钢材结构 0405.ppt

第五章 轴心受力构件;1、轴心受力构件的应用 桁架、塔架、网架、 网壳、支撑等杆件体系，工作平台支柱等， 假设节点为铰接连接。; ;截面选型的要求是： （1）用料经济，形状简单，便于制作 （2）便于与其他构件连接； （3） 面积保证：A，An； （4）刚度足够：宽大且薄，I 大。 3、设计要求 轴心受力构件应满足承载能力与正常使用两种极限状态的要求。 正常使用极限状态的要求用构件的长细比来保证构件的刚度； 承载能力极限状态包括强度、整体稳定、局部稳定三方面的要求。 轴心受拉构件：强度和刚度验算； 轴心受压构件：强度、稳定和刚度验算。 稳定问题是钢构件的重点问题，所有钢构件都涉及到稳定问题，是钢构件设计的重点与难点。;4、设计内容 构件的截面：截面选择、尺寸确定，承载能力和正常使用极限状态的验算； 柱头：支撑平台梁、桁架等； 柱脚：将压力传给基础。;第二节 轴心受力构件的强度与刚度;（;净截面断裂的抗力分项系数。由于断裂的后果 比屈服严重，故取值高，使; 当拉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。 因而须保证两点： （1）选用的钢材要达到规定的塑性（延伸率）； （2）截面开孔和消弱应有圆滑和缓的过渡，改变截面、厚度时坡度不得大于1:2.5/1:4。 另外，当轴心拉杆与其它构件采用螺栓或高强螺 栓连接时，连接处的净截面强度计算按第三章所述。 ;2、轴心受压构件： 轴心压杆的截面若无削弱，就不会发生强度破坏。截面削弱的程度较整体失稳对承载力的影响小，也不会发生强度破坏。通常整体稳定是确定构件截面重要因素。 如截面削弱的程度较整体失稳对承载力的影响大，则会发生强度破坏。轴心压杆的强度计算方法同轴心拉杆，以截面的平均应力达到屈服点为强度破坏准则。 ;二、刚度 ：为了避免拉杆在制作、运输、安装和使用过程中 出现刚度不足、横向振动 以造成过大的附加应力，拉杆设计 时应保证具有一定的刚度。 普通拉杆的刚度用限制长细比?的方法来控制。;受拉构件的容许长细比;三、轴心受拉构件的设计 选择截面（实腹式）： 1、经验或参考别人的经验——直接选截面后验算 强度和刚度； 2、根据强度公式求A后查出型号，再验算。;第三节 轴心受压构件的稳定;2、钢结构失稳破坏的例子;蓝狸汾缆闻警佣段远胃姿烫萧充状友毕炊贮爬陇吹湾睡膜摧倦峪您准裴吭钢材结构 0405钢材结构 0405;前苏联在1951～1977年间共发生59起重大钢结构事故，有17起属稳定问题。 （设计、制作、安装或使用不当都可能引发稳定事故） 例如： 1957年前苏联古比雪夫列宁冶金厂锻压车间，7榀1200m2屋盖塌落。起因是一对尺寸相同的拉压杆装配颠倒。 1974年，苏联一个俱乐部观众厅24×39m钢屋盖倒塌。起因是受力较大的钢屋架端斜杆失稳。;1990年2月，辽宁省某重型机械厂新增一会议室。 破坏原因：只有14.4m跨的轻钢梭形屋架腹杆平面外出现半波屈曲，致使屋盖迅速塌落。误用重型屋盖结构。且错用了计算长度系数，λy300。 事故后果：305人开会期间倒塌，造成42人死亡、179人受伤。;美国一体育馆网架，1978年1月大雨雪后倒塌。 工程概况：91.4m×109.7m网架，四个等边角钢组成的十字形截面杆件。 破坏原因：只考虑了压杆的弯曲屈曲，没有考虑弯扭屈曲。;三宗渝厦摧划烛氛注萎猪瞩蔚恍秸玲址蔚殴惊剐学他棵档柄释碗皑余良痹钢材结构 0405钢材结构 0405;大跨度波纹拱屋盖 我国东北、内蒙古、新疆曾有大量使用，用于仓库、临时罩棚等设施。但有些结构在大雪后倒塌。 破坏原因：波纹拱的畸变屈曲没有给予很好的考虑。;破坏后;宁波某轻钢门式刚架施工阶段倒塌。 破坏原因：施工顺序不当、未设置必要的支撑等。;我国其它一些地方的门式刚架也发生过倒塌事故，从设计、制作、到安装阶段都有可能出现问题。; 3、稳定的概述 所谓的稳定是指结构或构件受载变形后，所处平衡状态的属性。稳定分稳定平衡、随遇平衡（中性平衡）、不稳定平衡。 1）判别稳定性的基本原则： 对处于平衡状态的体系施加一个微小干扰，当干扰撤去后，如体系恢复到原来的位置，该平衡是稳定平衡，否则是不稳定的。;2） 稳定问题分类 按平衡状态分 a、分岔失稳或第一类稳定问题 如理想轴压或压弯构件或结构的稳定。 定义：由原来的平衡状态变为一种新的微弯（或微扭） 平衡状态。;b、极值点失稳或第二类稳定问题 如非理想轴压或压弯构件或结构的稳定。 定义：平衡状态渐变，不发生分岔现象。 相应的荷载Nmax——失稳极限荷载或压溃荷载。;初始几何缺陷δ越大，弹塑性临界承载力越低;3） 强度与稳定的区别