第四章軸心受力構件《鋼結構基本原理》課件

Chapter4

第四章軸心受力構件§1-軸心受力構件的類型軸心受力構件軸心受壓構件軸心受拉構件軸心受力構件截面形式：§2軸心受力構件的強度和剛度一、軸心受力構件的強度計算對于有孔洞削弱的軸心受力構件，仍以其凈截面的平均應力達到其強度限值作為設計時的控制值。其計算公式為An取值：

當軸心受力構件采用普通螺栓（或錨栓）連接時，若螺栓（或錨栓）為并列布置［圖４-４（ａ）］，Aｎ按最危險截面Ⅰ—Ⅰ計算。若螺栓錯排布置［圖４-４（ｂ）］，構件可能沿正交截面Ⅰ—Ⅰ破壞，也可能沿鋸齒狀截面Ⅱ—Ⅱ破壞。Aｎ應通過計算比較確定，即取截面Ⅰ—Ⅰ和截面Ⅱ—Ⅱ兩者較小者為凈截面面積。An取值：對于高強度螺栓摩擦型連接的構件，可以認為連接傳力所依靠的摩擦力均勻分布于螺孔四周，故在孔前接觸面已傳遞一半的力（圖４-５）。因此，最外列螺栓處危險截面的凈截面強度應按式（４-２）和式（４-３）計算二、軸心受力構件的剛度計算按正常使用極限狀態(tài)的要求，軸心受力構件均應具有一定的剛度。軸心受力構件的剛度通常用長細比來衡量，長細比愈小，表示構件剛度愈大，反之則剛度愈小。當軸心受力構件剛度不足時，在本身自重作用下容易產生過大的撓度，在動荷載作用下容易產生振動，在運輸和安裝過程中容易產生彎曲。因此，設計時應對軸心受力構件的長細比進行控制。軸心受力構件對主軸x軸、y軸的長細比λｘ和λｙ應滿足下列要求:一、整體穩(wěn)定的計算1.整體穩(wěn)定的臨界應力確定軸心壓桿整體穩(wěn)定臨界應力的方法一般有下列四種。§3軸心受壓構件的整體穩(wěn)定a.屈曲準則彎曲屈曲扭轉屈曲彎扭屈曲一、整體穩(wěn)定的計算1.整體穩(wěn)定的臨界應力§3軸心受壓構件的整體穩(wěn)定b.邊緣準則實際的軸心壓桿與理想柱的受力性能之間是有很大差別的，這是因為實際軸心壓桿是帶有初始缺陷的構件。邊緣屈服準則以有初偏心和初彎曲等的壓桿為計算模型，截面邊緣應力達到屈服點即視為壓桿承載能力的極限。一、吵整體便穩(wěn)定認的計溜算1.整體塊穩(wěn)定蝦的臨義界應上力c.最大強度準則最大煎強度卷準則幣仍以斃有初攀始缺殿陷（爛初偏男心、嗎初彎恢曲和險殘余連應力露等）育的壓盞桿為觸依據(jù)蹲，但卵考慮耽塑性深入嚴截面欺，以雹構件腫最后蘋破壞界時所亭能達者到的低最大謙軸心條壓力械值作苗為壓咽桿的張穩(wěn)定俗極限減承載鄰力。壓桿箭失穩(wěn)慈時臨仔界應羊力σｃｒ與長冶細比λ之間吃的關模系曲塊線稱交為柱負子曲順線。泊我國你現(xiàn)行《鋼結撈構設底計規(guī)有范》所采議用的傭軸心斷受壓轉柱子銜曲線陶是按則最大件強度漿準則甩確定努的，殼計算必結果編與國必內各躲單位室的試凡驗結魄果進么行了再比較臂，較帽為吻塞合，夏說明忍了計彎算理民論和絨方法魚的正傲確性置?，F(xiàn)拼行《鋼結托構設堵計規(guī)億范》在上洽述計元算資康料的弄基礎例上，艦結合屬工程是實際探，將良這些航柱子毀曲線盛合并截歸納覽為四蹦組，眨取每帆組中壤柱子欺曲線就的平脆均值絹作為裹代表貨曲線仆，即馬圖４-１１階中的磁ａ、萄ｂ、撇ｃ、凱ｄ四皇條曲賽線。牢在λ＝４愈０～拜１２疼０的拆常用濾范圍盞，柱暢子曲常線ａ糾比曲肥線ｂ企高出臘４％子～１哲５％，而碎曲線英ｃ比琴曲線時ｂ低蝦７％辱～１黑３％冠，ｄ乞曲線賢則更蜜低，擱主要激用于令厚板白截面廳。2.軸心鈴受壓倡構件絲式的整好體穩(wěn)渣定計鐵算軸心翁受壓堵構件蹈所受短應力密應不塑大于虹整體真穩(wěn)定鉆的臨幫界應父力，喂考慮踩抗力保分項態(tài)系數(shù)賭γＲ后，懸即為《鋼結族構設愉計規(guī)拐范》對軸謎心受禿壓構浮件的云整體揚穩(wěn)定阿計算膽采用童下列稿形式:整體災穩(wěn)定調系數(shù)φ值應憲根據(jù)陜表４-３、罰表４-４的啄截面抓分類辟和構濾件的春長細紙比，橡按附思表７-１～必附表決７-４查今出整體廈穩(wěn)定沈系數(shù)φ值應字根據(jù)售表４-３、盤表４-４的喪截面殺分類偶和構處件的條長細隊比，劣按附會表７-１～轉附表菜７-４查銳出構件雞長細例比應蠅按照攜下列糞規(guī)定錦確定要：(1隊)截面貨為雙禾軸對則稱或婦極對尋稱的毛構件(2環(huán))截面早為單察軸對睬稱的坦構件對雙蛛板Ｔ除形和熔槽形聾等單慢軸對災稱截掏面進響行彎濫扭分邀析后幻玉，認臉為繞價對稱盼軸（盾設為姻狔軸概）的牢穩(wěn)定梢應取侮計及睜扭轉悲效應升的下稱列換爆算長干細比裁代替匪。二、博軸心縣受壓帳構件襖的局釣部穩(wěn)久定軸心熟受壓民構件濁都是歌由一徐些板護件組厘成的位，一在般板可件的殊厚度敞與板亞的寬劍度相飼比都呼較小鎖，設傻計時塘應考搜慮局掌部穩(wěn)棄定問巧題1.工字勵形截扛面穩(wěn)患定計岡算（１脾）翼束緣（２禾）腹梳板2.Ｔ形截寒面（２各）腹譜板（１課）翼在緣3.箱形她截面矩穩(wěn)定墾計算（１去）受北壓翼丑緣（２蠟）腹延板2.圓鋼漆管截育面§4實腹式軸心受壓構件的截面設計實腹點式軸跨心受換壓構戀件一陶般采缺用雙鈴軸對志稱截惡面，桌避免蜜彎扭側失穩(wěn)饒。常藥用截冒面形馳式有般型鋼集截面鵝和組更合截彼面兩販種形涉式。清進行斗實腹枝式軸欄心受提壓構來件的蒼截面晚設計慎時，刪根據(jù)碼內力禁大小讓、計撞算長摟度、證加工簡量、那材料毯供應典等情喘況綜昂合進順行考驢慮。進行鼠截面及設計辯時，該應采重取的軌原則襲包括外：面佩積的揮分布藝盡量坦開展室；兩幸個主廣軸方囑向盡朽量等除穩(wěn)定山性；犯便于焰與其骨他構貞件進涌行連埋接；守盡可掠能構斷造簡與單，精制造去省工份，取罪材方賢便。一、眨實腹卸式軸旗心受蹦壓構浸件的算截面稻設計設計步驟（１奸）假千定構蘋件的綢長細信比，下求出遠需要畫的截面繭面積A。（２作）求樣兩個侄主軸患所需貧要的毒回轉棋半徑（３?。┯膳R面積碰、回展轉半畢徑優(yōu)螺先選用軋連制型眨鋼。一般介假定λ＝５衛(wèi)０～濕１０鎮(zhèn)０（４開）由樣所需泰要的A、h、b等，較考慮廚構造液要求條、局夠部穩(wěn)往定以牧及鋼推材規(guī)另格等謹，確拜定截冷面的券初選及尺寸堂。（５襖）構紡件強彩度、茫穩(wěn)定鞭和剛淘度驗疲算?！?格構式軸心受壓構件的截面設計格構營式軸類心受階壓構缺件一降般由賄兩個騎肢件互組成草，例挽如用侵兩根銹槽鋼歷或Ｈ顆型綁鋼作銷為肢業(yè)件，處肢件溜間用且綴條繡或綴囑板連榜成整找體。鋸在柱能的橫蒙截面諒上穿證過肢擋件腹身板的留軸稱叉為實極軸；沈穿過話兩肢歐之間甜綴材側面的升軸稱弊為虛偽軸。君綴條一般童用單孤根角憂鋼做繡成，蜻而綴轎板通棒常用谷鋼板亦做成悼。一、蘋格構匯式軸憑心受市壓構鹽件繞披虛軸仔的換侄算長聽細比格構搭式構饒件繞洲實軸杠的穩(wěn)名定計拜算要燈求和強步驟兼與實顯腹式谷構件無相同兆。格地構式雪構件紹繞虛術軸的拖穩(wěn)定板計算叢：繞素虛軸撥的整昏體穩(wěn)枕定臨民界力祝比長上細比唉相同買的實駁腹式造軸心權受壓末構件來低。１．畏綴蛛條式既格構惰式構割件的然換算勝長細校比２．圖綴端板式蹄格構酸式構搬件的再換算糞長細汪比3．四屈肢格炎構式趣構件雙的換胃算長愈細比4．三善肢格趁構式身構件偵的換德算長沖細比二、井格構代式軸只心受殺壓構耐件的罵綴材億設計１．蕉格構逗式軸洗心受紐奉壓構寨件的很橫向嘴剪力２．塵綴喂條的愉設計3．綴籠板的沫設計綴板昂柱可飽視為獨一多蘭層框焦架，炮整體捎撓曲嫩時假副定各股層分煩肢中梨點和倉綴板愛中點趕為反逆彎點潤。取核出脫丙離體嶼，可民得綴將板內章力為剪力：彎矩互（與零肢件黃連接觀處）脈：三、棄格構舍式構鋸件的票構造傾要求格構扛式構永件橫能截面態(tài)中部辣空心夕，抗躺扭剛丙度較進差。福為了退提高剩其抗竟扭剛些度，繁保證筆構件不在運嗎輸和雜安裝布過程多中的繩截面哈形狀抹不變平，應漲每隔濁一段神距離山設置靜橫隔依。橫漆隔的剛間距觀不得符大于毒構件罷較大水寬度撞的９據(jù)倍或涂８ｍ踏，且恨每個至運送蘋單元秧的端坡部均扒應設登置橫朗隔。設計步驟（１艙）按百對實弟軸（y—烏y軸）炮的整飯體穩(wěn)關定選擇薦柱的康截面勞，方叛法與霧實腹醋式構得件的計算肉相同陡。（２從）按均對虛糧軸（x—途x軸）斤的整選體穩(wěn)駝定確定名兩分發(fā)肢的杰距離糠。（３瀉）驗伐算構奔件對壓虛軸億的整顏體穩(wěn)園定性灰，不合序適時彩應調緞整犫吹再進醒行驗灣算（４嚇）計克算綴戴條或她綴板紋（包領括與棗分肢醒的連衫接）貸。四、踢格構肯式軸臣心受箏壓構底件的死設計修步驟為了皆獲得精等穩(wěn)牛定性倉，應憑使兩薄方向的長祖細比顛相等內，即λｘ代＝λｙ懇。綴條決柱（院雙肢仇）綴板盲柱（損雙肢蠅）§6軸心受壓柱的柱頭和柱腳一、蔽軸心固受壓畜柱柱港頭柱的惱頂部疫與梁潔（桁軟架）仆連接光的部跪分稱普為柱痛頭，轟作用驗是通繼過柱牽頭將驅上部倡結構級的荷質載傳楊到柱筑身。藍柱下逼端與釀基礎撕連接騙的部栗分稱愈為柱灑腳，口作用神是將尤柱身沃所受想的力熟傳遞勺和分工布到枝基礎邀，并飽將柱歇固定折于基塔礎。梁與即軸心留受壓悉柱鉸罷接時韻，梁敏可支叫承于伴柱頂為上，殊亦可邊連于犁柱的漲側面哪。梁箱支于若柱頂生時，兔梁的遵支座桃反力鞋通過梳柱頂蝦板傳就給柱閃身。鍋頂板革與柱偶用焊研縫連座接，勞頂板好厚度蜻一般送?。惫埽丁I２０逢ｍｍ攀。為陽了便去于安鞋裝定巖位，魄梁與職頂板違用普暑通螺油栓連旺接。二、軸心濕受壓垂柱柱床腳柱腳稼的構暈造應嘆使柱匯身的風內力車可靠禿地傳殘給基坡礎，忌并和芒基礎靈牢固乎地連倘接。扁軸心更受壓姜柱的箭柱腳種主要適傳遞善軸心柳壓力啟，與隸基礎艙的連御接一鞋般采離用鉸叢接。圖４-２７廢（ｃ藍）所惜示為則格構囑式柱紐奉柱腳匆。圖稅４-２７羊（ｄ耽）所來示為鼓在靴徐梁外魯側設浪置肋嚷板，墻底板黑做成脫正方歸形或考接近阿正方畝形。1.柱底目板的短計算（１黑）底觸板的封平面跟尺寸私。所需歇要的顆底板昆凈面朱積Aｎ樸應滿慮足:混凝草土局粗部承圍壓時逐的強議度提蝕高系礎數(shù)；:基礎賓混凝大土的情軸心圓抗壓驚強度奧設計拐值，吸應考頌慮基洽礎混看凝土興局部塵承壓殃時強池度提群高系眠數(shù)。根據(jù)李構造晝要求譽確定才底板賢寬度貢為:（２隸）底腎板的瞞厚度溜。底壞板的犧厚度解由板肝的抗果彎強踢度決證定。（２念）底涌板的想厚度輝。底堆板的殖厚度都由板盾的抗甘彎強修度決哭定。底板昨可視藍為一墊支承纏在靴甚梁、果隔板幣和柱叮端的釣平板液，承辰受基酸礎傳嫌來的待均勻弟反力區(qū)。靴執(zhí)梁、還肋板某、隔鼓板和耽柱端志面均歸可視攻為底緩板的做支承嘩邊，偶將底旅板分右隔成按不同擱的區(qū)淡格，款有四機邊支約承、寒三邊弄支承仙、兩球相鄰京邊支律承和進一邊誼支承書等區(qū)積格。切在均蜂勻分雁布的亡基礎慮反力微作用忘下，輕各區(qū)丟格板釘單位棒寬度蘇上的辦最大獵彎矩睡。１）半四邊牛支承姻區(qū)格２）洋三邊幸支承現(xiàn)區(qū)格濟和兩理相鄰伴邊支用承區(qū)途格３）朵一邊露支承不區(qū)格貌（懸覆臂板債）幾部危分板姥承受錘的彎蓄矩一駕般不宴相同耐