轴心受拉钢构件构造教材

1、轴心受拉构件1. 轴心受拉构件的强度计算（1） 截面无削弱时的强度无孔洞等削弱的轴心受拉构件，轴心力作用使截面引起均匀的受拉正应力，以全截面刚达到屈服应力为强度极限状态。因为这时构件塑性变形很大，已达到不适于继续承载的状态。在强度计算中，要求构件内力设计值N除以毛截面面积A得到的应力不应超过钢材抗拉强度设计值，即 (公式1)（2） 截面有削弱时的强度有孔洞等削弱的轴心受拉构件，在孔洞处截面上的应力分布是不均匀的，在靠近孔边处产生应力集中现象，应力高于平均应力。但当应力高的纤维达到屈服应力后，轴心力继续增加，截面发展塑性变形，应力渐趋均匀。到达极限状态时，净截面上的应力为均匀屈服应力。这时钢结构

2、设计规范GB500172003规定的强度计算要求为：构件内力设计值N除以净截面面积得到的应力不应超过钢材强度设计值，即 (公式2)式中 毛截面面积扣除孔洞截面面积（3） 受拉构件的有效净截面进行受拉构件强度计算时，取净截面面积。净截面位置一般在构件的拼接处或构件两端的节点处。在有些连接构造中，净截面不一定都能充分发挥作用。在如图1所示的连接构造上，工字形截面上、下翼缘和腹板都有拼接板，力可以通过腹板、翼缘直接传递，因此这种连接构造的净截面全部有效。然而如图2所示的连接构造，仅在工字形上、下翼缘设有连接件，当力接近连接处时，截面上应力从均匀分布转为不均匀分布。I-I截面上净截面不能全部发挥作用。

3、设计虽仍可按均匀分布，但应采用有效净截面面积。设该处净截面面积为，则它们之比称为净截面效率，其表达式为 (公式3) 图1 工字形截面全部截面连接 图2 工字形截面上、下翼缘连接2. 轴心受拉构件的长细比轴心受拉构件的刚度通常用长细比来衡量，长细比是构件的计算长度与构件截面的回转半径的比值，即越小，表示构件刚度越大，反之则刚度越小。长细比过大会使构件在使用过程中容易由于自重发生挠曲，在动力荷载作用下容易产生振动，在运输和安装过程中容易产生弯曲。因此设计时应使构件长细比不超过规定的容许长细比。计算构件长细比时，应分别考虑绕截面两个主轴即x轴和y轴的长细比和，应都不超过规定的容许长细比： (公式4)

4、 (公式5)式中 绕截面主轴(即x轴和y轴)的构件计算长度和截面回转半径构件计算长度取决于其两端支承情况。例如，两端铰接时等于构件几何长度，即 =；一端铰接一端固定时=0.7。表1为钢结构设计规范（GB 500172003）规定的受拉构件容许长细比。表1 受拉构件容许长细比项次构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力荷载的结构一般建筑结构有重级工作制吊车的厂房1桁架的杆件3502502502吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑3002003其他拉杆、支撑、系杆等(张紧的圆钢除外)400350注：(1) 承受静力荷载的结构中，可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比。(2) 在直接或间接承受动力荷载的结构中，单角钢受拉构件长细比的计算方法按相关规范要求取用。(3) 中、重级工作制吊车桁架下弦杆的长细比不宜超过200。(4) 在设有夹钳或刚性料耙等硬钩吊车的厂房中，支撑(表中第2项除外)的长细比不宜超过300。(5) 受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时，其长细比不宜超过250