第五章轴向受力构件().pptVIP

（二）实腹式轴心受力构件 ● 单轴对称截面构件绕对称轴屈曲的临界压力 单轴对称截面 当绕Y轴发生弯扭屈曲时， 其中 ● 考虑扭转效应的换算长细比 令 代入特征方程，有换算长细比： ①单轴对称截面构件绕对称轴弯扭屈曲 对于常用之双角钢组合T形和单角钢截面，将相应截面参数代入，可得简化计算公式: ⅰ.等边单角钢截面 ⅱ.相并等边双角钢截面 ⅲ.长肢相并不等边双角钢截面 ⅳ.短肢相并不等边双角钢截面 ②单轴对称截面绕非对称主轴以外的任意轴屈曲 应按弯扭屈曲的特征方程计算稳定性。如绕u轴弯扭屈曲，简化计算换算长细比可按下式确定为，并按b类构件确定稳定系数? ● 单轴对称截面构件整体稳定计算 ◆规范规定 ● 受压构件不宜采用无任何对称轴的截面； ● 单面连接的单角钢轴心受压构件，当强度设 计值乘折减系数（0.6+0.0015?）后可不考虑 弯扭效应； ● 槽钢用于格构式构件分肢时，计算分肢绕其 对称轴之稳定计算可不考虑弯扭效应 。 4.局部稳定 据薄板稳定理论 ，临界状态基本微分方程 : 对四边简支板，设满足边界条件的解为： ◆临界应力 横向屈曲为一个半波的四边简支板， n=1， 代入方程求解后，可求得弹性波形屈曲临界应力: 以工字形截面轴心受压构件为例，其腹板和翼缘边界条件并非为四边简支，另外，尚须考虑弹塑性屈曲问题。 取嵌固系数 取 腹板 翼缘 根据等稳定性准则: 据规范规定 ： ◆局部稳定验算 5.设计题步骤 例题. 试设计一钢结构工作平台轴心受压实腹柱，柱采用焊接组合工字形截面，翼缘钢板为火焰切割边，钢材采用Q345，柱长l=3m，柱计算长度l0x=6m，l0y=3m，柱顶轴心压力设计值N= 1570kN。 解：①初步确定截面尺寸 假定长细比?x= ?y=50［ ? ］=150，且t、tw均不大于16mm，则由焊接、翼缘焰切边，查附表32-1为b类截面，Q345钢，fy=345MPa，f=310MPa， * * 第五章 轴向受力构件(8) 主要内容 ◆钢结构轴向受力构件特点 ◆实腹式轴心受力构件 教学要求 ◆熟悉钢结构轴向受力构件特点 ◆了解实腹式轴心受压构件整体稳定和 局部稳定分析原理 ◆了解实腹式轴向受力构件的刚度要求 ◆掌握实腹式轴心受压构件承载力计算 方法 3.受力构件类型 三.钢结构轴向受力构件 （一）钢结构轴向受力构件特点 1.材料特点 2.分析深入程度 强度高、塑性韧性好、连续均匀、各向同性、存在初始缺陷…… 亚微观——点的应力状态 4.截面形式 实腹式 轧制 焊接 角钢相并 冷弯薄壁 6.重点问题 整体稳定和局部稳定 5.设计三要点 格构式 强度、刚度、稳定 1.强度 ◆截面无削弱 注意：单面连接单角钢等f尚须乘折减系数，详P57 ◆截面有削弱 弹性应力状态 极限应力状态 ● 普通螺栓连接 An计算方式 ● 摩擦型螺栓连接 且 2.刚度 4. 由容许长细比控制截面的杆件，在计算其长细比时，可不考虑扭转效应。 3.整体稳定 ◆轴心受压构件屈曲形式 弯曲曲屈 扭曲曲屈 弯扭曲屈 ◆整体稳定计算公式 ◆弯曲屈曲 ● 弹性屈曲 对于实腹式构件，当忽略剪切变形影响时，临界力或临界应力只相差3‰左右。 通过建立和求解分枝平衡状态下关于y的微分方程有： ● 弹塑性屈曲 应力-应变曲线 初始残余应力 柱子曲线 ◆轴心压杆极限承载力和多柱子曲线 对于无初始弯曲的弹性和弹塑性屈曲均属于分枝屈曲，即发生屈曲时才有挠度，称为分枝点失稳，也称第一类稳定问题。对于实际存在初始弯曲缺陷的构件，则不会发生平衡形式的分枝，自始至终都处于压弯平衡中，屈曲的发生是杆件丧失承载力，这种失稳称为极值点失稳，也称第二类稳定问题。 工程上大多属第二类稳定问题。 以A点计算压杆稳定，称“边缘屈服准则”以B点计算压杆稳定，称“最大强度准则” 1.弹性分枝屈曲 2.弹塑性分枝屈曲 3.有初弯缺陷 边缘屈服 极限状态 理想直杆 有初弯曲杆 ● 轴心压杆极限承载力 ⅰ.试验 纵向残余应力简化图 ⅱ.数值积分法求弯曲稳定承载力 若采用最大强度准则，同时考虑残余应力（按简化图）和初弯曲缺陷（假设为正弦曲线，矢高为 ），则沿横截面各点以及沿杆长方向各截面的应力-应变关系都是变数，只能借助计算机用数值方法求解。 各段中点的外力平衡条件 ● 多柱子曲线及应用 我国的柱子曲线 详P573附表3