钢结构2 _原创精品文档.pdfVIP

二、轴心受力构件

轴心受力构件是只承受拉力或压力的构件，如采用螺栓球连接的空间网架杆件，两端

铰接的柱子等；构件承受的弯矩很小而轴力很大时，工程设计中也往往作为轴心受力杆件考

虑，如桁架中采用节点板方式连接的弦杆与腹杆。本章限于介绍等截面构件。

(一)轴心受拉构件

1．截面形式

轴心受拉构件可采用圆钢、钢管、角钢、工字钢或宽翼缘工字钢：(H型钢)、槽钢等以

及用钢板或型钢组合而成的截面形式。作用力通过截面形心，并与杆件轴线重合。

2．轴心受拉构件计算

(1)强度

轴心受拉构件的强度按下式计算

σ=N/A≤f(15-2-19)

n

式中N--轴心拉力设计值；

An——拉杆的净截面面积；

f--钢材的抗拉强度设计值。

截面无削弱处，公式中的净截面面积就是毛截面面积。

如果沿构件长度作用的轴力有变化，注意计算应分段进行。

在截面因开孔等引起形状突然改变的地方，截面应力分布是不均匀的。荷载较小时，

材料处于弹性范围，开孔近旁有严重应力集中；随荷载增大，峰值应力区域首先进人塑性；

如果钢材有足够的屈服平台，可以假设截面上的应力全部达到屈服点，这就是公式(15-2-9)

的前提。为了减少应力集中，要求设计时尽量减少截面的突然改变。在有应力集中的地方，

一般会产生三向应力的复杂状态，容易引起脆性破坏，因此要求钢材有良好的塑性，即构造、

选材对钢构件的设计也是非常重要的。

(2)刚度

为了防止在制作、运输、安装和使用过程中出现过大挠度与变形，拉杆设计时应保证

一定的刚度。钢结构设计中通过限制拉杆长细比来实现这一要求，其表达式为

λ=l/i≤[λ](15-2-20)

x0xx

λ=l/i≤Iλ]

y0yy

式中:λλ--拉杆的长细比；

xy

l，l--拉杆的计算长度；

0x0y

i，i——截面的回转半径；

xy

[λ]——拉杆的容许长细比，见表15-2-2。

项次构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动

一般建筑结构有重级工作制吊车的厂房力荷载的构

件

1桁架的杆件350250250

2吊车梁或吊车桁架以300200--

下的柱间支撑

3其他拉杆、支撑、系400350--

杆（张紧的圆钢除外）

(二)轴心受压构件一压杆与柱

1．截面形式

设计轴心压杆截面形式时，注意以下要点：

(1)材料布置尽可能离开截面形心，以在相同面积下得到较大的截面惯性矩和回转半径。

1

(2)使相对截面两主轴的稳定性尽可能比较接近，一般可取相对两主轴的长细比近似相

等(压杆稳定性尚与截面分类有关)。

(3)为减少扭转，尽量采用单轴对称或双轴对称截面。

(4)便于与其他构件的连接，能防止或减小因连接不当使压杆产生的附加偏心或扭转。

2．实腹式轴心受压构件计算

(1)强度

轴心受压构件的强度计算公式与轴心受拉构件相同，参见式(5—2—19)及相关说明。

(2)整体稳定

轴心受压构件的整体稳定计算公式如下：

N/φA≤f(15-2-21)

式中N--轴心压力：

φ——轴心受压构件的稳定系数；

A--构件的毛截面面积。

因为构件稳定是整体