构件的整体稳定和局部稳定计算。 4.掌握轴心受压柱的设计方法。;;4.1.1 轴心受力构件的应用;图4.1.2 网架;图4.1.4 神舟四号飞船与发射塔架;图4.1.5 临时天桥;图4.1.6 固定天桥;图4.1.7 脚手架;图4.1.8 栈桥; 轴心受力构件包括轴心受压杆和轴心受拉杆。 轴心受拉?：桁架、拉杆、网架、塔架（二力杆） 轴心受压?：桁架压杆、工作平台柱、各种结构柱? 轴心受力构件广泛应用于各种钢结构之中，如网架与桁架的杆件、钢塔的主体结构构件、双跨轻钢厂房的铰接中柱、带支撑体系的钢平台柱等等。; 轴心受力构件常用的截面形式可分为实腹式与格构式两大类。???; 截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。;图4.1.12 格构式柱实例; 轴心受力构件的截面形式很多，按其生产制作情况分为型钢截面和组合截面两种，其中组合截面又分为实腹式组合截面和格构式组合截面。 ;;4.1.4 轴心受力构件的计算内容;;4.2.1 强度计算; 对有孔洞等削弱截面，以净截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态 ，则;4.2.2 刚度计算;当构件的长细比太大时，会产生下列不利影响： （1）在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形； （2）使用过程中因自重而发生挠曲变形； （3）在动力荷载作用下发生较大的振动； （4）压杆的长细比过大时，除具有前述各种不利因素外，还使得构件极限承载力显著降低，同时初弯曲和自重产生的挠度也将对构件的整体稳定带来不利影响。;4.3 轴心受压构件的整体稳定 ; 影响轴心压杆稳定性的因素很多，如初始应力、初偏心、初弯曲等缺陷的影响及相互影响，其稳定计算也较复杂。 先讨论理想轴心受压杆件的稳定计算，然后再考虑各种缺陷的影响。;4.3.2 理想轴心受压构件及其失稳形式;弯曲屈曲：双轴对称截面，单轴对称截面绕非对称轴； 扭转屈曲：十字形截面； 弯扭屈曲：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）。;4.3.3 轴心受压构件整体稳定临界力;临界力：; 根据理想轴心压杆发生弹性弯曲的假设，临界应力小于材料的比例极限，即;②理想轴心压杆的弹塑性弯曲屈曲临界力和临界应力 ;4.3.4 实际压杆稳定性;(2)初弯曲的影响 实际加工制作的杆件，不可能是理想的直杆，都会出现不同程度的弯曲变形，即初始弯曲。有初弯曲的压杆，其承载力总是低于欧拉临界力 。 ;2、轴心受压构件整体稳定计算式; 规范在制定轴心受压构件的柱子曲线时，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以及l/1000的最大初弯曲,按照最大强度准则，对多种实腹式轴心受压构件弯曲失稳算出了近200条柱子曲线。;我国的柱子曲线;公式使用说明：;b类;对y轴;轴心受压构件截面分类（板厚t≥40mm）;（2）构件长细比的确定; 《钢结构设计规范》已将各条柱子曲线中的纵坐标换算成整体稳定系数 ，并按不同长细比 的对应值编制成表。 实际应用时：首先按轴心受压构件的截面分类； 根据构件的长细比 ；由附表4.1～4.4查得对应的稳定系数 。 ;[例1]验算轴心受压构件的刚度和整体稳定性。Q235钢材，热轧型钢，Ⅰ32a，强轴平面内一端固定,一端铰接，弱轴按两端铰支，中间设有2道侧向支撑。柱高6m, N=980KN。;4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定 ;解决方法：限制宽厚比或高厚比;4.4.1 自由外伸翼缘宽厚比的限值;4.4.3 轴心受压钢管截面尺寸限值 ;轴心受压实腹构件的板件宽厚比限值表;腹板不满足局部稳定要求时 可设置加劲肋;4.5 实腹式轴心受压构件的截面设计;1、选择截面形式 ;截面选择的原则：;(3)型钢构件由A、ix、iy （表中相近数值）选择型钢号。 焊接截面由ix、iy 求两个方向的尺寸（表4.7)。;表 各种截面回转半径的近似值(附表)(页);④ 局部稳定验算 ;4.构造要求;[例2] 图所示为一管道支架，其支柱的设计压力为N＝1600kN(设计值)，柱两端铰接，钢材为Q235，截面无孔眼削弱。试设计此支柱的截面：①用普通轧制工字钢；②用热轧H型钢；③用焊接工字形截面，翼缘板为焰切边。;y;设λ=90, 对 x 轴 a 类,对 y 轴 b 类, ;(2)截面验算 ;2.轧制H型截面;(2)截面验算 ;设λ=60, 参照H型截面，翼缘2-250×14，腹板-2