第四章轴心受力构件《钢结构基本原理》课件

Chapter4

第四章轴心受力构件§1-轴心受力构件的类型轴心受力构件轴心受压构件轴心受拉构件轴心受力构件截面形式：§2轴心受力构件的强度和刚度一、轴心受力构件的强度计算对于有孔洞削弱的轴心受力构件，仍以其净截面的平均应力达到其强度限值作为设计时的控制值。其计算公式为An取值：

当轴心受力构件采用普通螺栓（或锚栓）连接时，若螺栓（或锚栓）为并列布置［图４-４（ａ）］，Aｎ按最危险截面Ⅰ—Ⅰ计算。若螺栓错排布置［图４-４（ｂ）］，构件可能沿正交截面Ⅰ—Ⅰ破坏，也可能沿锯齿状截面Ⅱ—Ⅱ破坏。Aｎ应通过计算比较确定，即取截面Ⅰ—Ⅰ和截面Ⅱ—Ⅱ两者较小者为净截面面积。An取值：对于高强度螺栓摩擦型连接的构件，可以认为连接传力所依靠的摩擦力均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力（图４-５）。因此，最外列螺栓处危险截面的净截面强度应按式（４-２）和式（４-３）计算二、轴心受力构件的刚度计算按正常使用极限状态的要求，轴心受力构件均应具有一定的刚度。轴心受力构件的刚度通常用长细比来衡量，长细比愈小，表示构件刚度愈大，反之则刚度愈小。当轴心受力构件刚度不足时，在本身自重作用下容易产生过大的挠度，在动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，设计时应对轴心受力构件的长细比进行控制。轴心受力构件对主轴x轴、y轴的长细比λｘ和λｙ应满足下列要求:一、整体稳定的计算1.整体稳定的临界应力确定轴心压杆整体稳定临界应力的方法一般有下列四种。§3轴心受压构件的整体稳定a.屈曲准则弯曲屈曲扭转屈曲弯扭屈曲一、整体稳定的计算1.整体稳定的临界应力§3轴心受压构件的整体稳定b.边缘准则实际的轴心压杆与理想柱的受力性能之间是有很大差别的，这是因为实际轴心压杆是带有初始缺陷的构件。边缘屈服准则以有初偏心和初弯曲等的压杆为计算模型，截面边缘应力达到屈服点即视为压杆承载能力的极限。一、吵整体便稳定认的计溜算1.整体块稳定虾的临义界应上力c.最大强度准则最大煎强度卷准则币仍以毙有初攀始缺殿陷（烂初偏男心、吗初弯恢曲和险残余连应力露等）育的压盏杆为触依据蹲，但卵考虑耽塑性深入严截面欺，以雹构件肿最后苹破坏界时所亭能达者到的低最大谦轴心条压力械值作苗为压咽杆的张稳定俗极限减承载邻力。压杆箭失稳慈时临仔界应羊力σｃｒ与长冶细比λ之间吃的关模系曲块线称交为柱负子曲顺线。泊我国你现行《钢结捞构设底计规有范》所采议用的佣轴心断受压转柱子衔曲线陶是按则最大件强度浆准则甩确定努的，壳计算必结果编与国必内各躲单位室的试凡验结魄果进么行了再比较臂，较帽为吻塞合，夏说明忍了计弯算理民论和绒方法鱼的正傲确性置。现拼行《钢结托构设堵计规亿范》在上洽述计元算资康料的弄基础例上，舰结合属工程是实际探，将良这些航柱子毁曲线盛合并截归纳览为四蹦组，眨取每帆组中壤柱子欺曲线就的平脆均值绢作为裹代表货曲线仆，即马图４-１１阶中的磁ａ、萄ｂ、撇ｃ、凯ｄ四皇条曲赛线。牢在λ＝４愈０～拜１２疼０的拆常用滤范围盏，柱畅子曲常线ａ纠比曲肥线ｂ企高出腊４％子～１哲５％，而碎曲线英ｃ比琴曲线时ｂ低虾７％辱～１黑３％冠，ｄ乞曲线贤则更蜜低，搁主要激用于令厚板白截面厅。2.轴心铃受压倡构件丝式的整好体稳渣定计铁算轴心翁受压堵构件蹈所受短应力密应不塑大于虹整体真稳定钻的临帮界应父力，喂考虑踩抗力保分项态系数赌γＲ后，悬即为《钢结族构设愉计规拐范》对轴谜心受秃压构浮件的云整体扬稳定阿计算胆采用童下列稿形式:整体灾稳定调系数φ值应宪根据陕表４-３、罚表４-４的啄截面抓分类辟和构滤件的春长细纸比，橡按附思表７-１～必附表决７-４查今出整体厦稳定沈系数φ值应字根据售表４-３、盘表４-４的丧截面杀分类偶和构处件的条长细队比，劣按附会表７-１～转附表菜７-４查锐出构件鸡长细例比应蝇按照携下列粪规定锦确定要：(1队)截面货为双禾轴对则称或妇极对寻称的毛构件(2环)截面早为单察轴对睬称的坦构件对双蛛板Ｔ除形和熔槽形聋等单慢轴对灾称截掏面进响行弯滥扭分邀析后幻玉，认脸为绕价对称盼轴（盾设为姻狔轴概）的牢稳定梢应取侮计及睁扭转悲效应升的下称列换爆算长干细比裁代替匪。二、博轴心县受压帐构件袄的局钓部稳久定轴心熟受压民构件浊都是歌由一徐些板护件组厘成的位，一在般板可件的殊厚度敞与板亚的宽剑度相饲比都呼较小锁，设傻计时塘应考搜虑局掌部稳弃定问巧题1.工字励形截扛面稳患定计冈算（１脾）翼束缘（２禾）腹梳板2.Ｔ形截寒面（２各）腹谱板（１课）翼在缘3.箱形她截面矩稳定垦计算（１去）受北压翼丑缘（２蜡）腹延板2.圆钢漆管截育面§4实腹式轴心受压构件的截面设计实腹点式轴跨心受换压构恋件一陶般采缺用双铃轴对志称截恶面，桌避免蜜弯扭侧失稳饶。常药用截冒面形驰式有般型钢集截面鹅和组更合截彼面两贩种形涉式。清进行斗实腹枝式轴栏心受提压构来件的苍截面晚设计慎时，删根据码内力禁大小让、计撞算长搂度、证加工简量、那材料毯供应典等情喘况综昂合进顺行考驴虑。进行鼠截面及设计辩时，该应采重取的轨原则袭包括外：面佩积的挥分布艺尽量坦开展室；两幸个主广轴方嘱向尽朽量等除稳定山性；犯便于焰与其骨他构贞件进涌行连埋接；守尽可掠能构断造简与单，精制造去省工份，取罪材方贤便。一、眨实腹卸式轴旗心受蹦压构浸件的算截面稻设计设计步骤（１奸）假千定构苹件的绸长细信比，下求出远需要画的截面茧面积A。（２作）求样两个侄主轴患所需贫要的毒回转棋半径（３取）由临面积碰、回展转半毕径优螺先选用轧连制型眨钢。一般介假定λ＝５卫０～湿１０镇０（４开）由样所需泰要的A、h、b等，较考虑厨构造液要求条、局够部稳往定以牧及钢推材规另格等谨，确拜定截冷面的券初选及尺寸堂。（５袄）构纺件强彩度、茫稳定鞭和刚淘度验疲算。§5格构式轴心受压构件的截面设计格构营式轴类心受阶压构缺件一降般由贿两个骑肢件互组成草，例挽如用侵两根锈槽钢历或Ｈ颗型绑钢作销为肢业件，处肢件溜间用且缀条绣或缀嘱板连榜成整找体。锯在柱能的横蒙截面谅上穿证过肢挡件腹身板的留轴称叉为实极轴；沈穿过话两肢欧之间甜缀材侧面的升轴称弊为虚伪轴。君缀条一般童用单孤根角忧钢做绣成，蜻而缀轿板通棒常用谷钢板亦做成悼。一、苹格构汇式轴凭心受市压构盐件绕披虚轴仔的换侄算长听细比格构搭式构饶件绕洲实轴杠的稳名定计拜算要灯求和强步骤兼与实显腹式谷构件无相同兆。格地构式雪构件绍绕虚术轴的拖稳定板计算丛：绕素虚轴拨的整昏体稳枕定临民界力祝比长上细比唉相同买的实驳腹式造轴心权受压末构件来低。１．畏缀蛛条式既格构惰式构割件的然换算胜长细校比２．图缀端板式蹄格构酸式构搬件的再换算粪长细汪比3．四屈肢格炎构式趣构件双的换胃算长愈细比4．三善肢格趁构式身构件侦的换德算长冲细比二、井格构代式轴只心受杀压构耐件的骂缀材亿设计１．蕉格构逗式轴洗心受纽奉压构寨件的很横向嘴剪力２．尘缀喂条的愉设计3．缀笼板的沫设计缀板昂柱可饱视为独一多兰层框焦架，炮整体捎挠曲嫩时假副定各股层分烦肢中梨点和仓缀板爱中点赶为反逆弯点润。取核出脱丙离体屿，可民得缀将板内章力为剪力：弯矩互（与零肢件黄连接观处）脉：三、弃格构舍式构锯件的票构造倾要求格构扛式构永件横能截面态中部辣空心夕，抗躺扭刚丙度较进差。福为了退提高剩其抗竟扭刚些度，繁保证笔构件不在运吗输和杂安装布过程多中的绳截面哈形状抹不变平，应涨每隔浊一段神距离山设置静横隔依。横漆隔的刚间距观不得符大于毒构件罢较大水宽度撞的９据倍或涂８ｍ踏，且恨每个至运送苹单元秧的端坡部均扒应设登置横朗隔。设计步骤（１舱）按百对实弟轴（y—乌y轴）炮的整饭体稳关定选择荐柱的康截面劳，方叛法与雾实腹醋式构得件的计算肉相同陡。（２从）按均对虚粮轴（x—途x轴）斤的整选体稳驼定确定名两分发肢的杰距离糠。（３泻）验伐算构奔件对压虚轴亿的整颜体稳园定性灰，不合序适时彩应调缎整犫吹再进醒行验湾算（４吓）计克算缀戴条或她缀板纹（包领括与枣分肢醒的连衫接）贷。四、踢格构肯式轴臣心受筝压构底件的死设计修步骤为了皆获得精等稳牛定性仓，应凭使两薄方向的长祖细比颠相等内，即λｘ代＝λｙ恳。缀条决柱（院双肢仇）缀板盲柱（损双肢蝇）§6轴心受压柱的柱头和柱脚一、蔽轴心固受压畜柱柱港头柱的恼顶部疫与梁洁（桁软架）仆连接光的部跪分称普为柱痛头，轰作用验是通继过柱牵头将驱上部倡结构级的荷质载传杨到柱筑身。蓝柱下逼端与酿基础撕连接骗的部栗分称愈为柱洒脚，口作用神是将尤柱身沃所受想的力熟传递勺和分工布到枝基础邀，并饱将柱歇固定折于基塔础。梁与即轴心留受压悉柱铰罢接时韵，梁敏可支叫承于伴柱顶为上，殊亦可边连于犁柱的涨侧面哪。梁箱支于若柱顶生时，兔梁的遵支座桃反力鞋通过梳柱顶虾板传就给柱闪身。锅顶板革与柱偶用焊研缝连座接，劳顶板好厚度蜻一般送取１管６～肾２０逢ｍｍ攀。为阳了便去于安鞋装定岩位，魄梁与职顶板违用普暑通螺油栓连旺接。二、轴心湿受压垂柱柱床脚柱脚稼的构晕造应叹使柱汇身的风内力车可靠秃地传残给基坡础，忌并和芒基础灵牢固乎地连倘接。扁轴心更受压姜柱的箭柱脚种主要适传递善轴心柳压力启，与隶基础舱的连御接一鞋般采离用铰丛接。图４-２７废（ｃ蓝）所惜示为则格构嘱式柱纽奉柱脚匆。图税４-２７羊（ｄ耽）所来示为鼓在靴徐梁外鲁侧设浪置肋嚷板，墙底板黑做成脱正方归形或考接近阿正方亩形。1.柱底目板的短计算（１黑）底触板的封平面跟尺寸私。所需歇要的颗底板昆净面朱积Aｎ朴应满虑足:混凝草土局粗部承围压时逐的强议度提蚀高系础数；:基础宾混凝大土的情轴心圆抗压惊强度奥设计拐值，吸应考颂虑基洽础混看凝土兴局部尘承压殃时强池度提群高系眠数。根据李构造昼要求誉确定才底板贤宽度贡为:（２隶）底肾板的瞒厚度溜。底坏板的牺厚度解由板肝的抗果弯强踢度决证定。（２念）底涌板的想厚度辉。底堆板的殖厚度都由板盾的抗甘弯强修度决哭定。底板昨可视蓝为一垫支承缠在靴甚梁、果隔板币和柱叮端的钓平板液，承辰受基酸础传嫌来的待均匀弟反力区。靴执梁、还肋板某、隔鼓板和耽柱端志面均归可视攻为底缓板的做支承哗边，偶将底旅板分右隔成按不同搁的区淡格，款有四机边支约承、寒三边弄支承仙、两球相邻京边支律承和进一边谊支承书等区积格。切在均蜂匀分雁布的亡基础虑反力微作用忘下，轻各区丢格板钉单位棒宽度苏上的办最大猎弯矩睡。１）半四边牛支承姻区格２）洋三边幸支承现区格济和两理相邻伴边支用承区途格３）朵一边露支承不区格貌（悬覆臂板债）几部危分板姥承受锤的弯蓄矩一驾般不宴相同耐