钢结构轴心受力.ppt

　　(2) 了解轴心受力构件弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭屈曲的产生条件和弯曲屈曲临界力的确定方法； 　　(3) 掌握轴心受力构件整体稳定的设计原理、计算方法和影响轴心受压构件整体稳定的因素； 　　(4) 掌握实腹式轴心受压构件的设计方法和保证局部稳定的限制措施； 　　(5) 掌握格构柱的截面设计方法和缀件的计算； 　　(6)掌握柱头、柱脚荷载的传递路线，掌握实腹柱、格构柱及柱头、柱脚的构造要求。 18.1 轴心受力构件的强度与刚度计算 　　轴心受力构件只承受通过其截面形心的轴向力，分轴心受拉与轴心受压两种情况。 　　钢结构中的桁架、网架、塔架、屋盖的支撑体系等杆系结构，一般均假设节点为铰接，若荷载都作用于节点上，则所有的杆件均为轴心拉杆或轴心压杆，其截面形式可分为型钢截面和组合截面，如图18.1(a)所示。 18.2 轴心受压构件的稳定计算 　　轴心受压构件往往当荷载还没有达到按强度计算的极限状态，即平均应力尚低于屈服点时，就会发生屈曲破坏，这就是轴心受压构件失去稳定性的破坏，也叫“失稳”。 18.3 实腹式轴心受压构件的截面设计 　　实腹式轴心压杆的截面形式可见图18.1(b)和表18.3、表18.4所示。 　　在设计中应考虑以下几点：选择型钢在面积相同情况下，宜号大壁薄；钢板在满足局部稳定要求的前提下，宜宽而薄；应使λx=λy做到等稳定；考虑到制造省工，尽量使用型钢；便于和其他构件连接，优先选用敞开式截面。 18.4 格构式轴心受压构件的设计 　　格构式轴心受压构件的截面形式如图18.10所示，一般多采用双轴对称截面，以两根槽钢或工字钢作为肢件的双肢柱应用较多。 　　双肢格构柱又分缀板式和缀条式两种，缀板和缀条分别为连接两个肢件的钢板和角钢。 18.5 轴心受压构件的柱头与柱脚 　　在轴心受压柱中，梁与柱连接处的柱子顶部叫柱头。 　　梁与柱的连接有两类：一类是梁支承于柱顶，一类是梁连接在柱的两侧。 (1) 梁支承于柱顶 　　柱顶焊有大于柱轮廓3cm左右的顶板，厚度为16～20mm，如果顶板较薄，可在顶板与梁的支承加劲肋间加焊一块垫板，以提高顶板的刚度。 　　在均布基础反力P的作用下，各区格板单位宽度上的最大弯矩可求： 　　四边支承板 　　　　M=αPa2 　　三边支承板和两邻边支承板 　　　　M=βPa12 　　悬臂板 　　　　M=1/2Pc2 　　其中，垂直距离见图18.18所示  (1) 根据绕实轴y的稳定确定双肢截面 (2) 按等稳定性求双肢轴线距离b1 　　由表18.3知，双肢格构对x轴、y轴均属b类截面，故λ0x=λy即为等稳定，对于缀条柱： 18.4.4 双肢格构式轴心受压构件的截面设计 对于缀板柱 【例 18.5】设计轴心受压格构式柱，该柱计算长度l0x=l0y=6m，轴心压力N=1200kN，材料为Q235，焊条为E43系列。 【解】 (1) 按缀板柱设计 　　① 按对实轴的稳定性确定柱肢截面 　　　　σ=N/φA=191.2N/mm2f=215N/mm2 　　② 确定双肢轴线间距b1 　　取b=26cm，则：b1= 2.04cm 　　　　σ=N/φA=189N/mm2f=215N/mm2 　　③ 缀板计算 　　缀板中距取为l1=90cm 　　　　λ1=l01/i1=31.540λ/2=32 　　④ 缀板与柱肢连接焊缝 　　角焊缝采用三面围焊，计算时只考虑竖直缝，但不扣除1cm，焊脚尺寸hf=6mm。 　　　　σMf=162.3N/mm2 　　　　τVf=49.1N/mm2 　　　　141.8N/mm2fwf=160N/mm2 (2) 按缀条柱设计(对实腹同于缀板柱) 　　取b=23cm，则： 　　　　b1=19.04cm18.8cm 　　对虚轴稳定不必验算。 　　① 缀条计算 　　一根斜缀条轴心压力 　　　　N1=14.3kN 　　缀条长细比 　　　　λ=30.6 　　查得φ=0.934。 　　强度设计值折减系数 　　　　0.6+0.0015λ=0.6+0.0015×30.6=0.646 　　　　N/φA=35.7N/mm20.646×215=138.9N/mm2 　　② 连接计算 　　采用两面侧焊hf=4mm 　　肢背焊缝长度lw1=26.3mm 　　肢尖焊缝长度lw2=11.3mm 　　按构造取为50mm。 　　③ 分肢稳定 　　　　λ1=2b1/i1=17.20.7λ=0.7×64=44.8 18.5.1 柱头 　　图18.14为梁的支承加劲肋封在梁端，梁的支座反力通过支承加劲肋的突出部分(常称为突缘)刨平顶紧传给柱子。 　　在计算时，考虑传力过程，可偏于安