钢结构设计原理听课笔记：轴心受力构件6

PAGEPAGE56章轴心受力构件轴心受力构件的应用和截面形式轴心受力构件：承受通过构件截面形心轴线的轴向力作用的构件。轴心受力构件按其截面组成形式分为：实腹式构件和格构式构件。件有缀条和缀板两种。轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件的强度计算轴心受力构件强度计算准则——截面的平均应力达到钢材的屈服强度。1无孔洞等削弱的轴心受力构件，毛截面强度计算：Nf （6。。1）A2有孔洞等削弱的轴心受力构件，净截面强度计算：Nf （6。。2）An高强度螺栓摩擦型连接的构件，最外列螺栓处危险截面的净截面强度应按下式计算：Nf （6。。3）AnN'N(10.5n1

/n)轴心受力构件的刚度计算度愈小。 l0

[]，

l0

[] （62。4）x i y ix y一般情况下，轴心受压构件由整体稳定控制其承载力。轴心受压构件的整体稳定轴心受压构件的整体失稳现象扭转屈曲或扭转失稳弯扭屈曲或弯扭失稳无缺陷轴收受压构件的屈曲1、弹性弯曲屈曲欧拉公式：N 2EIcr l20

2EA （6。。1）2计算长度l0的几何意义：构件弯曲屈曲时变形曲线反弯点间的距离。欧拉公式的推导中，假定材料无限弹性、符合虎克定律。临界应力与长细比的关系曲线可作为轴心受压构件设计的依据，称为柱子曲线。力学缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响残余应力的影响短柱压缩试验——有效比例极限残余应力使构件的平均应力——应变曲线变成非线性关系考虑残余应力影响时，弹塑性屈曲的临界应力为弹性欧拉临界应力乘以小于1的折减系数。几何缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响初弯曲、初偏心。外，还存在因构件弯曲产生的弯矩，从而降低了构件的稳定承载力。极值点失稳。实际轴心受压构件整体稳定的计算实际轴心受压构件的稳定承载力计算方法几何缺陷代表——初弯曲。主要影响因素——残余应力、初弯曲。极限承载力理论l/1000对多种实腹式轴心受压构件弯曲屈曲算出了近200条柱子曲线。轴心受压构件的整体稳定计算Nf （6。。2）A轴心受压构件整体稳定计算的构件长细比1、截面为双轴对称或极对称的构件l l 0x， 0yx i y ix y

（6。4。5）轴心受压构件的局部稳定均匀受压板件的屈曲

t2 （65。1）cr v2)b轴心受压构件局部稳定的计算方法1、确定板件宽（高）厚比限值的准则（高实现。确定板件宽（高）厚比限值的原则有二种：二是使构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲力，常称作等稳定性准则。2、轴心受压构件板件宽（高）厚比的限值工字形截面《规范》中，λ=30~100时，简化式235fy翼缘： b'235fyt

（6。5。3）腹板：

h0(250.5)235fy235fy

（6。5。4）w3、加强局部稳定的措施设置纵向加劲肋。纵向加劲肋——成对配置。外伸宽度bz

10tw

，厚度tz

0.75t 。w横向加劲肋——成对配置。外伸宽度b (h /30)40mm，厚度t b/15。s 0 s s4、腹板的有效截面大型工字形截面的腹板，可利用腹板屈曲后强度，有效截面进行计算。235/fy计算强度、稳定性时，235/fyw计算长细比和整体稳定系数时，仍用全截面。实腹式轴心受压构件的截面设计截面设计原则为了避免弯扭失稳，实腹式轴心受压构件一般采用双轴对称截面。设计原则：等稳定性。宽肢薄壁。连接方便。制造省工。截面选择综合考虑。强度、刚度、整体稳定和局部稳定验算。确定所需要的截面积。根据λ、截面分类和钢材级别，查得整体稳定系数后，则所需要的截面积为Areq

N （6。。1）f焊接工字形截面的近似公式：(0.41750.004919y

)2y

（6。6。2）NlNl20yf235fyi l /，i l /xreq 0x yreq 0yi hi b 焊接组合截面x 1 y 2求所需截面的轮廓尺寸：ihxreq

，b

iyreq

（6。6。3） 1 2确定截面各板件尺寸。截面验算强度验算无孔洞削弱，可不验算。刚度验算

Nf （6。22）An

0x[]，

l0y

] （62。4）x i y ix y整体稳定验算Nf （64。2）A局部稳定验算235fy翼缘： b'2