[工学]钢结构 第5章 轴心受压构件.ppt

钢结构第五章 轴心受压构件 任翠玲 * 5.1 概述 5.1概述 5.1概述 失稳：轴心受压钢构件容易发生失去稳定性的现象。简称失稳。 5.1概述 5.1.2柱的组成 5.1概述 5.1.3轴心受压构件的设计内容 5.2 轴心受压构件的整体稳定 5.3 轴心受压构件的局部稳定 5.4 轴心受压柱的设计 课后作业题 a类曲线，查附表4-3， b类曲线，查附表4-4， （2）强度验算：截面无削弱，可不验算。 （3）刚度验算： （4) 整体稳定性验算： 5.4轴心受压柱的设计 （5) 局部稳定性验算：热轧型钢不需验算。 假设λ=60 ，∵b/h＞0.8 ,∴对x、y轴均属b类截面 查附表4-4，φ=0.807 查附表3，初选HW250×250×9×14 ： A=92.18cm2 , ix=10.8cm , iy=6.29cm 2、取热轧H型钢 （1) 试选截面 5.4轴心受压柱的设计 （2) 强度验算：截面无削弱，可不验算。 （3）刚度验算： 由λ=55.6 查附表4-4 得φx=0.83 （4) 整体稳定性验算： 所以，所取截面合适 （5) 局部稳定性验算：热轧型钢不需验算。 5.4轴心受压柱的设计 假设λ=60，对翼缘为焰切边缘的焊接工字形截面，对x、y轴均为b类截面。查附表4-4，得φ=0.807。 3、焊接工字形截面 （1) 试选截面 按回转半径与轮廓尺寸的近似关系： 设计步骤 5.4轴心受压柱的设计 取翼缘2-250×14，腹板1-250×8 （2) 强度验算：截面无削弱，可不验算。 （3）刚度验算： 5.4轴心受压柱的设计 由λx=49.5，b类曲线，查附表4-4得，φ=0.859 （4) 整体稳定性验算： （5) 局部稳定性验算：验算宽厚比。 翼缘： 腹板： （6) 构造要求： 可不设横向加劲肋。 5.4轴心受压柱的设计 1、本例题中横截面怎样布置更合理？ 思考 (a)l0x=6m, l0y=3m (b)l0x=3m, l0y=6m 一般来说，工字形、H形截面均是ixiy，为了使两个轴的稳定性尽量接近，应选择(a)图的布置形式。 5.4轴心受压柱的设计 2、对比本例题中轧制工字型钢、H型钢、焊接工字形等三种横截面形式的设计结果，哪种更合理？ 普通工字钢： H型钢： 焊接工字形： A=135cm2， ix=22.0cm , iy=3.18cm A=92.18cm2 , ix=10.8cm , iy=6.29cm A=90cm2 , ix=12.13cm , iy=6.37cm 综合来看，优先选用H型钢。 对于轴力很大的厂房柱，门架柱等，可使用格构式构件。格构式构件只需少量增加用钢（缀材）即可显著增加截面回转半径，因此节省钢材。但制作加工比较复杂。 思考 5.4轴心受压柱的设计 5.4.2格构柱设计 1、格构柱截面形式 （1）一般采用双轴对称截面。 （2）缀材形式：分缀条和缀板两种。 （3）肢数：双肢柱，三肢柱和四肢柱。 （4）对称轴分实轴和虚轴。 5.4轴心受压柱的设计 2、格构柱设计内容 5.4轴心受压柱的设计 整体对实轴的稳定和刚度 整体对虚轴的稳定和刚度 分肢的稳定和刚度 缀材的设计 缀材与分肢的连接计算 为提高抗扭刚度，格构式柱应设置横隔。间距不大于柱子较大宽度的9倍或8m，较大水平集中力作用处和端部也设置横隔。 5.4.3柱的横隔 5.4轴心受压柱的设计 5.2题：某车间工作平台柱高2.6m，轴心受压，两端铰接。采用I16（普通型），Q235钢，钢材强度设计值f=215N/mm2。验算其刚度，并计算其承载力。如改用Q345钢， f=310N/mm2，则其承载力为多少？ 08工程管理第11周周2第19次课讲到此。 * * 概述 5.1 轴心受压构件的整体稳定稳定 5.2 轴心受压柱的设计 5.4 轴心受压构件的局部稳定 5.3 5.1.1轴心受压构件的分类 实腹式 按截面形式分 格构式 缀条式 缀板式 格构式容易实现两轴的等稳定性，抗扭性能也好。但计算复杂。 实腹式与格构式性能上的差异 刚度（长细比） 正常使用极限状态 强度、稳定性 承载能力极限状态 轴心受压构件 构件 状态 轴心受压构件的强度、刚度计算与受拉构件相同。 轴心受压构件的截面设计往往由稳定所决定。稳定问题包括整体稳定和局部稳定。 确定轴心压杆整体稳定临界应力的方法有四种。 5.2轴心受压构件的整体稳定 1、整体稳定的临界应力 理想轴心压杆失稳，叫做发生屈曲。以理想轴心压杆为分析对象，推导出临界应力计算公式： （1）屈曲准则 5.2.1实腹式构