钢结构轴心受压构件

1、轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受压构件轴心受压构件强度强度 （承载能力极限状态）（承载能力极限状态）刚度刚度 （正常使用极限状态）（正常使用极限状态） 强度强度 刚度刚度 （正常使用极限状态）（正常使用极限状态） 稳定稳定（承载能力极限状态）（承载能力极限状态）力沿轴线方向力沿轴线方向约束：两端铰接约束：两端铰接 N N 轴心拉力或压力设计值；轴心拉力或压力设计值； A An n 构件的净截面面积；构件的净截面面积； f f 钢材的抗拉钢材的抗拉( (压压) )强度设计值强度设计值) 14 (n fAN 轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。二、

2、刚度计算：二、刚度计算： 保证构件在运输、安装、使用时不产生过大变形保证构件在运输、安装、使用时不产生过大变形1 1、受拉构件。、受拉构件。) 24 (0 il截截面面的的回回转转半半径径； AIi构构件件的的计计算算长长度度； 0l取取值值详详见见规规范范或或教教材材。构构件件的的容容许许长长细细比比，其其 0 xxxli0yyylix/xiIA0 xxl 构件对 轴计算长度；y/yiIA0yyl 构件对 轴计算长度；2 2、受压构件。、受压构件。) 24 (0 il1 1）双轴对称截面）双轴对称截面2 2）单轴对称截面）单轴对称截面u 绕非对称轴：绕非对称轴：u 绕对称轴：采用换算长细比，

3、对于单角钢和双角钢截绕对称轴：采用换算长细比，对于单角钢和双角钢截面可采用简化公式。面可采用简化公式。) 24 (0 il4.23 fAN式中式中 N N 轴心受压构件的压力设计值；轴心受压构件的压力设计值； A A 构件的毛截面面积；构件的毛截面面积； 轴心受压构件的稳定系数，轴心受压构件的稳定系数，根据截面分类，长细比，屈服根据截面分类，长细比，屈服强度等参数；强度等参数；取两主轴稳定系数较小者；取两主轴稳定系数较小者； f f 钢材的抗压强度设计值。钢材的抗压强度设计值。1 1、翼缘的宽厚比：、翼缘的宽厚比：2 2、腹板的高厚比、腹板的高厚比 ：(4.113) 2351 . 0101yf

4、tb(4.115) 2355 . 0250ywfth某焊接工字形截面柱，截面几何尺寸如图。柱的上、下端某焊接工字形截面柱，截面几何尺寸如图。柱的上、下端均为铰接，柱高均为铰接，柱高4.2m4.2m，承受的轴心压力设计值为，承受的轴心压力设计值为1000kN1000kN，钢材为钢材为Q235Q235，翼缘为火焰切割边，焊条为，翼缘为火焰切割边，焊条为E43E43系列，手工焊。系列，手工焊。试验算该柱是否安全。试验算该柱是否安全。 解：已知 lx= ly =4.2m，f=215N/mm2。 计算截面特性： A=2251220.6=63.2cm2， Ix=225111.520.6223/12=714

5、4.9cm4， Iy=21253/12=2604.2cm4， cm63.10/AIixx，cm42. 6/AIiyy。 验算整体稳定、刚度和局部稳定性 x= lx/ix=420/10.63=39.5=150， y= ly/iy=420/6.42=65.4=150， 截面对 x 轴和 y 轴为 b 类， 查稳定系数表可得，x=0.901，y=0.778， 取=y =0.778，则 图 4-4 例题 4-1 x y N N 4200 250 240 10 10 6 。 验算整体稳定、刚度和局部稳定性 x= lx/ix=420/10.63=39.5=150， y= ly/iy=420/6.42=65

6、.4=150， 截面对 x 轴和 y 轴为 b 类， 查稳定系数表可得，x=0.901，y=0.778， 取=y =0.778，则 22N/mm215N/mm4 .203102 .63778. 01000fAN 翼缘宽厚比为 b1/t=(12.50.3)/1=12.2100.165.4=16.5 腹板高厚比为 h0/tw=(242)/0.6=36.725+0.565.4=57.7 构件的整体稳定、刚度和局部稳定都满足要求。 图 4-4 例题 4-1 x y N N 4200 250 240 10 10 6 例题例题2 2：轴心受压构件，轴心受压构件，Q235Q235钢，截面无消弱，翼缘为轧制边

7、。钢，截面无消弱，翼缘为轧制边。 已知已知 问：问：1 1、此柱的最大承载力设计值、此柱的最大承载力设计值N N？ 2 2、此柱绕、此柱绕y y轴失稳的形式？轴失稳的形式？443422.54 10 cm ,1.25 10 cm ,8760cm ;5.2mxyIIAl1 1、整体稳定承载力计算、整体稳定承载力计算 对对x x轴：轴： 翼缘轧制边，对翼缘轧制边，对x x轴为轴为b b类截面，查表有：类截面，查表有： 对对y y轴：轴： 翼缘轧制边，对翼缘轧制边，对y y轴为轴为c c类截面，查表有：类截面，查表有： 由于无截面消弱，强度承载力高于稳定承载力，故构件的由于无截面消弱，强度承载力高于稳

8、定承载力，故构件的 最大承载力为：最大承载力为：2 2、绕、绕y y轴为弯扭失稳轴为弯扭失稳405.2m,2.54 10 87.617cmxxxlliIA 1506 .30175200 xxxil934. 0 xkN1759102158760934. 03AfNxx30/22.6m,1.25 10 87.63.78cmyyylliIA1508 .6878. 35200yyyil650. 0ykN122410215876065. 03AfNyykN1224maxyNN3 3、局部稳定验算、局部稳定验算 较大翼缘的局部稳定较大翼缘的局部稳定 满足要求满足要求 腹板的局部稳定腹板的局部稳定 满足要求

9、满足要求8 .68,maxmaxyx10030max1max/95/146.79(10 0.1) 235(10 0.1 68.8) 235 23516.88yb tf0max/400/1040(250.5) 235(250.5 68.8) 235 23559.4wyhtf五五. .实腹式轴心压杆的计算步骤实腹式轴心压杆的计算步骤(1)(1)先假定杆的长细比，根据以往的设计经验，对于荷载先假定杆的长细比，根据以往的设计经验，对于荷载小于小于1500kN1500kN，计算长度为，计算长度为5 56m6m的压杆，可假定的压杆，可假定 =80=80100100，荷载为，荷载为300030003500k

10、N3500kN的压杆，可假定的压杆，可假定 =60=607070。再。再根据截面形式和加工条件由表根据截面形式和加工条件由表4.34.3知截面分类，而后从知截面分类，而后从附附表表4-14-1查出相应的稳定系数查出相应的稳定系数 ，并算出对应于假定长细比，并算出对应于假定长细比的回转半径的回转半径i=li=l0 0 。0li (2)(2)按照整体稳定的要求算出所需要的截面积按照整体稳定的要求算出所需要的截面积A=NA=N( ( f) f)，同时利用同时利用附表附表3 3中截面回转半径和其轮廓尺寸的近似关中截面回转半径和其轮廓尺寸的近似关系，系，i ix x= = 1 1h h和和i iy y= = 2 2b b确定截面的高度确定截面的高度h h和宽度和宽度b b，选择型，选择型钢型号或者确定组合截面尺寸。钢型号或者确定组合截面尺寸。(3)(3)根据选