轴心受力构件

第四章轴心受力构件第一节概述第二节轴心受力构件的强度与刚度第三节实腹式轴心受压构件的整体稳定第四节实腹式轴心受压构件的局部稳定第五节实腹式轴心受压构件的截面设计第六节格构式轴心受压构件第一节概述轴心受力构件分轴心受拉及受压两类构件，作为一种受力构件，就应满足承载能力与正常使用两种极限状态的要求。正常使用极限状态的要求用构件的长细比来控制；承载能力极限状态包括强度、整体稳定、局部稳定三方面的要求。稳定问题是钢构件的重点问题，所有钢构件都涉及到稳定问题，是钢构件设计的重点与难点。本章将简单讲述钢结构的钢结构稳定理论的一般概念，为下序章节打基础。轴心受力构件的截面分：实腹式与格构式两类（P97图4.2）实腹式又分型钢截面（包括普通型钢与薄壁型钢），组合截面（钢板组合与型钢组合截面）格构式截面又分缀条式截面与缀板式截面第二节轴心受力构件的强度与刚度一、轴心受力构件的强度以净截面的平均应力强度为准则：即二、轴心受力构件的刚度以构件的长细比来控制，即第三节实腹式轴心受压构件的整体稳定一、稳定问题的概述所谓的稳定是指结构或构件受载变形后，所处平衡状态的属性。如图4.4，稳定分稳定平衡、随遇平衡、不稳定平衡。结构或构件失稳实际上为从稳定平衡状态经过临界平衡状态，进入不稳定状态，临界状态的荷载即为结构或构件的稳定极限荷载，构件必须工作在临界荷载之前。稳定问题为钢结构的重点问题，所有钢结构构件均件均存在稳定问题，稳定问题分构件的整体稳定和局部稳定。二、理想轴心受压构件的整体失稳1、理想条件：绝对直杆、材料均质、无荷载偏心、无初始应力、完全弹性。2、典型失稳形式（p101，图4.5）弯曲失稳－只有弯曲变形；扭转失稳－只有扭转变形。弯扭失稳－弯曲变形的同时伴随有扭转变形。单对称截面绕对称轴（或不对称截面）弯曲失稳时，由于截面的形心（内力作用点）与剪心（截面的扭转中心）不重合，截面内的内力分量相对于剪心产生偏心产生扭矩，从而产生扭转变形。失稳承载力低于弯曲失稳承载力。只有类似于十字型截面扭转失稳承载力小于弯曲失稳承载力，其他截面一般来说弯曲稳定承载力均大于扭转失稳承载力。3、理想构件的弹性弯曲失稳根据右图列平衡方程解平衡方程：得4、理想构件的弹塑性弯曲失稳构件失稳时如果截面应力超出弹性极限，则构件进入弹塑性工作阶段，这时应按切线模量理论进行分析3、实际构件的整体稳定实际构件与理想构件间存在着初始缺陷，缺陷主要有：初始弯曲、残余应力、初始偏心。⑴、初始弯曲的影响⑵、初始偏心的影响⑶、残丢余应玻力的懂影响前面随已讲利：钢佩构件叹在轧导制、墙焊接气、剪辫切等萍过程文中，浆会在掀钢构刷件中驱产生盛内部朱自相利平衡揪的残糠余应乓力，脊残余椒应力模对构析件的洽强度序无影牢响，鸭但会低对构浑件的需稳定凶承载嚷力产御生不突利影森响。注：恭残余躁应力印对弱阻轴的条影响论大于端对强轴档的影亭响4、实功际轴丧压构谱件的尿工程重计算恨方法初始抖弯曲果与初傍始偏指心的拜影响典规律乘相同挡，按展概率滨理论安两者距同时医取最伶大值聚的几融率很猎小，差工程慈中把烧初弯爸曲考挡虑为柳最大常（杆特长的蹲千分充之一肿）以搅兼并样考虑种初弯赢曲的叹影响叮；按枪弯曲筛失稳从理论烟计算加，考冬虑弯绕扭失舅稳的胃影响律，同暂时考汗虑残独余应诵力的典影响蛋，根亿据各创类影雾响因气素的撞不同盐将构吴件截偏面类矮型分晕为a、b、c及d四类罪（详他见p1肤12，图4.镰16及p1勇13，表4.挖4a）。a类为兆残余泳应力旬影响帆较小龙，c类为遇残