第四章轴心受力构件.pptVIP

4.3 轴心受压构件的稳定计算 　　轴心受压构件往往当荷载还没有达到按强度计算的极限状态，即平均应力尚低于屈服点时，就会发生屈曲破坏，这就是轴心受压构件失去稳定性的破坏，也叫“失稳”。 4.5 实腹式轴心受压构件的截面设计 在设计中应考虑以下几点：选择型钢在面积相同情况下，宜号大壁薄；钢板在满足局部稳定要求的前提下，宜宽而薄；应使λx=λy做到等稳定；考虑到制造省工，尽量使用型钢；便于和其他构件连接，优先选用敞开式截面。 截面设计原则 保证构件有足够的稳定性和刚度 等稳定性原则 力求制造省工、连接简便 4.8 格构式轴心受压构件的设计 　　格构式轴心受压构件的截面形式如图4-3所示，一般多采用双轴对称截面，以两根槽钢或工字钢作为肢件的双肢柱应用较多。 　　双肢格构柱又分缀板式和缀条式两种，缀板和缀条分别为连接两个肢件的钢板和角钢。 用缀板将肢件连接成的构件为缀板柱，适用于荷载较小的立柱；用缀条，常用角钢把肢件连接成的构件为缀条柱，适用于在缀材面有较大剪切力或宽度较大的格构柱。 缀材的作用在于保证被连接的两个肢件能形成整体柱，共同承受和传递外荷载。 　　格构柱的截面比较宽敞，用于高大的柱时经济效果良好，但构造较实腹柱复杂，制造也较费工时。 格构柱轴心受压构件的设计和实腹式轴心受压构件相似，主要有强度、刚度、整体稳定和局部稳定四个方面，其中最重要的是整体稳定。 4.9 轴心受压构件的柱头与柱脚 　　在轴心受压柱中，梁与柱连接处的柱子顶部叫柱头。 　　梁与柱的连接有两类：一类是梁支承于柱顶，一类是梁连接在柱的两侧。 (1) 梁支承于柱顶 　　柱顶焊有大于柱轮廓3cm左右的顶板，厚度为16～20mm，如果顶板较薄，可在顶板与梁的支承加劲肋间加焊一块垫板，以提高顶板的刚度。 　　在均布基础反力P的作用下，各区格板单位宽度上的最大弯矩可求： 　　四边支承板 　　　　M=αPa2 　　三边支承板和两邻边支承板 　　　　M=βPa12 　　悬臂板 　　　　M=1/2Pc2 　　其中，垂直距离见图18.18所示  　　图18.14为梁的支承加劲肋封在梁端，梁的支座反力通过支承加劲肋的突出部分(常称为突缘)刨平顶紧传给柱子。 　　在计算时，考虑传力过程，可偏于安全地认为：支座反力由顶板——顶板与加劲肋(隔板)的焊缝——加劲肋(隔板)——加劲肋(隔板)与柱腹板的焊缝——柱子。 　　图18.15所示为梁的支承加劲肋对准柱的翼缘。 　　支座反力的传递为：支承加劲肋——支承加劲肋与下翼缘的焊缝(或刨平顶紧)——顶板——顶板与翼缘的焊缝——柱。 　 (2) 梁支承于柱的两侧 　　如图18.16所示，梁端的支承加劲肋突缘刨平与柱边缘的支托顶紧，支座反力全部由支托承受，传力明确。 图18.14 梁的支承加劲肋封在梁端 图18.15 梁的支承加劲肋对准柱的翼缘 图18.16 梁支承于柱侧 　　受力较小的轴压柱柱脚 ，可以如图18.17(a)所示，把柱身直接焊在底板上，底板用地脚螺栓与基础相连。 　　一般的柱脚如图18.17(b)、(c)所示，除底板外，尚设置靴梁，靴梁与柱的边缘和底板相焊接。柱所承受的轴心力通过柱与靴梁的连接焊缝传给靴梁，再通过靴梁与底板的焊缝传给底板，底板再给基础。 　　铰接的脚，计算时只考虑轴向力N，计算内容有如下几项。 　　 18.5.2 轴心受压柱的柱脚 (1) 决定底板的长宽尺寸 　　假定底板与基础顶面间的压应力是均匀分布的，由下式求底板面积： 　　　　A=lB=N/fcc+A0 (2) 确定底板的厚度 　　选定底板宽度B和长度l后，可求出基础对柱脚底板的反力为P=N/BL。 4.3.1 轴心受压构件的整体稳定 　　根据轴心压杆的稳定极限承载力Nu，考虑抗力分项系数γR后，即得《规范》所给的稳定性计算公式 　　 　　《规范》通过对200多种杆件的柱子曲线进行分析，选出最常用的柱子曲线，根据数理统计原理及可靠度分析，将其中数值相近的分别归并成为a、b、c、d 4条曲线，如图4.1所示。这4条曲线各代表一组截面，如表4.3。 图4-1 柱子曲线 表4.3　轴心受压构件的截面分类(板厚t40mm) 表4.4 轴心受压构件的截面分类(板厚t≥40mm) 　　构件受压时，组成构件的板件达到失去维持稳定平衡的状态，出现翘曲或鼓曲的现象叫做局部失稳。 　　因此《规范》规定，受压构件中板件的局部稳定以板件屈曲不先于构件的整体屈曲为条件，并以限制板件的宽厚比来加以控制。 (1) 翼缘自由外伸宽厚比的限值 4.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定 (2) 腹板高厚比的限值 　　对于工字