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[从业资格考试]轴心受力构件计算
4.1 概述; 轴心受力构件常用截面形式—实腹式、格构式;(a)型钢;(c)双角钢;2.格构式构件的常用截面形式;3、格构式构件缀材布置——缀条、缀板; 4.2 轴心受力构件的强度和刚度 ; a)构件净截面面积计算;孔前传力;摩擦型高强螺栓净截面强度:; — 构件计算长度;;[例4.1] 图4.10所示一有中级工作制吊车的厂房屋架的双角钢拉杆,截面为2∟100×10,角钢上有交错排列的普通螺栓孔,孔径d=20mm。试计算此拉杆所能承受的最大拉力及容许达到的最大计算长度。钢材为Q235钢。;查得2∟100×10,; 理想轴心压杆:假定杆件完全挺直、荷载沿杆件形心轴作用, 杆件在受荷之前无初始应力、初弯曲和初偏心, 截面沿杆件是均匀的。
此种杆件失稳, 称为发生屈曲。;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)。;欧拉临界应力; 当 , ,压杆进入弹塑性阶段。采用切线模量理论计算。;弹塑性
屈曲;4.3.3轴心受压构件稳定承载力的影响因素;+;无残余应力;绕强轴x-x弯曲屈曲时的临界应力为:;;e; ;1. 实际轴心压杆的稳定曲线;2.实际轴压构件的截面分类
初始弯曲与初始偏心的影响规律相同,按概率理论两者同时取最大值的几率很小,工程中把初弯曲考虑为最大(杆长的千分之一)以兼并考虑初弯曲的影响;按弯曲失稳理论计算,考虑弯扭失稳的影响,同时考虑残余应力的影响.; 轴心压杆即使面积相同, 材料相同, 但截面形式不同,
加工条件不同, 其残余应力影响也不同 ---- 既承载力不同,
柱子曲线不同。;图4.21 我国的柱子曲线;4.3.5 轴心受压构件的整体稳定计算;[例4.2]验算轴心受压构件的强度、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,柱高6m, N=980KN。;4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定;等稳定条件:保证板件的局部失稳临界应力不小于构
件整体稳定的临界力。;(1)翼缘(三边简支一边自由);(2)腹板(四边简支);腹板不满足局部稳定要求时
可设置加劲肋;6000;—460×16; 4.5 轴心受压柱的设计 ;4.5.1截面选择的原则:;(3)型钢构件由A、ix、iy 选择型钢???,查几何值验算;
焊接截面由ix、iy 求两个方向的尺寸。;附录 各种截面回转半径的近似值;④ 局部稳定验算 ;4.5.3构造要求;[例4.4] 图4.26(a)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-250×8;(2)整体稳定和长细比验算;翼缘板:; 4.6 格构式轴心受压柱的整体稳定计算 ;X;2、格构柱绕虚轴的换算长细比;(1)双肢缀条柱; A1 – 两个缀条截面面积。; λ1 ——分肢长细比,
λ1 =l01/i1;
i1 ——分肢弱轴的回转半径;
l01 ——缀板间净距。;(1)轴心受压格构柱的横向剪力; 内力:弯曲可能或左或右,剪力
方向变化,缀条或拉或压。;Θ 强度折减 单角钢有偏心,受压时产生扭转。;Θ 横缀条
交叉缀条体系:
按承受压力N=V1计算;
单系缀条体系:
主要为减小分肢计算长度,
取和斜缀条相同的截面。;a)确定;剪力;c)计算缀板的强度和连接;由;缀板柱: 设λ1;设计时注意:;沿柱身8m或9b设置;图4.34 柱的横隔(e);(1)对实轴;验算整体稳定性;验算对虚轴的稳定性;(3)缀板和横隔;一侧剪力;图4.36 缀板柱简图;荷载:
梁支承加劲肋 柱翼缘。
调整定位后,用螺栓固定。;荷载:
梁支承加劲肋 柱翼缘。
调整定位后,用螺栓固定。;荷载:
突缘加劲肋 短肋 腹板;设隔板---支撑顶板;图4.37 梁与柱的铰接连接;4.7.2 柱脚;图4.38 平板式铰接柱脚;①底板的面积;③单位宽度上的最大弯矩;按悬臂梁计算,验算抗弯和抗剪强度
靴高--与柱边连接所需焊缝长度决定;[例4.5]设计柱脚。轴心压力设计值为1700kN,柱脚钢材为Q235钢,焊条E43型。基础
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