4-钢结构设计原理-轴心受力构件1.pptVIP

主要内容: 1、轴心受拉构件的强度和刚度 2、轴心受压构件的强度 3、轴心受压实腹式构件的整体稳定 4、轴心受压格构式构件的整体稳定 5、轴心受压实腹式构件的局部稳定 6、轴心受压格构式构件的局部稳定 7、轴心受力构件的刚度 学习目标 1.掌握轴心受拉构件强度的计算方法、净截面的概念； 2.掌握轴心受压构件整体失稳的形态，实腹式构件整体稳定问题的基本原理、稳定工程计算方法的特点； 3.掌握轴心受压格构式构件绕虚轴的整体稳定原理和计算方法； 4.掌握轴心受压实腹式构件的局部失稳临界力准则和宽（高）厚比概念以及局部稳定计算方法； 5.掌握轴心受压格构式构件局部稳定的计算方法。 应用上述公式时需注意： ① An为净截面。 ② 材料需要有较好的延性。 ③截面开孔、削弱和构造变坡应有圆滑和缓的过渡。 ④ 连接时截面的各部分应均匀传力。 上述公式适用于截面上应力均匀分布的杆。当杆的截面有局部削弱时，截面上的应力分布就不均匀，在孔边或削弱处边缘就会出现应力集中。但当应力集中部分进入塑性后，内部的应力重分布会使最终拉应力分布趋于均匀。 规范强度计算公式是以屈服强度进行控制，当构件截面有削弱时，由于有削弱的截面与整个构件相比只占很小一部分，这些截面屈服以后，整个构件还远未屈服，应考虑截面的极限承载力作为控制标准，即 轴心受压构件的可能破坏形式 轴心受压构件可能发生的破坏形式有三种： 1.截面强度破坏（一般发生在有截面削弱 之处， ）； 2.整体失稳破坏（主要破坏形式包括弯曲、弯扭、扭转失稳）； 3.局部失稳（薄壁构件须防止）。 4.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定计算 结构稳定问题的两种形式：   第一类稳定问题，分支点失稳问题； 第二类稳定问题，极值点失稳问题。 偏心受压直杆处于压弯平衡状态，杆件中点的挠度△与荷载P的关系曲线如图所示。平衡路径分为OA和AB两段。0A段上的平衡状态是稳定的。AB的平衡状态是不稳定的。事实上当荷载加至A点时，杆件稍受扰动即由于平衡的不稳定性而立即破坏，故难以绘出下降段AB线。A点称为极值点，所对应的荷载称为稳定极限荷载。  强度控制即桥梁的应力控制是桥梁结构设计计算的基本指标。但是对于稳定的问题同样不可忽视。假如不涉及到大变形的状态，桥梁的强度控制一般情况下属于线弹性范畴，应力应变为线形关系。而稳定分析则不一样，实际工程中假如桥梁结构出现失稳，则代表着结构内势能在顷刻间释放，而导致这种释放的因素很大程度上来源与大变形，也即通常我们所谓的几何大变形。因此稳定的分析更加复杂，更加困难，而且其也具有非常高的研究价值。因为桥梁失稳所带来的损害是灾难性的。 4.3.2理想轴心受压杆件的稳定问题 1、理想轴心受压杆件模型： 3、轴压杆整体失稳的三种形式 弯曲失稳 扭转失稳 弯扭失稳 轴心受压构件整体失稳的破坏形式与截面形式有密切关系。一般情况下，双轴对称截面如工形截面、H形截面在失稳时只出现弯曲变形，为弯曲失稳。单轴对称截面如不对称工形截面、[形截面、T形截面等，在绕非对称轴失稳时也是弯曲失稳；而绕对称轴失稳时，不仅出现弯曲变形还有扭转变形，为弯扭失稳。无对称轴的截面如不等肢L形截面，在失稳时均为弯扭失稳。对于十字形截面和Z形截面，除会出现弯曲失稳外，还可能出现只有扭转变形的扭转失稳。 4.3.3轴压稳定理论的沿革——具有初始缺陷的实际轴心压杆的稳定问题 有关轴心压杆的整体稳定问题的理论经历了由理想状态杆件的单曲线函数关系到实际状态杆件多曲线函数关系的沿革。传统的理想状态压杆的单曲线稳定理论认为轴压杆是理想状态的，它在达到临界压力 之前没有横向位移 ，达到临界压力之后 曲线出现分枝。此理论先由欧拉（Euler）提出，后由香莱(Shanley)用切线模量理论完善了分枝后的曲线。由传统的理论得出的杆件长细比与临界压应力之关系图为单曲线。这种理论在世界各国一直被沿用到20世纪60年代。 20世纪60年代以后，新的压杆整体稳定理论在大量的试验基础上提出。实际情况说明压杆不可能完全处于理想状态，有初弯曲、初偏心、残余应力等多种不利因素的影响。 大量试验结果还表明：具有初始缺陷的实际轴心压杆的稳定极限承载力不再是杆件长细比的唯一函数，二者关系并非象传统理论那样可以用一根曲线概括，试验点有相当大的分布范