大學本科《鋼結構設計原理》課件 第4章軸心受理構件

大學本科《鋼結構設計原理》課件第4章軸心受理構件引言軸心受力構件的基本理論軸心受力構件的設計與優(yōu)化軸心受力構件的實例分析習題與思考引言01010204本章教學目標掌握軸心受力構件的基本概念、特點和分類。理解軸心受力構件的受力性能和承載能力分析方法。掌握軸心受力構件的截面設計和構造要求。了解軸心受力構件在鋼結構中的應用和工程實例。0301軸心受力構件在鋼結構中具有非常重要的作用，是鋼結構的基本構件之一。它們主要用于承受軸向拉壓荷載，如鋼柱、鋼拱等。02在高層建筑、大跨度結構、橋梁、工業(yè)廠房等領域中，軸心受力構件的應用非常廣泛。它們是這些結構中的主要承重構件，對于保證結構的穩(wěn)定性和安全性至關重要。03軸心受力構件的設計和構造要求非常嚴格，需要綜合考慮材料的性能、荷載的大小和分布、連接方式等因素。合理的設計和施工可以確保軸心受力構件具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性，從而保證整個結構的可靠性和安全性。軸心受力構件的重要性和應用場景軸心受力構件的基本理論02主要承受軸向拉壓力，不承受彎矩、剪力和扭矩等復雜應力。軸心受力構件的受力特點采用材料力學的基本理論和方法，通過分析桿件截面上的內力和應力分布，確定桿件的安全承載能力。軸心受力構件的受力分析方法軸心受力構件的受力分析軸心受力構件失穩(wěn)的機理當軸向壓力超過一定限值時，桿件會發(fā)生彎曲變形，導致承載能力急劇下降。軸心受力構件的穩(wěn)定性分析方法采用結構力學和彈性力學的基本理論，通過分析桿件在軸向壓力作用下的平衡穩(wěn)定性，確定其承載能力的極限狀態(tài)。軸心受力構件的穩(wěn)定性分析軸心受力構件的強度失效形式桿件在軸向拉壓力作用下，截面上的應力分布不均勻，可能導致局部屈服或整體屈服。軸心受力構件的強度計算方法根據材料力學的基本理論，通過分析桿件截面上的應力分布和應力極限，確定其承載能力的安全系數和許用應力。軸心受力構件的強度計算軸心受力構件的設計與優(yōu)化03根據承載能力和穩(wěn)定性要求，選擇合適的截面尺寸，以確保構件的承載能力和穩(wěn)定性。截面尺寸材料選擇連接方式根據使用環(huán)境和承載能力要求，選擇合適的鋼材或其他材料，以滿足構件的強度和耐久性要求。根據構件的受力特性和穩(wěn)定性要求，選擇合適的連接方式，以確保構件的整體穩(wěn)定性和安全性。030201軸心受力構件的截面設計對軸心受力構件進行穩(wěn)定性分析，包括屈曲分析和失穩(wěn)分析，以確定構件的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定性分析根據穩(wěn)定性分析結果，設計合理的支撐系統(tǒng)，以提高構件的整體穩(wěn)定性。支撐系統(tǒng)設計根據穩(wěn)定性分析結果和支撐系統(tǒng)設計，評估軸心受力構件的承載能力，以確保其安全性和可靠性。承載能力評估軸心受力構件的整體穩(wěn)定性設計對軸心受力構件的局部區(qū)域進行穩(wěn)定性分析，以確定其局部穩(wěn)定性。局部穩(wěn)定性分析根據局部穩(wěn)定性分析結果，對板件進行優(yōu)化設計，以提高其局部穩(wěn)定性。板件設計根據局部穩(wěn)定性分析結果和板件設計，設計合理的加勁肋，以提高構件的局部穩(wěn)定性。加勁肋設計軸心受力構件的局部穩(wěn)定性設計軸心受力構件的實例分析04

實際工程中的軸心受力構件案例橋梁結構橋梁的橋墩、橋塔等部件通常采用軸心受力構件，以承受橋梁的豎向荷載。高層建筑高層建筑的柱子通常采用軸心受力構件，以承受建筑的自重和風荷載。輸電塔輸電塔的塔柱和拉線通常采用軸心受力構件，以承受輸電線的拉力和塔的自重。混凝土混凝土軸心受力構件具有較高的抗壓強度，但抗拉強度較低，容易開裂。鋼-混凝土組合構件鋼-混凝土組合構件結合了鋼材的塑性和混凝土的抗壓強度，具有較高的承載能力和穩(wěn)定性。鋼材鋼材具有良好的塑性和韌性，能夠承受較大的軸向壓力和彎曲。不同材料的軸心受力構件性能對比123隨著新材料技術的發(fā)展，如碳纖維復合材料、高強度不銹鋼等，軸心受力構件的性能將得到進一步提升。高性能材料的應用通過智能化監(jiān)測技術，可以實時監(jiān)測軸心受力構件的工作狀態(tài)和健康狀況，提高結構的安全性和耐久性。智能化監(jiān)測與維護研究新型的連接和構造技術，如新型焊接工藝、高強度螺栓連接等，以提高軸心受力構件的承載能力和穩(wěn)定性。新型連接與構造技術新型軸心受力構件的研究與展望習題與思考05包括實腹式和格構式兩類，以及它們在承受軸心力時的表現(xiàn)和設計要求。軸心受力構件的類型和特點如何根據軸心力的大小和方向，選擇合適的截面形式和尺寸，以滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求。軸心受力構件的截面設計包括彎扭失穩(wěn)和彎曲失穩(wěn)兩種情況，以及如何通過計算確定臨界力和臨界應力。軸心受力構件的整體穩(wěn)定性分析關注翼緣板和腹板在受力過程中的變形和應力分布，以及如何通過限制板件寬厚比來保證局部穩(wěn)定性。軸心受力構件的局部穩(wěn)定性分析本章重點回顧習題1給定一實腹式軸心受力構件，已知其承受的軸心力為N=1000kN，長度為L=10m，材料的彈性模量為E=200GPa，截面慣性矩為I=1000cm4，求該構件的臨界力和臨界應力。習題3分析一實腹式軸心受力構件在彎扭失穩(wěn)狀態(tài)下的臨界力和臨界應力，并給出提高其抗彎扭失穩(wěn)能力的措施。習題4針對某一軸心受力構件的截面設計，討論如何平衡強度、剛度和穩(wěn)定性要求，并給出相應的截面尺寸和材料選擇建議。習題2設計一格構式軸心受力構件，要求能夠承受軸心力N=1500kN，長度為L=12m，截面高度為h=3m，材料為Q235鋼。試選擇合適的綴材形式和間距，并計算綴