同济大学课件钢结构设计原理.ppt

《同济大学课件钢结构设计原理.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、§6-1构件的应用和截面形式§6-2构件的强度和刚度§6-3轴心受压构件的整体稳定§6-4实际轴心受压构件整体稳定的计算§6-5轴心受压构件的局部稳定§6-6实腹式轴心受压构件的截面设计§6-7格构式轴心受压构件§6-8柱头、柱脚第6章轴心受力构件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向力为拉力时，称为轴心受拉构件，简称轴心拉杆轴向力为压力时，称为轴心受压构件，简称轴心压杆§6-1应用和截面形式1．轴心受力构件的特点2.截面形式实腹式格构式冷弯薄壁型钢3．轴心受力构件的设计准则应

2、同时满足第一极限状态（强度和稳定）第二极限状态（变形）这两种极限状态的要求。对前者通过计算实现，对后者通过限制长细比来保证。4．构件应用屋架、托架、塔架、网架和网壳等体系以及支撑系统中。支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向受压构件通常称为柱，包括轴心受压柱。5．柱组成柱头、柱身和柱脚三部分，柱头支承上部结构并将其荷载传给柱身，柱脚则把荷载由柱身传给基础。6．按截面组成形式分为实腹式构件和格构式构件1）实腹式有三种截面形式：第一种是热轧型钢截面，如圆钢、圆管、方管、角钢、工字钢、T型钢、宽翼缘H型钢和槽钢

3、等；第二种是冷弯型钢截面，如卷边和不卷边的角钢或槽钢与方管；第三种是型钢或钢板连接而成的组合截面。2）格构式构件(1)一般由两个或多个分肢用缀件联系组成两肢、三肢、四肢采用较多的是两分肢格构式构件。(2)分肢腹板的主轴叫做实轴，通过分肢缀件的主轴叫做虚轴。分肢通常采用轧制槽钢或工字钢，承受荷载较大时可采用焊接工字形或槽形组合截面。(3)缀件有缀条或缀板两种，a)缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成，缀条常采用单角钢，与分肢翼缘组成桁架体系，使承受横向剪力时有较大的刚度。b)缀板常采用钢板，与分肢翼缘

4、组成刚架体系。在构件产生绕虚轴弯曲而承受横向剪力时，刚度比缀条格构式构件略低。强度计算准则截面平均应力达到钢材屈服强度1．无孔洞构件强度极限状态全截面平均应力到屈服强度，毛截面强度计算：§6-2构件的强度和刚度6.2.1强度计算2．有孔洞构件1）应力集中现象孔洞处截面上应力分布不均匀2）在弹性阶段，孔壁边缘的最大应力可能达到构件毛截面平均应力的3倍3）极限状态时，净截面上的应力为均匀屈服应力。净截面强度计算：截面削弱处的应力分布普通螺栓连接并列布置,按(I—I截面)计算。错列布置，沿正交截面I—I

5、破坏，也可能沿齿状截而Ⅱ—Ⅱ或Ⅲ-Ⅲ破坏应取I—I、Ⅱ—Ⅱ或Ⅲ-Ⅲ的较小面积计算净截面面积的计算3．高强度螺栓摩擦型连接验算净截面强度外，应验算毛截面强度轴心力作用下的摩擦型高强度螺栓连接4．单面连接的单角钢1）偏心受力2）单面连接的单角钢按轴心受力计算强度3）强度设计值乘以折减系数0.85。单面连接的单角钢轴心受压构件6.2.2刚度计算1．正常使用极限状态2．刚度3．构件刚度用长细比来衡量4．当刚度不足时在本身自重作用下容易产生过大的挠度在动载作用下易产生振动，在运输、安装中易产生弯曲。5．容许

6、长细比[　]，按构件受力性质、构件类别和荷载确定6．构件对轴、轴的应满足下式：轴心受压构件受力后的破坏方式主要有两类：短而粗的受压构件主要是强度破坏。当其某一截面上的平均应力到达某控制应力如屈服点，就认为构件已到达承载能力极限状态。计算方法与轴心受拉构件相同。长而细的轴心受压构件主要是失去整体稳定性而破坏。§6-3受压构件的整体稳定6.3.1构件的整体失稳现象构件弯曲屈曲P较小，直线平衡状态。P渐增，有干扰力使构件微弯，当干扰力移去后，构件仍保持微弯状态而不能恢复到原来直线平衡状态P再稍微增加，弯

7、曲变形迅速增大构件丧失承载能力，称为构件弯曲屈曲或弯曲失稳。vP轴心受压构件受外力作用后，当截面上的平均应力还远低于钢材的屈服点时，常由于其内力和外力间不能保持平衡的稳定性，些微扰动即促使构件产生很大的弯曲变形、或扭转变形或又弯又扭而丧失承载能力，这现象就称为丧失整体稳定性，或称屈曲。随遇（中性）平衡是从稳定平衡过渡到不稳定平衡的临界状态中性平衡时的轴心压力称为临界力相应的截面应力称为临界应力平衡状态的分枝临界力临界应力4)稳定状态临界状态无缺陷的轴心受压构件发生弯曲屈曲时，构件的变形发生了性质上

8、的变化，即构件由直线形式改变为弯曲形式，且这种变化带有突然性。５）稳定性问题弯曲屈曲扭转屈曲弯扭屈曲当轴心压力达到一定值会发生扭转变形而失去承裁能力，这种现象称为扭转失稳。弯曲与扭转同时发生的弯扭失稳。(a)弯曲屈曲(b)扭转屈曲(c)弯扭屈曲两端铰接轴心受压构件的屈曲状态结构丧失稳定时，平衡形式发生改变的，称为丧失了第一类稳定性或称为平衡分枝失稳。第二类稳定性的特征是结构丧失稳定时弯曲平衡形式不发生改变，只是由于结构原来的弯曲变形增大将不能正常工作。也称为极值点失稳。6)第一类稳