第5章 轴心受力构件ppt课件.ppt

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1、第5章轴心受力构件本章导学『导学提示』本章主要介绍轴心受力构件的强度和刚度计算，轴心受压构件的整体稳定、局部稳定问题以及实腹式轴心受压构件和格构式轴心受压构件的设计，轴心受压柱柱头和柱脚的构造与计算。『本章要求』1.了解轴心受力构件的应用和截面形式；2.了解轴心受压构件稳定理论的基本概念和分析方法；3.掌握轴心受力构件的设计计算方法。包括轴心受压构件的整体稳定的失稳形态及与临界力的关系；弹塑性阶段的临界力；等稳定的概念；a、b、c、d四类截面及对稳定承载力的影响；宽厚比与局部稳定性的关系等；4.掌握实腹式和格构式轴心受压构件的设计方法；5.掌握轴心

2、受压柱铰接柱脚的设计。『关键知识』1.轴心受压构件的整体稳定计算；2.轴心受压构件的局部稳定计算；3.实腹式和格构式轴心受压构件的设计方法；4.轴心受压柱铰接柱脚的设计。『重点讲解』1.轴心受压构件的整体稳定计算；2.轴心受压构件的局部稳定计算；3.实腹式和格构式轴心受压构件的设计方法；4.轴心受压柱铰接柱脚的设计。『难点解析』轴心受压构件的整体稳定的失稳形态及与临界力的关系。1.轴心受力构件的定义轴心受力构件是指承受通过构件截面形心轴线的轴向力作用的构件。桁架、塔架和网架、网壳等杆件体系。当无节间荷载作用时，只受轴心拉力和压力作用，为轴心受拉构件

3、和轴心受压构件。5.1概述2.轴心受力构件常用截面形式—实腹式、格构式典型的轴心受压构件－柱实腹式构件具有整体连通的截面。格构式构件一般由两个或多个分肢用缀件联系组成。采用较多的是两分肢格构式构件。(a)型钢(b)组合截面（1）实腹式构件截面形式(c)双角钢(d)冷弯薄壁型钢（2）格构式构件的常用截面形式缀板柱支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向受压构件通常称为柱。柱由柱头、柱身和柱脚三部分组成。传力方式：上部结构－柱头－柱身－柱脚－基础（3）柱子格构式构件的实轴和虚轴格构式构件截面中，通过分肢腹板的主轴叫实轴，通过分肢缀件的主轴叫虚轴。实腹式构件的强轴

4、和弱轴一般情况下，Ix>Iy缀条和缀板一般设置在分肢翼缘两侧平面内，其作用是将各分肢连成整体，使其共同受力，并承受绕虚轴弯曲时产生的剪力。缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成，它们与分肢翼缘组成桁架体系；缀板常用钢板，与分肢翼缘组成刚架体系。5.2轴心受压构件的强度和刚度◆在进行轴心受力构件的设计时，应同时满足第一类极限状态和第二类极限状态的要求。◆　对于承载能力的极限状态，受拉构件一般以强度控制，而受压构件需同时满足强度和稳定的要求。◆　对于正常使用的极限状态，是通过保证构件的刚度－限制其长细比来达到的。◆　轴心受拉构件的设计需分别进行强度和刚度的

5、计算；而轴心受压构件的设计需分别进行强度、稳定和刚度的计算。N－构件的轴心拉力或压力设计值f－钢材的抗拉、抗压强度设计值A－构件的毛截面面积An－构件的净截面面积5.2.1强度计算(a)弹性状态应力(b)极限状态应力轴心受力构件采用螺栓连接时最危险净截面的计算螺栓并列布置按最危险的正交截面（Ⅰ－Ⅰ）计算：螺栓错列布置可能沿正交截面（Ｉ－Ｉ）破坏，也可能沿齿状截面（Ⅱ－Ⅱ）破坏，取截面的较小面积计算：对于高强螺栓的摩擦型连接，可以认为连接传力所依靠的摩擦力均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力。摩擦型高强螺栓孔前传力对于高强度螺栓摩擦型连接

6、的构件，除按上式验算净截面强度外，还应验算毛截面强度。NN课堂小问题例：一块－400×20的钢板用两块拼接板－400×12进行拼接。螺栓孔径22mm，排列如下图。钢板轴心受拉，N＝1350KN（设计值）。钢材为Q235钢，请问：(1)钢板1－1截面的强度够否？(2)是否还需要验算2－2截面的强度？假定N力在13个螺栓中平均分配，2－2截面应如何验算？(3)拼接板的强度是否需要验算？解：1.钢板1－1截面的强度：2.钢板2－2截面的强度：假定N在13个螺栓中平均分配，则2－2截面传递的拉力N’为：3.拼接钢板3－3截面的强度：结果表明，均满足要求。构

7、件刚度过小（长细比过大）时产生的不利影响：（1）在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形；（2）使用期间因其自重而明显下挠；（3）在动力荷载作用下发生较大的振动或晃动；（4）压杆的长细比过大时，除具有前述各种不利因素外，还使得构件的极限承载力显著降低，同时，初弯曲和自重产生的挠度也将对构件的整体稳定带来不利影响。轴心受拉和轴心受压构件的刚度通常用长细比来衡量，长细比是构件的计算长度与构件截面的回转半径的比值。长细比愈小，表示构件刚度愈大，反之则刚度愈小。5.2.2刚度计算受拉和受压构件的刚度通过长细比限值来保证。lo—构件计算长度i--截面的回转半径

8、λ—构件的最大长细比项次构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力荷载的结构一般建筑结构有重级工作制吊车的厂