建筑力学(第二版 沈养中)教学资源第八章压杆稳定.ppt

目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 表8－2 Q235钢a类截面中心受压直杆的折减因数? 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 当柔度? ≤75时 树种强度等级为TC17、TC15及TB20： 当柔度? ＞75时 对于木压杆的折减因数?，在我国的木结构设计规范(GB50005－2003)中，给出了下面的两组计算公式。 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 树种强度等级为TC13、TC11、TB17、TB15、TB13及TB11： 当柔度? ≤91时 当柔度? ＞91时 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 例8－4　 图示木屋架中AB杆的截面为边长a=110 mm的正方形，杆长l=3.6 m，承受的轴向压力F=25 kN。木材的树种强度等级为TC13，许用应力[?]=10MPa。试校核AB杆的稳定性（只考虑在桁架平面内的失稳）。 a＝110 A B I I I－I截面 F F F F F 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 解 正方形截面的惯性半径为 AB杆的工作应力为： 故AB杆是稳定的。 由于在桁架平面内AB杆两端为铰支，故μ=l。AB杆的柔度为 折减因数?为： 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 8－3－2 提高压杆稳定性的主要措施 提高压杆的稳定性就是增大压杆的临界力或临界应力。可以从影响临界力或临界应力的诸种因素出发,采取下列一些措施。 1. 合理地选择材料 对于大柔度压杆，临界应力?cr= ，故采用E值较大的材料能够增大其临界应力，也就能提高其稳定性。由于各种钢材的E值大致相同，所以对大柔度钢压杆不宜选用优质钢材，以避免造成浪费。 对于中、小柔度压杆，从计算临界应力的抛物线公式可以看出，采用强度较高的材料能够提高其临界应力，即能提高其稳定性。 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 2．选择合理的截面 在截面面积一定的情况下，应尽可能将材料放在离形心较远处，以提高惯性半径i的数值，从而减小压杆的柔度和提高临界应力。例如，采用空心圆截面比实心圆截面更为合理（如图）。但应注意空心圆筒的壁厚不能过薄，否则有引起局部失稳从而发生折皱的危险。 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 另外，压杆总是在柔度较大的纵向平面内失稳，所以应尽量使各纵向平面内的柔度相同或相近，例如采用图a、b所示截面。 (a) (b) 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 3．减小杆的长度 杆长l越小，则柔度?越小，从而提高临界应力。在工程中，通常用增设中间支撑的方法来达到减小杆长的目的。例如两端铰支的细长压杆，在杆中点处增设一个铰支座(如图)，则其相当长度? l为原来的一半，而由欧拉公式算得的临界应力或临界力却是原来的四倍。当然增设支座也相应地增加了工程造价，故设计时应综合加以考虑。 目录 第八章 压杆稳定\压杆的稳定校核 4．增强杆端约束 压杆的杆端约束越强，? 值就越小，?也就越小，从而提高临界应力。例如将两端铰支的细长压杆的杆端约束增强为两端固定，那么由欧拉公式可知其临界力将变为原来的四倍。 第八章 压杆稳定 第八章 压杆稳定 返回 【内容提要】 受压杆件的破坏不仅会由于强度不够而引起，也可能会由于稳定性的丧失而发生。因此在设计受压杆件时，除了进行强度计算外，还必须进行稳定计算以满足其稳定条件。本章将对压杆的稳定问题作简要介绍。 【学习要求】 1. 理解压杆稳定的概念。 2. 掌握压杆的柔度计算，失稳平面的判别和临界力的计算。 3. 能用安全因数法对压杆进行稳定校核。 4. 熟练掌握用折减因数法对压杆进行稳定校核。 5. 了解提高压杆稳定性的主要措施。 第八章 压杆稳定 第八章 压杆稳定 返回 §8－1 压杆稳定的概念 §8－2 压杆的临界力与临界应力 §8－3 压杆的稳定校核 目录 §8－1 压杆稳定的概念 第八章 压杆稳定\压杆稳定的概念 在前面介绍轴向拉压杆的强度计算时，认为当压杆横截面上的应力超过材料的极限应力时，压杆就会因强度不够而引起破坏。这种观点对于始终保持其原有直线形状的粗短杆(杆的横向尺寸较大，纵向尺寸较小)来说是正确的。但是，对于细长杆(杆的横向尺寸较小，纵向尺寸较大)则不然