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1 实腹式轴心受压构件构造要求 三、格构式轴心受压构件设计 1. 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力 (1) 绕实轴的整体稳定承载力 当格构式双肢轴心受压构件绕实轴丧失整体稳定时，相当于两个并列的实腹构件，整体稳定承载力的计算方法与实腹式轴心受压构件相同。 (2) 绕虚轴的整体稳定承载力 轴心受压构件失稳时发生弯曲变形或存在初弯曲，导致构件产生弯矩和剪力。剪力要由比较柔弱的缀材承受，剪力引起的变形较大，使构件的临界力显著降低。由稳定理论，两端铰支的轴心受压双肢缀条构件绕虚轴的弹性临界应力为 式中 ?0x— 换算长细比，公式见教材。 设计公式与实腹式轴心受压构件整体稳定的公式相同，但应以?0x按相应截面类别求?值。 2. 分肢的稳定性 附加弯矩使两肢的内力不等，而附加剪力还使缀板构件的分肢产生弯矩。分肢截面的类别还可能比整体截面的低。这些都使分肢的稳定承载力降低。因此计算时不能简单地采用?1? 0x （或?y）作为分肢的稳定条件。规范规定的分肢稳定要求见式4-55。 3. 缀材设计 (1) 格构式轴心受压构件的剪力 规范以中高处截面边缘最大应力达屈服强度为条件，导出的构件最大剪力V的简化算 式为 设计缀材及连接时取剪力沿杆长不变。 * LOGO * LOGO 钢结构基本原理 建筑工程系 淮南联合大学 Huainan union University 第四章 轴心受力构件 第一节 概述 一、 定义 二、 分类 三、 应用 四、截 面选型 的原则 五、设 计要求 一、定义 指只承受通过构件截面形心线的轴向力作用的钢结构构件。 二、分类 1. 依轴力特点分: 轴心受压或轴心受拉构件。 N N N N (a) 轴心受压构件 (b) 轴心受拉构件 2. 依截面构成分: 实腹式构件和格构式构件。 (1) 实腹式构件 特点：具有整体连通的截面，构造简单，制做方便。 构成：可采用热轧和冷弯型钢或用型钢和钢板组合而成（型钢型实腹式构件和组合型实腹式构件）。 (2) 格构式构件 构成：由两个或多个分肢用缀材（缀条或缀板)相连而成。 特点：缀材不连续，在截面图中以虚线表示。 通过分肢腹板和缀材平面的轴线分别叫实轴和虚轴。缀材的作用是将各分肢连成整体，并承受构件绕虚轴弯曲时的剪力。格构式构件抗扭刚度大，用料较省。 三、应用 轴心受力构件广泛应用于各种平面和空间桁架（包括网架和塔架）结构，还常用做工作平台和其它结构的支柱等。 四、截面选型的原则 (1) 用料经济； (2) 形状简单，便于制作； (3) 便于与其它构件连接。 五、设计要求 满足强度和刚度要求、轴心受压构件还应满足整体稳定和局部稳定要求。 第二节 轴心受力构件的强度和刚度计算 一、轴心受力构件的强度计算 保证构件截面上的最大正应力σ不超过钢材的强度设计值f 。 σ=N/ An ≤f An——净截面面积 二、轴心受力构件的刚度计算 轴心受力构件的计算长度l0与构件截面的回转半径i的比值λ称为长细比。当λ过大时，在运输和安装过程中容易产生弯曲或过大变形；当构件处于非竖直位置时，自重可使构件产生较大挠曲，在动力荷载作用时会发生较大振动。因此构件应具有一定的刚度，来满足结构的正常使用要求。轴心受力构件的刚度条件为 λmax≤[λ] 三、相关设计计算 在进行轴心受力构件的设计时，对于承载能力的极限状态，受拉构件一般以强度控制，而受压构件则需要考虑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——即限制其长细比来满足。 因此，按照其受力性质的不同，轴心受拉构件的设计需要分别进行强度和刚度验算；而轴心受压构件的设计需分别进行强度、稳定和刚度的验算。 第三节 轴心受压构件的整体稳定 一、概述 1．定义 轴心压力超过某一值后，构件突然产生很大的变形而丧失承载能力，称为轴心受压构件丧失整体稳定性或屈曲。轴心受压构件通常是由整体稳定条件决定承载力。 2. 分类 依变形分为弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲。双轴对称截面轴心受压构件的一般为弯曲屈曲，当截面的扭转刚度较小时（如十字形截面），也可能发生扭转屈曲。单轴对称截面轴心受压构件绕非对称轴屈曲时，为弯曲屈曲；若绕对称轴屈曲时，由于轴心压力所通过的截面形心与截面的扭转中心不重合，此时发生的弯曲变形总伴随着扭转变形，属于弯扭屈曲。截面无对称轴的轴心受压构件，其屈曲形式都属于弯扭屈曲。 a)弯曲屈曲 b)扭转屈曲 c)弯扭屈曲 二、理想轴心受压构件的整体稳定性 称绝对直杆、材料均质、无荷载偏心、无初始