钢结构 轴心受力构件课件.ppt

《钢结构 轴心受力构件课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第四章轴心受力构件§4.1轴心受力构件的特点1.拉力或者压力严格通过截面中心。2.构件形式：实腹式构件或者格构式构件。实腹式：主要适用范围：拉索、支撑、网架、桁架格构式：主要使用范围：大截面格构柱典型轴心受力构件截面形式树形钢柱常见钢柱形式§4.2轴心受拉构件—强度NAn≤fdN≤Anfdorσ=应力重分布（3）工程设计公式orfd=fy/Kfd=fy/γR（1）截面形式：圆形、方形、矩形等（2）截面强度截面无削弱：Np=Afy截面有削弱：构件屈服之前截面削弱处不发生破坏的条件无削弱位置:有削弱位置：N≤min(Afd,Anfud)≤Anfd强屈比的要求为什么截面有削弱时需进行双控？轴

2、心受拉构件强度（承载能力极限状态）：除摩擦型外摩擦型刚度（正常使用极限状态）：注意：不同方向的l0和i取值不一定相同，应找最大值。（3）考虑连接处净截面效率的强度验算§4.2轴心受拉构件———有效净截面（1）净截面效率拼接处构造截面力的分布和传递效率有效传递内力的截面与计算截面的比值（2）截面效率的计算a——被连接部分的形心至连接面距离l——连接长度案例1：支撑受拉破坏案例2：网架受拉破坏（续前页）网架受拉破坏细部[λ]容许长细比，由设计规范规定桁架的杆件为250~400P80§4.2轴心受拉构件—刚度（1）控制构件刚度的理由控制弯曲变形制作／运输／安装／使用中的过度变形（2）刚度控制

3、的方式构件刚度的描述：E;A;Ix;Iy;L以及边界条件限制长细比λmax≤[λ]附：轴心受拉构件的长细比§4.3拉杆与拉索§4.3.1拉索.拉杆的受力特征拉索：1.只受拉不受压。2.初始垂度。拉杆：1.受拉，但个别情况下可能受压，需要注意。2.可忽略初始垂度。拉杆？拉or压？拉杆？拉or压？stress(MPa)索材料1应力应变特性2钢材的比较3松弛变形σε索的材料和断面型式0.0020.01020000.00012001000800600400E1=76.7GPa0.0040.0060.008strainstress<100MPastress>100MPaE2=134GPa§4.3

4、.2索的基本特性⋅NuE⋅ALk=§4.3.3索的刚度方程q：均布荷载N：索的轴力刚性杆柔性索试思考：刚性拉杆的刚度方程？Ernst效应§4.3.4索的连接1端部为铸造节点2销子连接3套筒连接拉索的连接§4.3.5索的强度计算1索材断面强度计算注意：拉索截面面积的取值；K值在不同条件下变化很大2钢销节点计算A销子栓杆的抗剪B销孔壁面的局部抗压C连接板的抗剪D连接板的抗拉计算N/k≤Anfd和单个普通螺栓强度计算的联系？强度（承载能力极限状态）：（同轴拉）除摩擦型外摩擦型刚度（正常使用极限状态）：注意：不同方向的l0和i取值不一定相同，应找最大值。限制比轴拉严稳定（承载能力极限状态）：常

5、起控制作用§4.4实腹式轴心受压构件轴心受压构件的三种屈曲失稳形式轴心受压构件的三种屈曲失稳形式附：轴心受压构件的长细比案例1：受压支撑屈曲失稳案例2：受压支撑屈曲失稳案例3：受压支撑屈曲失稳案例4：网架杆件受压屈曲失稳续案例4：网架杆件受压屈曲失稳§4.4.1受压杆件必须控制λ过小：运输、安装过程中产生弯曲或过大的变形使用期间因自重而明显下挠动载下发生较大振动极限承载力显著降低思考：长细比对受拉和受压构件承载力的影响欧拉公式：改进的欧拉公式——切线模量理论：式(4.8)式(4.7)重要概念：强度问题与稳定问题强度问题研究构件一个最不利点的应力或一个最不利截面的内力极限值，它与材料的强

6、度极限（或钢材的屈服强度）、截面大小有关。稳定问题研究构件（或结构）受荷变形后平衡状态的属性及相应的临界荷载，它与构件（或结构）的变形有关，即与构件（或结构）的整体刚度有关。§4.4.2强度问题与稳定问题区别从材料性能来看，在弹性阶段，构件（或结构）的整体刚度仅与材料的弹性模量E有关，而各品种的钢材虽然其强度极限各不相同，但其弹性模量E却是相同的。因此，采用高强度钢材只能提高其强度承载力，不能提高其弹性阶段的稳定承载力。相反，钢材强度愈高，强度问题愈不可能起控制作用，稳定问题愈有可能起控制作用而愈显突出。区别2强度问题采用一阶（线性）分析方法，即在构件或结构原有位置（受荷前的位置）上建

7、立平衡方程，求解其内力（称为一阶内力），并据此内力来验算强度是否满足要求。在弹性阶段，按一阶（线性）分析方法求得的内力与外荷载的大小成正比，而与结构的变形无关。稳定问题采用二阶（非线性）分析方法，即在结构或构件受荷变形后的位置上建立平衡方程，求解其荷载，该荷载即是其稳定极限承载力。区别3在弹性阶段，强度问题采用的一阶（线性）分析方法，由于内力与荷载成正比，与结构变形无关，因此可应用叠加原理。即对同一结构，两组荷载产生的内力等于各组荷载产生的内力