钢结构原理__第6章_轴心受压构件

1、第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理 轴心受压构件是指承受通过构件截面形心轴线的轴心受压构件是指承受通过构件截面形心轴线的轴向压力作用的构件，简称轴心压杆。轴向压力作用的构件，简称轴心压杆。 3.3.塔架塔架1.1.桁架桁架2.2.网架网架轴心受力构件的应用轴心受力构件的应用第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理截面形式截面形式热轧型钢截面热轧型钢截面 冷弯型钢截面冷弯型钢截面 第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结

2、构设计原理（1 1）弯曲失稳弯曲失稳-只发生弯曲变形，截面只绕一个主只发生弯曲变形，截面只绕一个主轴旋转，杆纵轴由直线变为曲线，是双轴对称截面常见轴旋转，杆纵轴由直线变为曲线，是双轴对称截面常见的失稳形式；的失稳形式；第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理（2 2）扭转失稳扭转失稳-失稳时除杆件的支撑端外，各截面失稳时除杆件的支撑端外，各截面均绕纵轴扭转，均绕纵轴扭转，是某些双轴对称截面可能发生的失稳形是某些双轴对称截面可能发生的失稳形式；式；第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理（3 3）弯扭失稳弯扭失稳单轴对称截面绕对称轴屈曲时，杆单

3、轴对称截面绕对称轴屈曲时，杆件发生弯曲变形的同时必然伴随着扭转。件发生弯曲变形的同时必然伴随着扭转。第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理轴心受压杆件的弹性弯曲屈曲轴心受压杆件的弹性弯曲屈曲l lNNFFFNNNNNcrNcrNcrNcrNNNcrNcrA稳稳定定平平衡衡状状态态B随随遇遇平平衡衡状状态态C临临界界状状态态第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理下面推导临界力下面推导临界力NE 设设M作用下引起的变形为作用下引起的变形为y y1 1，剪力作用下引起的变形，剪力作用下引起的变形为为y y2 2，总变形，总变形y=yy=y1 1

4、+y+y2 2。 由材料力学知：由材料力学知：NENEl lyy1y2NENEM=NEyxEIMdxyd 212剪力剪力V V产生的轴线转角为：产生的轴线转角为：dxdMGAVGAdxdy 2。与与截截面面形形状状有有关关的的系系数数量量；材材料料弹弹性性模模量量和和剪剪变变模模、杆杆件件截截面面积积和和惯惯性性矩矩；、 GEIA第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理222222EEAlEINEE 通常剪切变形的影响较小，可忽略不计，即得欧通常剪切变形的影响较小，可忽略不计，即得欧拉临界力和临界应力：拉临界力和临界应力： 上述推导过程中，假定上述推导过程中，假定E为

5、常量为常量（材料满足虎克定（材料满足虎克定律），所以律），所以crcr不应大于材料的比例极限不应大于材料的比例极限f fp p，即：，即：PppcrfEfE :22或或长长细细比比第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理 影响轴心受压构件稳定承载力的主要因素影响轴心受压构件稳定承载力的主要因素 ：第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理e0 zy y N ke00N v kv v =0.10y 01.00.50=0.3y y EN /N =00 z 0e = 0.3e = 000e = 0.11.00.5N /N E0 弹塑性阶段弹塑性阶段压

6、力挠度曲线压力挠度曲线 有初弯曲有初弯曲( (初偏心初偏心) )时，一开始就产生挠曲时，一开始就产生挠曲, ,荷载荷载，v v, , 当当N NEN NE时，时，v v 初弯曲（初偏心）越大初弯曲（初偏心）越大, ,同样压力下变形越大。同样压力下变形越大。 初弯曲（初偏心）即使很小初弯曲（初偏心）即使很小, ,也有也有 (1(1）初弯曲和初偏心的影响）初弯曲和初偏心的影响crENN 轴心压杆及其压力挠度曲线轴心压杆及其压力挠度曲线第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理+-0.361f0.361fy y0.805f0.805fy y(a)热扎工字钢热扎工字钢0.3f0.3fy y0.3f0.3fy y0.3f0.3fy y(b)热扎热扎H型钢型钢f fy y(c)扎制边焊接扎制边焊接0.3f0.3fy y1 1f fy y(d)焰切边焊接焰切边焊接0.2f0.2fy yf fy y0.75f0.75fy y(e)焊接焊接0.53f0.53fy yf fy y2 2f fy y2 2f fy y( f )热扎等边角钢热扎等边角钢第六章第六章 轴心受压构件轴心受压构件钢结构设计原理钢结构设计原理3、实际轴心受压构件的整体稳定计算实际轴心受压构件的整体稳定计算 轴心受压构件不发生整体失稳的条件为，轴心受压构件不发生整体失稳的条件