3.2轴心受力构件ppt课件

1、钢结构钢结构第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件4-1轴心受力构件的类型和应用轴心受力构件的类型和应用n一、截面形式一、截面形式n1、热轧型钢、热轧型钢n2、冷弯薄壁型钢、冷弯薄壁型钢n3、型钢与钢板的组合：（、型钢与钢板的组合：（1实腹式组合实腹式组合n （2格构式组合格构式组合n4、对截面形式的要求：（、对截面形式的要求：（1能提供强度所需的面积能提供强度所需的面积n （2制作比较简单制作比较简单n （3截面宽大而壁厚较薄，满足刚度截面宽大而壁厚较薄，满足刚度n （4） 便于和相邻构件连接便于和相邻构件连接n42 轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件的强度和刚度n 1、轴心受力构件的强度

2、、轴心受力构件的强度n （4 -2）n 2、轴心受力构件的刚度、轴心受力构件的刚度n （4 -4）fAn / 。iln 4.3、轴心受压构件的整体稳定、轴心受压构件的整体稳定n （一理想的轴力受压铰接柱（一理想的轴力受压铰接柱n 屋面形式：弯曲屈曲、屋面形式：弯曲屈曲、 扭转屈曲、扭转屈曲、 弯扭弯扭屈曲屈曲n 1、轴心压杆弹性弯曲屈曲、轴心压杆弹性弯曲屈曲n n （4-2）n n （4-3）n 令：令：n 那么：那么：n （4-4）n 2、轴心压杆弹塑性弯曲屈曲、轴心压杆弹塑性弯曲屈曲 n n （4-5双模量理论双模量理论n （4- 6 ）切线模量）切线模量022 NydxydEI22lEI

3、Ncr2AiI 2222)(EilEANcrcr2212lIEEINcrrt）（22lIENcrtt22tcrtE（二）、实际的轴心受压柱（二）、实际的轴心受压柱 1、截面的残余应力和影响、截面的残余应力和影响 产生残余应力的因素：（产生残余应力的因素：（1构件的焊接构件的焊接 （2型钢在轧制后，不同部位冷却不均匀型钢在轧制后，不同部位冷却不均匀 （3构件经冷校后有塑性变形构件经冷校后有塑性变形 （4板边缘经火焰切割后的热塑性收缩板边缘经火焰切割后的热塑性收缩 残余应力对短柱段的影响：残余应力对短柱段的影响： 对对Y-Y轴屈曲轴屈曲: （4-10） 对对X-X轴屈曲轴屈曲: （4-11） （4

4、-12） IIlEIlEINeecr*22223223222212212)(2*kEtbkbtEIIEyyyeyycrykEtbhhkbtEIIExxxexxcry22222222424)(2*ycrfk )4 . 01 (2n2、压杆的初弯曲及影响、压杆的初弯曲及影响:n （4-13）n残余应力压杆截面开始屈服条件残余应力压杆截面开始屈服条件:n （4-16）n引进符号初偏心值引进符号初偏心值:n （4-18）n以以 , 代入得代入得:n （4-19）NENvvvvNNlxvyyYlxNvNydxydEImE1sin1sin0000022yEfNNWNvAN)1 (0000vAWv10001

5、0vyEfNNiAN11*10001 AENE22Efy2220201)1 (1 41)1 (1 21yAfNn3、压杆初偏心及影响、压杆初偏心及影响:n4、杆端约束及影响、杆端约束及影响:n二、轴心压杆的整体稳定性计算二、轴心压杆的整体稳定性计算n 1、轴心受压柱实际承载力、轴心受压柱实际承载力n 整体稳定计算式整体稳定计算式:n 2、列入设计规范的、列入设计规范的 :附表附表16,a,b,c,d四类表四类表4-4，4-5n 3、轴心受压构件稳定系数表达式、轴心受压构件稳定系数表达式:n b类类: 0.215 n 0.215 n 022NeNydxydEI) 1sinsincos1(cos0

6、klklklkxey 12sec0NENe22)( lEINcrfAN035. 03 . 00265. 01n二、轴心压杆的局部稳定计算二、轴心压杆的局部稳定计算n 1、均匀受压板件的屈曲现象、均匀受压板件的屈曲现象n 2、均匀受压板件的屈曲应力、均匀受压板件的屈曲应力n （1板件的弹性屈曲应力板件的弹性屈曲应力n （4-24）n n四边简支板：四边简支板：n （4-25）n （4-26）n当当n=1， n （4-27）n （4-28）n （4-29）n n 0)2(224422444xWNyWyxWxWDx)1 (1223EtDbynaxmAnmmnsinsin11 2222)*(bnmaa

7、mDNcrx22222)1(bammaDNcrx22222)(bDkbamabmbDNcrx222)()1 (12btvEktNcrxcrx2)(bamabmkn 型边缘 n (4-30)n板的弹性屈服应力:n (4-31)n计算腹板 时:嵌固系数:x=1.3n(2)板件的弹塑性屈曲应力n (4-32)n (4-33)n3、板件的宽厚比n(1)翼缘的宽厚比n弹性:n塑性:n设计规范: n (4-40)n 取构件两方向的较大者, 30取 =30, 100取100I)425.0(221abk222)()1 (12btvxkEcrxcrx222)()1(12btvEkyxcrxEfEfyy)/024

8、8. 01 (1013. 02222222)()1 (12EbtvEkyfbtvEymin2122)()1 (12425.0*425. 0k3 . 0v2 . 01tb75yftb235)1.010(1n(2)腹板宽厚比n弹塑性:n规范: (4-41)n 0.8，所以不论对X轴或Y轴都属于b类截面，当 n 时，由附表4.2查得 ，所需截面几何量为： 的型号和，yxiiAyi。，cmicmicmAaIyx18. 30 .221355621503 .270 .22600 xoxxil1503 .9418. 3300yoyyilyxy591. 06060807.02310215807. 010160

9、0fNA22232055 .20010135591. 0101600mmNfmmNANcmlioxx0 .1060600n n 由附表7.2中试选n（2截面验算n因截面无孔眼削弱，可不验算强度。又因为热轧型钢，亦可不验算局部稳定，只需进行整体稳定和刚度验算。n因对x轴和y轴 值均属b类，故长细比的较大值 查表得。cmicmicmAHWyx29. 6,8 .10,18.92mlioyy0 . 5603001506 .558 .10600 xoxxil1507 .4729. 6300yoxyil6 .55x83. 022232152091018.9283. 0101600

10、mmNfmmNANn3、焊接工字钢截面图d）n （1试选截面n 参照H型钢截面，选用截面如图d所示，翼缘2250 ，腹板n 其截面面积：n （2整体稳定和长细比验算n 长细比：14, 825014908 . 0254 . 1252cmA43313250)252 .248 .2725(121cmIx433650254 . 11212cmIycmix13.129013520cmiy37. 69036501505 .4913.12600 xoxxiln因对x轴和y轴 值均属b类，故长细比的较大值, 查附表4.2得n n（3局部稳定计算n 翼缘外伸部分：n 腹板的局部稳定：n截面无孔眼削弱 ，不必验算

11、强度。n （4构造n 因腹板高厚比小于80，故不必设置横向加劲肋。翼缘与腹板的连接焊缝最小焊脚尺寸 采用 1501 .4737. 6300yoxyil83. 022232152091018.9283. 0101600mmNfmmNAN95.14235)1 . 010(9 . 84 . 15 .12yftb75.492355 . 025(25.318 . 0250yWfth,6 . 5145 . 15 . 1mincmthfmmhf6n4-3格构式轴心压杆设计n一、格构式压杆的组成n 型钢：槽钢，工字钢，钢管。 n 缀材：缀条，缀板n 二、剪切变形对虚轴稳定性的影响n 换算长细比 ： 缀条： n

12、 （4-42）n 缀板：n （4-43）n n 三、杆件的截面选择n 确定钢号n 缀板中小型），缀条大型）n n 试选分肢截面实轴）n 假定 查 n n 查型钢表试选型钢号 xxoxAA1227212xoxyrfNAryrrlioyyryyyiA,n 确定两分肢间距(虚轴)n 缀条:n n 缀板:n n 强度计算:n 刚度计算:n 整体稳定性: 取n 分肢稳定性: 或n 缀件，连接节点设计n xyxxxAAAA121202727max17 . 0212212yoxx405 . 0max12,xxoxxxiblifANnoxymaxoxy7 . 01405 . 01xfANxn缀件最大剪力： （4