建筑结构课件四.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  19.1 概述 　　梁按截面形式(图19.1)可分为型钢梁和组合梁两种。型钢梁多采用槽钢、工字钢、薄壁型钢以及H型钢。 　　梁按力学图形可分为单跨与多跨梁，有简支梁、连续梁和悬臂梁之分。 　　钢梁按荷载作用情况的不同，还可以分为仅在一个主平面内受弯的单向弯曲梁和在两个主平面内受弯的双向弯曲梁(墙梁、檩条)。与轴心受压构件相对照，梁的设计计算也包括强度、刚度、整体稳定和局部稳定四个方面。 19.2 梁的强度、刚度和整体稳定 (1) 抗弯强度计算 　　钢材的σ－ε曲线表明，应力在屈服点fy之前，钢材性质接近于理想的弹性体；在屈服点之后，又接近于理想的塑性体，所以可以把钢材视为理想的弹塑性材料。 　　梁在弯矩作用下，随弯矩的逐渐增大，梁截面上弯曲应力的分布，可分为三个阶段，如图19.2所示。 　　① 弹性工作阶段 　　② 弹塑性工作阶段 　　③ 塑性工作阶段 　　把边缘纤维达到屈服点视为梁承载能力的极限状态，作为设计时的依据，叫做弹性设计；在一定的条件下，考虑塑性变形的发展，称为塑性设计。 　　《规范》规定：计算抗弯强度时，对直接承受动力荷载的受弯构件，不考虑截面塑性变形的发展；对承受静力荷载或间接承受动力荷载的受弯构件，考虑截面部分发生塑变。 19.3 型钢梁设计 　　一般来说，当有能阻止梁侧向位移的铺板或受压翼缘侧向自由长度与宽度之比不超过表19.2的规定，截面由抗弯强度控制。否则由整体稳定条件控制。 　　计算梁的最大弯矩设计值，按抗弯强度或整体稳定要求计算型钢所需的净截面抵抗矩。 　　Wnxreq=Mmax/(γxf) 或Wnxreq= Wmax/(φbf) 19.4 焊接组合梁截面设计 　　设计组合梁时，首先应估计截面尺寸，包括截面高度、腹板厚度和翼缘的尺寸，然后进行验算。 (1) 截面高度h 　　截面高度应考虑建筑高度、刚度条件和经济条件这三个方面。 　　建筑高度是指按使用要求所允许的梁的最大高度hmax。 　　选定截面后，应进行强度、整体稳度和刚度的验算。强度验算包括抗弯、抗剪、承压(集中力作用处未设支承加劲肋)和折算应力(梁翼缘截面改变处，连续梁中间支座)。设计中应注意梁的侧向支承，以保证梁的整体稳定并节约用钢量。 19.5 梁的局部稳定和加劲肋设计 (1) 局部失