钢结构设计原理轴心受力构件2 钢结构设计原理ppt课件.ppt

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1、4.5实腹式轴心受压构件的截面设计一、概述实腹式轴心受压构件的截面设计基本可按以下两个步骤进行：初选截面、截面验算。二、实腹式轴心受压构件的截面设计过程1、初选截面设计截面时，首先要选择截面形式，确定钢号，然后根据轴力设计值N和两个主轴方向的计算长度初步选定截面尺寸。具体步骤如下：（对于轴心受压型钢构件和轴心受压组合截面的初选截面略有不同）4轴心受力构件设计实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点表6-6截面图形、名称优点缺点省工、价廉ix，iy相差很大，当l0x，l0y接近时很不经济省工，双向ix，iy接近，经济性好规格有限制4轴心受力构件设计双向ix，iy接近，经济性好，截面组合

2、灵活，便于自动焊增加加工焊接工作量加工量较少，材料单价较低用材增多，截面形式、尺寸均受限制，连接复杂ix和iy相同或接近（矩形管），回转半径大，抗压稳定性好，用材省，抗扭刚度大圆管单价较高，与其它构件连接时相对较繁4轴心受力构件设计1）假定柱的长细比，一般在60～100范围内，当轴力大而计算长度小时，λ取较小值，反之λ取较大值。如轴力很小，λ可取容许长细比。根据λ及截面分类查得φ值，按下式计算所需的截面面积As2）求截面两个主轴方向所需的回转半径，4轴心受力构件设计再根据截面的近似回转半径求截面轮廓尺寸，即求截面近似高度h和宽度bl式中α1、α2分别为系数，表示h、bl和回转半

3、径ix、iy间的近似数值关系。例如，由三块钢板组成的工字形截面，有，3）由As和截面近似高度h和宽度bl，根据构造要求、局部稳定和钢材规格等条件，确定截面尺寸。4轴心受力构件设计①面积的分布应适当远离轴线，以增加截面的惯性矩和回转半径。在保证局部稳定的条件下，提高柱的整体稳定性和刚度；②在两个主轴方向的长细比应尽可能接近，以达到经济效果；③便于与其他构件连接；④构造简便，制造省工；⑤选用能够供应的钢材规格等等。轴心受压实腹柱宜采用双轴对称截面。不对称截面的轴心压杆会发生弯扭失稳，往往不很经济。轴心受压实腹柱常用的截面形式有工字形、管形、箱形等。初选轴心受压实腹式构件的截面形式时

4、，应考虑的原则:4轴心受力构件设计2、实腹式轴心受压构件截面验算三、实腹式轴心受压构件的构造要求(1)强度验算(2)整体稳定验算(3)局部稳定验算(4)刚度验算4轴心受力构件设计4.6格构式轴心受压构件轴心受压格构柱的设计包括以下一些主要内容：①       截面选择；②       强度验算③       整体稳定验算；④       单肢验算；⑤       刚度计算；⑥       缀条或缀板设计；⑦       连接节点设计；⑧       柱脚设计。本节主要介绍六项内容。4轴心受力构件设计4轴心受力构件设计4.6.1截面形式轴心受格构柱一般采用双轴对称对称截面。常用的

5、截面形式是用两根槽钢或工字钢作为肢件（图a～c），有时也采用四个角钢或三个圆管作为肢件（图d、e）。格构柱的优点是肢件间的距离可以调整，能使构件对两个主轴的稳定性相等。工字钢作为肢件的截面一般用于受力较大的构件。用四个角钢作肢件的截面形式往往用于受力较小而长细比较大的构件。肢件采用槽钢时，宜采用图a的形式，在轮廓尺寸相同的情况下，可得到较大的惯性矩Ix，比较经济而且外观平整，便于和其他构件连接。缀条式格构柱常采用角钢作为缀条。缀板式格构柱常采用钢板作为缀板。4轴心受力构件设计4轴心受力构件设计4轴心受力构件设计4.6.2强度验算强度验算公式与实腹柱相同。柱的净截面面积不应计入缀

6、条或缀板的截面面积。4轴心受力构件设计格构式受压构件也称为格构式柱，其分肢通常采用槽钢和工字钢，构件截面具有对称轴。当构件轴心受压丧失整体稳定时，不大可能发生扭转屈曲和弯扭屈曲，往往发生绕截面主轴的弯曲屈曲。因此计算格构式轴心受压构件的整体稳定时，只需计算绕截面实轴和虚轴抵抗弯曲屈曲的能力。4.6.2轴心受压格构式构件整体稳定4轴心受力构件设计格构式轴心受压构件绕实轴的弯曲屈曲情况与实腹式轴心受压构件没有区别，因此其整体稳定计算也相同，可以采用实腹式轴心受压构件按b类截面进行计算。1.格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定验算4轴心受力构件设计2.格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定

7、验算实腹式轴心受压构件在弯曲屈曲时，剪切变形影响很小，对构件临界力的降低不到1%，可以忽略不计。格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时，由于两个分肢不是实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件的腹板弱，构件在微弯平衡状态下，除弯曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。对虚轴作整体稳定验算时，轴心受压构件稳定系数应按换算长细比查出。换算长细比，则按相关知识表中的有关公式计算。格构式轴心受压构件绕虚轴失稳的换算长细比:格构式轴心受压构件绕实轴的计算与实腹式构件相同，但绕虚