大学本科《钢结构设计原理》课件 第4章轴心受理构件

大学本科《钢结构设计原理》课件第4章轴心受理构件引言轴心受力构件的基本理论轴心受力构件的设计与优化轴心受力构件的实例分析习题与思考引言01010204本章教学目标掌握轴心受力构件的基本概念、特点和分类。理解轴心受力构件的受力性能和承载能力分析方法。掌握轴心受力构件的截面设计和构造要求。了解轴心受力构件在钢结构中的应用和工程实例。0301轴心受力构件在钢结构中具有非常重要的作用，是钢结构的基本构件之一。它们主要用于承受轴向拉压荷载，如钢柱、钢拱等。02在高层建筑、大跨度结构、桥梁、工业厂房等领域中，轴心受力构件的应用非常广泛。它们是这些结构中的主要承重构件，对于保证结构的稳定性和安全性至关重要。03轴心受力构件的设计和构造要求非常严格，需要综合考虑材料的性能、荷载的大小和分布、连接方式等因素。合理的设计和施工可以确保轴心受力构件具有足够的承载能力和稳定性，从而保证整个结构的可靠性和安全性。轴心受力构件的重要性和应用场景轴心受力构件的基本理论02主要承受轴向拉压力，不承受弯矩、剪力和扭矩等复杂应力。轴心受力构件的受力特点采用材料力学的基本理论和方法，通过分析杆件截面上的内力和应力分布，确定杆件的安全承载能力。轴心受力构件的受力分析方法轴心受力构件的受力分析轴心受力构件失稳的机理当轴向压力超过一定限值时，杆件会发生弯曲变形，导致承载能力急剧下降。轴心受力构件的稳定性分析方法采用结构力学和弹性力学的基本理论，通过分析杆件在轴向压力作用下的平衡稳定性，确定其承载能力的极限状态。轴心受力构件的稳定性分析轴心受力构件的强度失效形式杆件在轴向拉压力作用下，截面上的应力分布不均匀，可能导致局部屈服或整体屈服。轴心受力构件的强度计算方法根据材料力学的基本理论，通过分析杆件截面上的应力分布和应力极限，确定其承载能力的安全系数和许用应力。轴心受力构件的强度计算轴心受力构件的设计与优化03根据承载能力和稳定性要求，选择合适的截面尺寸，以确保构件的承载能力和稳定性。截面尺寸材料选择连接方式根据使用环境和承载能力要求，选择合适的钢材或其他材料，以满足构件的强度和耐久性要求。根据构件的受力特性和稳定性要求，选择合适的连接方式，以确保构件的整体稳定性和安全性。030201轴心受力构件的截面设计对轴心受力构件进行稳定性分析，包括屈曲分析和失稳分析，以确定构件的整体稳定性。稳定性分析根据稳定性分析结果，设计合理的支撑系统，以提高构件的整体稳定性。支撑系统设计根据稳定性分析结果和支撑系统设计，评估轴心受力构件的承载能力，以确保其安全性和可靠性。承载能力评估轴心受力构件的整体稳定性设计对轴心受力构件的局部区域进行稳定性分析，以确定其局部稳定性。局部稳定性分析根据局部稳定性分析结果，对板件进行优化设计，以提高其局部稳定性。板件设计根据局部稳定性分析结果和板件设计，设计合理的加劲肋，以提高构件的局部稳定性。加劲肋设计轴心受力构件的局部稳定性设计轴心受力构件的实例分析04

实际工程中的轴心受力构件案例桥梁结构桥梁的桥墩、桥塔等部件通常采用轴心受力构件，以承受桥梁的竖向荷载。高层建筑高层建筑的柱子通常采用轴心受力构件，以承受建筑的自重和风荷载。输电塔输电塔的塔柱和拉线通常采用轴心受力构件，以承受输电线的拉力和塔的自重。混凝土混凝土轴心受力构件具有较高的抗压强度，但抗拉强度较低，容易开裂。钢-混凝土组合构件钢-混凝土组合构件结合了钢材的塑性和混凝土的抗压强度，具有较高的承载能力和稳定性。钢材钢材具有良好的塑性和韧性，能够承受较大的轴向压力和弯曲。不同材料的轴心受力构件性能对比123随着新材料技术的发展，如碳纤维复合材料、高强度不锈钢等，轴心受力构件的性能将得到进一步提升。高性能材料的应用通过智能化监测技术，可以实时监测轴心受力构件的工作状态和健康状况，提高结构的安全性和耐久性。智能化监测与维护研究新型的连接和构造技术，如新型焊接工艺、高强度螺栓连接等，以提高轴心受力构件的承载能力和稳定性。新型连接与构造技术新型轴心受力构件的研究与展望习题与思考05包括实腹式和格构式两类，以及它们在承受轴心力时的表现和设计要求。轴心受力构件的类型和特点如何根据轴心力的大小和方向，选择合适的截面形式和尺寸，以满足强度、刚度和稳定性要求。轴心受力构件的截面设计包括弯扭失稳和弯曲失稳两种情况，以及如何通过计算确定临界力和临界应力。轴心受力构件的整体稳定性分析关注翼缘板和腹板在受力过程中的变形和应力分布，以及如何通过限制板件宽厚比来保证局部稳定性。轴心受力构件的局部稳定性分析本章重点回顾习题1给定一实腹式轴心受力构件，已知其承受的轴心力为N=1000kN，长度为L=10m，材料的弹性模量为E=200GPa，截面惯性矩为I=1000cm4，求该构件的临界力和临界应力。习题3分析一实腹式轴心受力构件在弯扭失稳状态下的临界力和临界应力，并给出提高其抗弯扭失稳能力的措施。习题4针对某一轴心受力构件的截面设计，讨论如何平衡强度、刚度和稳定性要求，并给出相应的截面尺寸和材料选择建议。习题2设计一格构式轴心受力构件，要求能够承受轴心力N=1500kN，长度为L=12m，截面高度为h=3m，材料为Q235钢。试选择合适的缀材形式和间距，并计算缀