轴心受力构件教学PPT.ppt

一、常用截面形式 二、设计内容 1)、轴拉构件 强度 刚度 2)、轴压构件 强度 整体稳定 局部稳定 刚度 第二节 轴拉杆件 1、强度计算 当轴心受拉杆与其他构件采用摩擦型高强螺栓连接时，应同时进行净截面和毛截面强度计算： 式中： n—在节点或拼接处，构件一端连接的高强螺栓数目； n1—计算截面（最外列螺栓处）上高强螺栓数目； A —构件的毛横截面面积； An —构件的净横截面面积。 2、刚度计算 第三节 轴压杆的受力性能和整体稳定 强度： 刚度： 整体稳定：当截面应力达到临界应力时，压杆不能维持直线 平衡，而发生弯曲，并维持曲线平衡的状态。 整体失稳三种形式 压杆以何种形式屈曲主要取决于截面形式和尺寸、杆长及杆端连接条件。 为保证轴压构件不会发生整体失稳 应满足： 即： 可见稳定计算关键是求 ，亦即求 一、理想轴心压杆的临界应力 任一点C处内力矩 因为内外力平衡： 令： 则： 方程的解： 边界条件：x=0 , x=l 时，y=0 ,代入上式 B=0 ， 要使杆处于微弯状态， 则 ， 即 n= 1时得相应一个半波的最小临界力 则： 相应临界应力： 只适用于弹性阶段 对细长杆失稳时基本处于弹性阶段。 对 不太大的压杆（中长杆、短杆)，曲线平衡时杆截面应力往往超过比例极限进入弹塑性阶段，此时欧拉公式不再适用。宜采用恩格塞尔提出的切线模量公式 二、实际轴压杆件的临界应力 实际杆件总有缺陷，如残余应力，初偏心、初弯曲等。实际压杆的工作情况是，压力增大，侧移增加；曲线顶点对应压杆稳定极限承载力Nu Nu的 数值受初变形，初偏心，残余应力，材料不均匀程度等因素影响，不再是 的唯一函数，而是一个随机变量。 1、GB50017-2003规范采用的柱子曲线（ ） 所谓柱子曲线指压杆失稳时的临界应力 与长细比 间的关系曲线。 基本假定： 1) 初弯曲v0＝ 2) 残余应力选用13种形式 3) 假定材料为理想弹塑性，残余应力沿杆长各截面分布相同 4) 按两端铰接计算 从200多条曲线中选出有代表性的96条曲线进行分类，合并（3类）得到实用柱子曲线; 厚板为第4类。 2、截面类型的划分 三、实腹式轴压杆整体稳定的实用计算 公式 小结： 强度： 刚度： 整体稳定： 四、格构式轴心压杆整体稳定实用计算公式 工程上许多柱子压力不大，但很高，为取得较大的稳定承载力，尽可能使截面向外扩展些，这时候就要采用格构柱。 1、主要截面形式： 2、格构柱的形式： 3、轴心受压格构柱设计的主要内容 选择截面 整体稳定 实轴 虚轴 单肢验算(分肢稳定和强度) 缀条及连接计算 4、整体稳定设计 1) 绕实轴的稳定 同实腹式轴压构件。 2) 绕虚轴稳定计算： 经理论分析并整理后得到换算长细比 缀条式压杆 缀板式压杆 ——两柱肢作为整体对虚轴y—y的长细比 A ——柱肢截面积之和 A1 ——缀条截面积之和 ——单肢对平行于虚轴自身重心轴(1—1) 长细比 第四节 实腹式轴心压杆的局部稳定 一、均匀受压板件的屈曲现象 局部失稳：在一定的受压应力、剪应力作用下，板件（板件或受压翼缘）有可能偏离其正常位置而形成波形屈曲。 二、薄板的临界荷载 1.单向均匀受压板件的临界应力 由薄板弹性稳定理论：