軸心受拉鋼構(gòu)件構(gòu)造教材

1、軸心受拉構(gòu)件1. 軸心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算（1） 截面無削弱時(shí)的強(qiáng)度無孔洞等削弱的軸心受拉構(gòu)件，軸心力作用使截面引起均勻的受拉正應(yīng)力，以全截面剛達(dá)到屈服應(yīng)力為強(qiáng)度極限狀態(tài)。因?yàn)檫@時(shí)構(gòu)件塑性變形很大，已達(dá)到不適于繼續(xù)承載的狀態(tài)。在強(qiáng)度計(jì)算中，要求構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值N除以毛截面面積A得到的應(yīng)力不應(yīng)超過鋼材抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即 (公式1)（2） 截面有削弱時(shí)的強(qiáng)度有孔洞等削弱的軸心受拉構(gòu)件，在孔洞處截面上的應(yīng)力分布是不均勻的，在靠近孔邊處產(chǎn)生應(yīng)力集中現(xiàn)象，應(yīng)力高于平均應(yīng)力。但當(dāng)應(yīng)力高的纖維達(dá)到屈服應(yīng)力后，軸心力繼續(xù)增加，截面發(fā)展塑性變形，應(yīng)力漸趨均勻。到達(dá)極限狀態(tài)時(shí)，凈截面上的應(yīng)力為均勻屈服應(yīng)力。這時(shí)鋼結(jié)構(gòu)

2、設(shè)計(jì)規(guī)范GB500172003規(guī)定的強(qiáng)度計(jì)算要求為：構(gòu)件內(nèi)力設(shè)計(jì)值N除以凈截面面積得到的應(yīng)力不應(yīng)超過鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即 (公式2)式中 毛截面面積扣除孔洞截面面積（3） 受拉構(gòu)件的有效凈截面進(jìn)行受拉構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，取凈截面面積。凈截面位置一般在構(gòu)件的拼接處或構(gòu)件兩端的節(jié)點(diǎn)處。在有些連接構(gòu)造中，凈截面不一定都能充分發(fā)揮作用。在如圖1所示的連接構(gòu)造上，工字形截面上、下翼緣和腹板都有拼接板，力可以通過腹板、翼緣直接傳遞，因此這種連接構(gòu)造的凈截面全部有效。然而如圖2所示的連接構(gòu)造，僅在工字形上、下翼緣設(shè)有連接件，當(dāng)力接近連接處時(shí)，截面上應(yīng)力從均勻分布轉(zhuǎn)為不均勻分布。I-I截面上凈截面不能全部發(fā)揮作用。

3、設(shè)計(jì)雖仍可按均勻分布，但應(yīng)采用有效凈截面面積。設(shè)該處凈截面面積為，則它們之比稱為凈截面效率，其表達(dá)式為 (公式3) 圖1 工字形截面全部截面連接 圖2 工字形截面上、下翼緣連接2. 軸心受拉構(gòu)件的長細(xì)比軸心受拉構(gòu)件的剛度通常用長細(xì)比來衡量，長細(xì)比是構(gòu)件的計(jì)算長度與構(gòu)件截面的回轉(zhuǎn)半徑的比值，即越小，表示構(gòu)件剛度越大，反之則剛度越小。長細(xì)比過大會(huì)使構(gòu)件在使用過程中容易由于自重發(fā)生撓曲，在動(dòng)力荷載作用下容易產(chǎn)生振動(dòng)，在運(yùn)輸和安裝過程中容易產(chǎn)生彎曲。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使構(gòu)件長細(xì)比不超過規(guī)定的容許長細(xì)比。計(jì)算構(gòu)件長細(xì)比時(shí)，應(yīng)分別考慮繞截面兩個(gè)主軸即x軸和y軸的長細(xì)比和，應(yīng)都不超過規(guī)定的容許長細(xì)比： (公式4)

4、 (公式5)式中 繞截面主軸(即x軸和y軸)的構(gòu)件計(jì)算長度和截面回轉(zhuǎn)半徑構(gòu)件計(jì)算長度取決于其兩端支承情況。例如，兩端鉸接時(shí)等于構(gòu)件幾何長度，即 =；一端鉸接一端固定時(shí)=0.7。表1為鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范（GB 500172003）規(guī)定的受拉構(gòu)件容許長細(xì)比。表1 受拉構(gòu)件容許長細(xì)比項(xiàng)次構(gòu)件名稱承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)一般建筑結(jié)構(gòu)有重級(jí)工作制吊車的廠房1桁架的桿件3502502502吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐3002003其他拉桿、支撐、系桿等(張緊的圓鋼除外)400350注：(1) 承受靜力荷載的結(jié)構(gòu)中，可僅計(jì)算受拉構(gòu)件在豎向平面內(nèi)的長細(xì)比。(2) 在直接或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)中，單角鋼受拉構(gòu)件長細(xì)比的計(jì)算方法按相關(guān)規(guī)范要求取用。(3) 中、重級(jí)工作制吊車桁架下弦桿的長細(xì)比不宜超過200。(4) 在設(shè)有夾鉗或剛性料耙等硬鉤吊車的廠房中，支撐(表中第2項(xiàng)除外)的長細(xì)比不宜超過300。(5) 受拉構(gòu)件在永久荷載與風(fēng)荷載組合作用下受壓時(shí)，其長細(xì)比不宜超過250