鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定計(jì)算ppt課件

1、第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture1、軸心受壓構(gòu)件的整體和部分穩(wěn)定、軸心受壓構(gòu)件的整體和部分穩(wěn)定2、受彎構(gòu)件的整體和部分穩(wěn)定、受彎構(gòu)件的整體和部分穩(wěn)定3、壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定和截面設(shè)計(jì)、壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定和截面設(shè)計(jì)鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture4.1.1 軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)景象軸心受壓構(gòu)件的

2、整體失穩(wěn)景象4.1 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定無(wú)缺陷的軸心受壓構(gòu)件在壓力較小時(shí)，只需軸向緊縮變形，并堅(jiān)持無(wú)缺陷的軸心受壓構(gòu)件在壓力較小時(shí)，只需軸向緊縮變形，并堅(jiān)持直線平衡形狀。此時(shí)假設(shè)有干擾力或荷載繼續(xù)加大使構(gòu)件產(chǎn)生直線平衡形狀。此時(shí)假設(shè)有干擾力或荷載繼續(xù)加大使構(gòu)件產(chǎn)生微小彎曲，當(dāng)撤去干擾力或荷載，構(gòu)件將恢復(fù)到原來(lái)的直線平微小彎曲，當(dāng)撤去干擾力或荷載，構(gòu)件將恢復(fù)到原來(lái)的直線平衡形狀，那么此構(gòu)件處于穩(wěn)定平衡形狀；假設(shè)構(gòu)件不能恢復(fù)到原來(lái)衡形狀，那么此構(gòu)件處于穩(wěn)定平衡形狀；假設(shè)構(gòu)件不能恢復(fù)到原來(lái)的直線平衡形狀，那么此構(gòu)件處于不穩(wěn)定平衡形狀。的直線平衡形狀，那么此構(gòu)件處于不穩(wěn)定平衡形

3、狀。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定我們研討的內(nèi)容就是找出從穩(wěn)定平衡形狀過(guò)渡到不穩(wěn)定平衡形狀之我們研討的內(nèi)容就是找出從穩(wěn)定平衡形狀過(guò)渡到不穩(wěn)定平衡形狀之間的臨界形狀，并將構(gòu)件控制在臨界形狀之內(nèi)，那么構(gòu)件就是穩(wěn)定間的臨界形狀，并將構(gòu)件控制在臨界形狀之內(nèi)，那么構(gòu)件就是穩(wěn)定的。的。鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture4.1.2 穩(wěn)定分類(lèi)穩(wěn)定分類(lèi)4.1 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定穩(wěn)定分岔失穩(wěn)：屈曲后仍可承載穩(wěn)定分岔失穩(wěn)：屈曲后仍可承載 軸心受力構(gòu)件軸

4、心受力構(gòu)件不穩(wěn)定分岔失穩(wěn)：屈曲后不可繼續(xù)承載壓彎構(gòu)件不穩(wěn)定分岔失穩(wěn)：屈曲后不可繼續(xù)承載壓彎構(gòu)件躍越屈曲：薄壁殼體容易發(fā)生躍越屈曲：薄壁殼體容易發(fā)生第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture無(wú)缺陷的軸心受壓構(gòu)件雙軸對(duì)稱(chēng)的工型截面通常發(fā)生彎曲失穩(wěn)，無(wú)缺陷的軸心受壓構(gòu)件雙軸對(duì)稱(chēng)的工型截面通常發(fā)生彎曲失穩(wěn)，構(gòu)件的變形發(fā)生了性質(zhì)上的變化，即構(gòu)件由直線方式改動(dòng)為彎曲方式，構(gòu)件的變形發(fā)生了性質(zhì)上的變化，即構(gòu)件由直線方式改動(dòng)為彎曲方式，且這種變化帶有

5、忽然性。且這種變化帶有忽然性。對(duì)某些抗扭剛度較差的軸心受壓構(gòu)件十字形截面，當(dāng)軸心壓力對(duì)某些抗扭剛度較差的軸心受壓構(gòu)件十字形截面，當(dāng)軸心壓力到達(dá)臨界值時(shí)，穩(wěn)定平衡形狀不再堅(jiān)持而發(fā)生微改動(dòng)。當(dāng)軸心力在略到達(dá)臨界值時(shí)，穩(wěn)定平衡形狀不再堅(jiān)持而發(fā)生微改動(dòng)。當(dāng)軸心力在略微添加，那么改動(dòng)變形迅速增大而使構(gòu)件喪失承載才干，這種景象稱(chēng)微添加，那么改動(dòng)變形迅速增大而使構(gòu)件喪失承載才干，這種景象稱(chēng)為改動(dòng)失穩(wěn)。為改動(dòng)失穩(wěn)。截面為單軸對(duì)稱(chēng)截面為單軸對(duì)稱(chēng)T T形截面的軸心受壓構(gòu)件繞對(duì)稱(chēng)軸失穩(wěn)時(shí)，由于形截面的軸心受壓構(gòu)件繞對(duì)稱(chēng)軸失穩(wěn)時(shí)，由于截面形心和剪切中心不重合，在發(fā)生彎曲變形的同時(shí)必然伴隨有改動(dòng)截面形心和剪切中心不重合

6、，在發(fā)生彎曲變形的同時(shí)必然伴隨有改動(dòng)變形，這種景象稱(chēng)為彎扭失穩(wěn)。變形，這種景象稱(chēng)為彎扭失穩(wěn)。軸心受壓構(gòu)件的三種整體失穩(wěn)形狀軸心受壓構(gòu)件的三種整體失穩(wěn)形狀第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture4.1.2 無(wú)缺陷軸心受壓構(gòu)件的屈曲無(wú)缺陷軸心受壓構(gòu)件的屈曲1、彈性彎曲屈曲、彈性彎曲屈曲歐拉歐拉EulerEuler早在早在17441744年經(jīng)過(guò)對(duì)理想軸心壓桿的整體穩(wěn)定問(wèn)題進(jìn)年經(jīng)過(guò)對(duì)理想軸心壓桿的整體穩(wěn)定問(wèn)題進(jìn)展的研討，當(dāng)軸心力到達(dá)臨界值時(shí)

7、，壓桿處于屈曲的微彎形狀。展的研討，當(dāng)軸心力到達(dá)臨界值時(shí)，壓桿處于屈曲的微彎形狀。在彈性微彎形狀下，根據(jù)外力矩平衡條件，可建立平衡微分方程，在彈性微彎形狀下，根據(jù)外力矩平衡條件，可建立平衡微分方程，求解后得到了著名的歐拉臨界力和歐拉臨界應(yīng)力。求解后得到了著名的歐拉臨界力和歐拉臨界應(yīng)力。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel StructuretureNBzCyy屈 曲 彎 曲狀 態(tài)ANz0/22 NydzyEIdkzBkzAycossinEINk/22222

8、22/)/(/EAilEAlEINcr22EANcrcr方程通解：方程通解：臨界力：臨界力：歐拉公式：歐拉公式：02 yky第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture222cr2220EIEIEANll22EEEANNcr 歐拉臨界力，常計(jì)作歐拉臨界力，常計(jì)作NE E 歐拉臨界應(yīng)力，歐拉臨界應(yīng)力，E 資料的彈性模量資料的彈性模量A 壓桿的截面面積壓桿的截面面積 桿件長(zhǎng)細(xì)比桿件長(zhǎng)細(xì)比 = l0/ii 回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑 i2=I/Am-構(gòu)

9、件的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)l-構(gòu)件的幾何長(zhǎng)度構(gòu)件的幾何長(zhǎng)度1 1、理想軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲臨界力隨抗彎剛度的添加和構(gòu)件長(zhǎng)度、理想軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲臨界力隨抗彎剛度的添加和構(gòu)件長(zhǎng)度的減小而增大；的減小而增大； 2 2、當(dāng)構(gòu)件兩端為其它支承情況時(shí)，經(jīng)過(guò)桿件計(jì)算長(zhǎng)度的方法思索。、當(dāng)構(gòu)件兩端為其它支承情況時(shí)，經(jīng)過(guò)桿件計(jì)算長(zhǎng)度的方法思索。 第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture 實(shí)踐構(gòu)造往往是非彈性的，有一定的撓度，有一定的荷載偏

10、心。實(shí)踐構(gòu)造往往是非彈性的，有一定的撓度，有一定的荷載偏心。 因此構(gòu)造穩(wěn)定承載才干確實(shí)定，應(yīng)該思索幾何缺陷和力學(xué)缺陷對(duì)整因此構(gòu)造穩(wěn)定承載才干確實(shí)定，應(yīng)該思索幾何缺陷和力學(xué)缺陷對(duì)整體構(gòu)造做彈塑性二階分析。體構(gòu)造做彈塑性二階分析。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定力學(xué)缺陷：初始應(yīng)力剩余應(yīng)力，力學(xué)參數(shù)彈性模量力學(xué)缺陷：初始應(yīng)力剩余應(yīng)力，力學(xué)參數(shù)彈性模量幾何缺陷：初撓度，初偏心幾何缺陷：初撓度，初偏心鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture4.1.3 力學(xué)缺陷對(duì)軸心受壓構(gòu)件

11、彎曲屈曲的影響力學(xué)缺陷對(duì)軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲的影響1.1.剩余應(yīng)力的產(chǎn)生和分布規(guī)律剩余應(yīng)力的產(chǎn)生和分布規(guī)律A、產(chǎn)生的緣由 焊接時(shí)的不均勻加熱和冷卻； 型鋼熱軋后的不均勻冷卻； 板邊緣經(jīng)火焰切割后的熱塑性收縮； 構(gòu)件冷校正后產(chǎn)生的塑性變形。B、丈量采用鋸割法。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定C、剩余應(yīng)力對(duì)軸心受力構(gòu)件的影響強(qiáng)度：無(wú)影響剛度：降低穩(wěn)定承載力：降低鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture222cr2220EIEIEANll2crcr2NEA第四章第四章

12、構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture實(shí)踐軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算實(shí)踐軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算ycrcrRyRfNfAfNfA即：軸心受壓構(gòu)件不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件為，截面應(yīng)力不大于臨界應(yīng)力，軸心受壓構(gòu)件不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件為，截面應(yīng)力不大于臨界應(yīng)力，并思索抗力分項(xiàng)系數(shù)并思索抗力分項(xiàng)系數(shù)R后，即為：后，即為：N軸心壓力設(shè)計(jì)值軸心壓力設(shè)計(jì)值A(chǔ)構(gòu)件毛截面面積構(gòu)件毛截面面積軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，可根據(jù)表軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)，可根據(jù)表4.4(

13、a) 和表和表4.4(b)的截面分類(lèi)和構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，按附錄的截面分類(lèi)和構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比，按附錄7附表附表7.17.4查出。查出。資料抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度資料抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定4.1.5 實(shí)踐軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計(jì)算方法實(shí)踐軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計(jì)算方法鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture(a)(b)圖圖4.2.12 軸心受壓軸心受壓構(gòu)件的部分失穩(wěn)構(gòu)件的部分失穩(wěn)在外壓力作用下，截面的某些部分板在外壓力作用下，截面的某些部分板件，不能繼續(xù)維持平面平

14、衡形狀而產(chǎn)件，不能繼續(xù)維持平面平衡形狀而產(chǎn)生凸曲景象，稱(chēng)為部分失穩(wěn)。部分失穩(wěn)生凸曲景象，稱(chēng)為部分失穩(wěn)。部分失穩(wěn)會(huì)降低構(gòu)件的承載力。會(huì)降低構(gòu)件的承載力。4.1.6 軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的部分穩(wěn)定軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的部分穩(wěn)定第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定我國(guó)鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范用限我國(guó)鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范用限制板件寬厚比的方法來(lái)實(shí)制板件寬厚比的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)部分穩(wěn)定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。現(xiàn)部分穩(wěn)定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture兩種準(zhǔn)那么：一是使構(gòu)件應(yīng)力到達(dá)屈服前其板件不發(fā)

15、生部分屈曲，兩種準(zhǔn)那么：一是使構(gòu)件應(yīng)力到達(dá)屈服前其板件不發(fā)生部分屈曲，即部分屈曲臨界力不低于屈服應(yīng)力；二是不允許構(gòu)件的部分失穩(wěn)先即部分屈曲臨界力不低于屈服應(yīng)力；二是不允許構(gòu)件的部分失穩(wěn)先于整體失穩(wěn)發(fā)生。即部分失穩(wěn)的臨界應(yīng)力不低于整體失穩(wěn)臨界應(yīng)力于整體失穩(wěn)發(fā)生。即部分失穩(wěn)的臨界應(yīng)力不低于整體失穩(wěn)臨界應(yīng)力的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。也稱(chēng)等穩(wěn)定性準(zhǔn)那么。的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。也稱(chēng)等穩(wěn)定性準(zhǔn)那么。 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)滿足實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)滿足 yfcr式式4.1074.107轉(zhuǎn)變成對(duì)板件寬厚比的限值，那么變?yōu)椋恨D(zhuǎn)變成對(duì)板件寬厚比的限值，那么變?yōu)椋?1222y12(1)kEbtf 2 軸心受壓構(gòu)件部分穩(wěn)定的計(jì)

16、算方法軸心受壓構(gòu)件部分穩(wěn)定的計(jì)算方法1.確定板件寬高確定板件寬高 厚比限值的準(zhǔn)那厚比限值的準(zhǔn)那么么第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture將各種情況的將各種情況的 k k、 代入，得到軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的板件的代入，得到軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的板件的寬厚比限值寬厚比限值2.軸心受壓構(gòu)件板件寬高厚比限值軸心受壓構(gòu)件板件寬高厚比限值(100.1 ) 235/ybft翼緣翼緣ywfth/235)5 . 025(0腹板腹板1工字形截面工字形截面第四

17、章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture長(zhǎng)細(xì)比：長(zhǎng)細(xì)比：4 .501 .1196000 xxxil0 .485 .623000yyyil-2508-25012yyxx第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定(100.1 ) 235/ybft翼緣翼緣ywfth/235)5 . 025(0腹板腹板41.123452354 .501 .0109 .1012282501tb43.413452354 .505 . 02525.3182500wth鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)

18、原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture2T形截面形截面(100.1 ) 235/ybft翼緣翼緣0y(150.2 ) 235/whft熱軋熱軋T T型鋼型鋼焊接焊接T T型鋼型鋼0y(130.17 ) 235/whft腹板腹板ywfthtb/2354000或3箱形截面箱形截面30,30100100式中：構(gòu)件兩方向長(zhǎng)細(xì)比較大值，當(dāng)時(shí) ?。划?dāng)時(shí)，取。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucD

19、esign Principles of Steel Structureture例例4.1 某焊接組合工字形截面軸心受壓構(gòu)件的截面尺寸如下某焊接組合工字形截面軸心受壓構(gòu)件的截面尺寸如下圖，接受軸心壓力設(shè)計(jì)值包括自重圖，接受軸心壓力設(shè)計(jì)值包括自重N=2000kN，計(jì)算長(zhǎng)，計(jì)算長(zhǎng)度度l0 x=6m ，l0y=3m，翼緣鋼板為火焰切割邊，鋼材為，翼緣鋼板為火焰切割邊，鋼材為Q345，f=315N/mm2，截面無(wú)減弱，試計(jì)算該軸心受壓構(gòu)件的整體，截面無(wú)減弱，試計(jì)算該軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。-2508-25012yyxx第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design P

20、rinciples of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture33841250 274242 2501.1345 10 mm12xI 2250 122250 88000mmA 慣性矩：慣性矩：3374112 2502250 83.126 10 mm12yI 回轉(zhuǎn)半徑：回轉(zhuǎn)半徑：81.1345 10119.1mm8000 xxIiA73.126 1062.5mm8000yyIiA1、截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算、截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比：長(zhǎng)細(xì)比：4 .501 .1196000 xxxil0 .485 .623000yyyil-250

21、8-25012yyxx截面面積截面面積第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture2、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算yx查表得：查表得：802. 0223/315/9 .3118000802. 0102000mmNfmmNAN滿足整體穩(wěn)定性要求。滿足整體穩(wěn)定性要求。其整體穩(wěn)定承載力為：其整體穩(wěn)定承載力為：kNNAfNc202020200003158000802. 01 .612353454 .50235yxf截面關(guān)于截面關(guān)于x軸和軸和y

22、軸都屬于軸都屬于b類(lèi)，類(lèi)，第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和部分穩(wěn)定的要軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和部分穩(wěn)定的要求。設(shè)計(jì)時(shí)為獲得平安、經(jīng)濟(jì)的效果應(yīng)遵照以下原那么。求。設(shè)計(jì)時(shí)為獲得平安、經(jīng)濟(jì)的效果應(yīng)遵照以下原那么。 截面設(shè)計(jì)原那么截面設(shè)計(jì)原那么1.等穩(wěn)定性原那么等穩(wěn)定性原那么桿件在兩個(gè)主軸方向上的整體穩(wěn)定承載力盡量接近。因此盡能夠桿件在兩個(gè)主軸方向上的整體穩(wěn)定承載力

23、盡量接近。因此盡能夠使兩個(gè)方向的穩(wěn)定系數(shù)或長(zhǎng)細(xì)比相等，以到達(dá)經(jīng)濟(jì)效果。使兩個(gè)方向的穩(wěn)定系數(shù)或長(zhǎng)細(xì)比相等，以到達(dá)經(jīng)濟(jì)效果。yxyx或2.寬肢薄壁寬肢薄壁在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠(yuǎn)離形心在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠(yuǎn)離形心軸，以增大截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力軸，以增大截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力和剛度。和剛度。4.2 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Prin

24、ciples of Steel Structureture4. 制造省工制造省工在現(xiàn)有型鋼不能滿足要求的情況下，充分利用工廠自動(dòng)焊接等現(xiàn)在現(xiàn)有型鋼不能滿足要求的情況下，充分利用工廠自動(dòng)焊接等現(xiàn)代化設(shè)備制造，盡量減少工地焊接，以節(jié)約本錢(qián)保證質(zhì)量。選用代化設(shè)備制造，盡量減少工地焊接，以節(jié)約本錢(qián)保證質(zhì)量。選用可以供應(yīng)的鋼材規(guī)格?？梢怨?yīng)的鋼材規(guī)格。3.銜接方便銜接方便軸心受壓實(shí)腹柱宜采用雙軸對(duì)稱(chēng)截面。不對(duì)稱(chēng)截面的軸心壓桿會(huì)發(fā)軸心受壓實(shí)腹柱宜采用雙軸對(duì)稱(chēng)截面。不對(duì)稱(chēng)截面的軸心壓桿會(huì)發(fā)生彎扭失穩(wěn)，往往不很經(jīng)濟(jì)。軸心受壓實(shí)腹柱常用的截面方式有工生彎扭失穩(wěn)，往往不很經(jīng)濟(jì)。軸心受壓實(shí)腹柱常用的截面方式有工字形

25、、管形、箱形等。字形、管形、箱形等。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture4.3.1實(shí)腹式截面選擇實(shí)腹式截面選擇NAf設(shè)計(jì)截面時(shí)，首先要根據(jù)運(yùn)用要求和上述原那么選擇截面方設(shè)計(jì)截面時(shí)，首先要根據(jù)運(yùn)用要求和上述原那么選擇截面方式，確定鋼號(hào)，然后根據(jù)軸力設(shè)計(jì)值式，確定鋼號(hào)，然后根據(jù)軸力設(shè)計(jì)值 N N 和兩個(gè)主軸方向的計(jì)算長(zhǎng)和兩個(gè)主軸方向的計(jì)算長(zhǎng)度度 l0 xl0 x和和l0yl0y初步選定截面尺寸。詳細(xì)步驟如下：初步選定截面尺寸。詳細(xì)步

26、驟如下： 2求截面兩個(gè)主軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑求截面兩個(gè)主軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑0yyli 0 xxli 第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture對(duì)于型鋼截面，根據(jù)對(duì)于型鋼截面，根據(jù)A A、ixix、iyiy查型鋼表，可選擇型鋼的型號(hào)。查型鋼表，可選擇型鋼的型號(hào)。對(duì)于焊接組合截面，根據(jù)截面的回轉(zhuǎn)半徑對(duì)于焊接組合截面，根據(jù)截面的回轉(zhuǎn)半徑P339P339附表附表1414求截面輪廓求截面輪廓尺寸，即求高度尺寸，即求高度h h和寬度和寬度b b

27、 。43. 0 xih24. 0yib12;yxiihb如對(duì)組合工字形截面表得如對(duì)組合工字形截面表得3 3確定截面各板件尺寸確定截面各板件尺寸 對(duì)于焊接組合截面，由對(duì)于焊接組合截面，由 A A 和和 h h、b b ，根據(jù)構(gòu)造要求、部分，根據(jù)構(gòu)造要求、部分穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面一切其他尺寸。穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面一切其他尺寸。 h0和和b宜取宜取10mm的倍數(shù)，的倍數(shù)，t和和tw宜取宜取2mm的倍數(shù)且應(yīng)符合鋼板規(guī)的倍數(shù)且應(yīng)符合鋼板規(guī)格，格，tw應(yīng)比應(yīng)比t小，但普通不小于小，但普通不小于4mm。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Princi

28、ples of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算1強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算 N 軸心壓力設(shè)計(jì)值；軸心壓力設(shè)計(jì)值； An 壓桿的凈截面面積；壓桿的凈截面面積； f 鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 nNfA2 2剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算 max0maxil壓桿長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大在桿件運(yùn)輸、安裝和運(yùn)用過(guò)程中易變形，壓桿長(zhǎng)細(xì)比過(guò)大在桿件運(yùn)輸、安裝和運(yùn)用過(guò)程中易變形，故需加以限制。故需加以限制。 第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign

29、Principles of Steel StructuretureN軸心壓力設(shè)計(jì)值，軸心壓力設(shè)計(jì)值， A構(gòu)件毛截面面積，構(gòu)件毛截面面積，資料設(shè)計(jì)強(qiáng)度資料設(shè)計(jì)強(qiáng)度軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。按不同公式計(jì)算。與截面類(lèi)型、軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。按不同公式計(jì)算。與截面類(lèi)型、構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比、所用鋼種有關(guān)、所用鋼種有關(guān) 。 3 3整體穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算fAN4 4部分穩(wěn)定驗(yàn)算部分穩(wěn)定驗(yàn)算對(duì)于熱軋型鋼截面，因板件的寬厚比較大，可不進(jìn)展部分對(duì)于熱軋型鋼截面，因板件的寬厚比較大，可不進(jìn)展部分穩(wěn)定的驗(yàn)算。穩(wěn)定的驗(yàn)算。(100.1 )235 /ybft翼緣翼緣ywfth/235)5 .025(0腹板腹板第

30、四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture例例4.3 如下圖一管道支架，其支柱的設(shè)計(jì)壓力為如下圖一管道支架，其支柱的設(shè)計(jì)壓力為N1600kN設(shè)計(jì)值，柱兩端鉸接，鋼材為設(shè)計(jì)值，柱兩端鉸接，鋼材為Q235，截面無(wú)孔減弱，截面無(wú)孔減弱 ，試，試設(shè)計(jì)此支柱的截面：設(shè)計(jì)此支柱的截面：用普通軋制工字鋼，用普通軋制工字鋼，用熱軋用熱軋H型鋼，型鋼，焊接工字形截面，翼緣板為火焰切割邊。焊接工字形截面，翼緣板為火焰切割邊。xxxxyyyy解：支柱在兩個(gè)方

31、向的計(jì)算長(zhǎng)解：支柱在兩個(gè)方向的計(jì)算長(zhǎng)度不相等故取圖中所示的截面度不相等故取圖中所示的截面朝向，將強(qiáng)軸順朝向，將強(qiáng)軸順x軸方向，弱軸方向，弱軸順軸順y軸方向，這樣柱軸在兩軸方向，這樣柱軸在兩個(gè)方向的計(jì)算長(zhǎng)度分別為個(gè)方向的計(jì)算長(zhǎng)度分別為l0 x=600cml0y=300cm第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture1.初選截面初選截面一、熱軋工字鋼一、熱軋工字鋼90235yf查附表查附表17.1得得714. 0 xy0.621查附表查附表

32、17.2得得322min160010119.8cm0.62121510NAfcm67.6906000 xxlicm33.3903000yyli第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture2、截面驗(yàn)算、截面驗(yàn)算 15026.2701.22600 x0 xxil 15034.9418.3300y0yyil滿足要求滿足要求第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Stru

33、cDesign Principles of Steel Structureture2223mm/N215mm/N84.1991038.1355914.0101600fANyyyy94.344.20.5916235f由，查附表得xy故整體穩(wěn)定性滿足要求。故整體穩(wěn)定性滿足要求。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定附表17-2鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture1、初選截面、初選截面二、熱軋二、熱軋H型鋼型鋼60235yf807. 0查附表查附表17.2得得223cm2

34、 .9210215807.0101600fNAcm0 .10606000 xxlicm0 .5603000yyli第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture2、截面驗(yàn)算、截面驗(yàn)算 1506 .558 .10600 x0 xxil 1507 .4729.6300y0yyil故剛度滿足要求故剛度滿足要求第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign

35、Principles of Steel Structureture2223mm/N215mm/N12.2091018.9283. 0101600fANyxxx55.64.20.83235f由，查附表得6 .55x類(lèi)，故取長(zhǎng)細(xì)比較大值值均屬軸軸和因?qū)yx故整體穩(wěn)定性滿足要求故整體穩(wěn)定性滿足要求第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定附表17-2鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture1、初選截面、初選截面三、焊接工字鋼三、焊接工字鋼60235yf807.0查附表查附表17

36、.2得得3221600 1092.2cm0.807215 10NAfcm0 .10606000 xxlicm0 . 5603000yyli第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureturecm2343. 0100.43xihcm2124. 0524. 0yib查附表對(duì)工字形截面查附表對(duì)工字形截面根據(jù)根據(jù)h=23cm，b=21cm，和計(jì)算的，和計(jì)算的A=92.2cm2， 設(shè)計(jì)截面如以下圖。設(shè)計(jì)截面如以下圖。這一步，不同設(shè)計(jì)者的差別較大。估計(jì)的尺

37、寸這一步，不同設(shè)計(jì)者的差別較大。估計(jì)的尺寸h、b只是一個(gè)參考，只是一個(gè)參考，給出一個(gè)量的概念。設(shè)計(jì)者可根據(jù)鋼材的規(guī)格與閱歷確定截面尺寸。給出一個(gè)量的概念。設(shè)計(jì)者可根據(jù)鋼材的規(guī)格與閱歷確定截面尺寸。433cm36458 .025254 .12121yI433cm13250252 .248 .2725121xI第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureturecm36.6903645AIiyycm13.129013250AIixx故剛度滿足要求故

38、剛度滿足要求1剛度和整體穩(wěn)定驗(yàn)算剛度和整體穩(wěn)定驗(yàn)算2、截面驗(yàn)算、截面驗(yàn)算 15046.4913.12600 xoxxil 15009.4737.6300yoyyil第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture3222160010207/ mm215/ mm0.8599010NNfNAyxxx49.464.20.859235f由，查附表得46.49x類(lèi)，故取長(zhǎng)細(xì)比較大值值均屬軸軸和因?qū)yx故整體穩(wěn)定性滿足要求故整體穩(wěn)定性滿足要求59.1

39、423523556.491 .0109 .814282501tb2部分整體穩(wěn)定驗(yàn)算部分整體穩(wěn)定驗(yàn)算75.4923523556.495 . 02525.3182500wth故部分穩(wěn)定性滿足要求故部分穩(wěn)定性滿足要求第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定附表17-2鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture比較上面三種截面面積比較上面三種截面面積熱軋工字型鋼：熱軋工字型鋼： A .38cm2 熱軋熱軋H型鋼：型鋼：A=92cm2 組合工字鋼：組合工字鋼：A=90cm2第四章第四

40、章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture軸心受力構(gòu)件小結(jié)軸心受力構(gòu)件小結(jié)實(shí)腹式構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件實(shí)腹式構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件實(shí)軸和虛軸實(shí)軸和虛軸綴條和綴板綴條和綴板軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件強(qiáng)度強(qiáng)度 承載才干極限形狀承載才干極限形狀剛度剛度 正常運(yùn)用極限形狀正常運(yùn)用極限形狀強(qiáng)度強(qiáng)度剛度剛度 正常運(yùn)用極限形狀正常運(yùn)用極限形狀穩(wěn)定穩(wěn)定承載才干極限形狀承載才干極限形狀軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)軸心受

41、力構(gòu)件的設(shè)計(jì)第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度NfA軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算1. 1. 截面無(wú)減弱截面無(wú)減弱2. 有孔洞等減弱有孔洞等減弱nNfA軸心受力構(gòu)件采用螺栓銜接時(shí)最危險(xiǎn)凈截面的計(jì)算軸心受力構(gòu)件采用螺栓銜接時(shí)最危險(xiǎn)凈截面的計(jì)算軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算正常運(yùn)用極限形狀軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算正常運(yùn)用極限形狀)(max0maxil第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定

42、鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定無(wú)缺陷軸心受壓構(gòu)件的屈曲無(wú)缺陷軸心受壓構(gòu)件的屈曲1、彈性彎曲屈曲、彈性彎曲屈曲222cr2220EIEIEANll22EEEAN2、彈塑性彎曲屈曲、彈塑性彎曲屈曲22ttcr220E IE ANl22tcrE第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Stee

43、l Structureture力學(xué)缺陷對(duì)軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲的影響力學(xué)缺陷對(duì)軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲的影響1 1、剩余應(yīng)力影響下短柱的、剩余應(yīng)力影響下短柱的 曲線曲線剩余應(yīng)力對(duì)短柱應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響是：降低了構(gòu)件的比例極限；當(dāng)外剩余應(yīng)力對(duì)短柱應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響是：降低了構(gòu)件的比例極限；當(dāng)外荷載引起的應(yīng)力超越比例極限后，剩余應(yīng)力使構(gòu)件的平均應(yīng)力應(yīng)變曲線荷載引起的應(yīng)力超越比例極限后，剩余應(yīng)力使構(gòu)件的平均應(yīng)力應(yīng)變曲線變成非線性關(guān)系，同時(shí)減小了截面的有效面積和有效慣性矩，從而降低了變成非線性關(guān)系，同時(shí)減小了截面的有效面積和有效慣性矩，從而降低了構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。=N/A=N/A0fyfy

44、fpfprcrcfy-rcfy-rcABC第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture2 2、剩余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件穩(wěn)定承載力的影響、剩余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件穩(wěn)定承載力的影響IIEIIlEIlEINecreecr 222222 fy0cryf歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線crxcrxcrycryEE僅思索剩余應(yīng)力僅思索剩余應(yīng)力的柱子曲線的柱子曲線第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel S

45、trucDesign Principles of Steel Structureture構(gòu)件幾何缺陷對(duì)軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲影響構(gòu)件幾何缺陷對(duì)軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲影響1 1、構(gòu)件初彎曲初撓度的影響、構(gòu)件初彎曲初撓度的影響0.50v0=3mm1.0Ym/0v0=1mmv0=0ENNABBA有初彎曲的軸心受壓構(gòu)件的荷載撓度曲線如圖，具有以下特點(diǎn)：有初彎曲的軸心受壓構(gòu)件的荷載撓度曲線如圖，具有以下特點(diǎn)： y y和和Y Y與與0 0成正比，隨成正比，隨N N的增大而加速增大；的增大而加速增大； 初彎曲的存在使初彎曲的存在使壓桿承載力低于歐拉臨界力壓桿承載力低于歐拉臨界力NENE；當(dāng)；當(dāng)y y趨于無(wú)窮時(shí)，

46、趨于無(wú)窮時(shí)，N N趨于趨于NE NE fyfy0歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線對(duì)對(duì)x x軸軸僅思索初彎曲的柱子曲線僅思索初彎曲的柱子曲線對(duì)對(duì)y y軸軸x xx xy yy y01000lrr第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture 實(shí)踐軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定實(shí)踐軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定a、b、c、d四條柱子曲線四條柱子曲線鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Princi

47、ples of Steel Structureture實(shí)踐軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算公式實(shí)踐軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算公式y(tǒng)crcrRyRfNfAfNfA即：軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比1、截面為雙軸對(duì)稱(chēng)或極對(duì)稱(chēng)構(gòu)件、截面為雙軸對(duì)稱(chēng)或極對(duì)稱(chēng)構(gòu)件2 2、截面為單軸對(duì)稱(chēng)構(gòu)件、截面為單軸對(duì)稱(chēng)構(gòu)件3、單角鋼截面和雙角鋼組合、單角鋼截面和雙角鋼組合T形截面可采取簡(jiǎn)化計(jì)算形截面可采取簡(jiǎn)化計(jì)算4、單軸對(duì)稱(chēng)的軸心受壓構(gòu)件在繞非對(duì)稱(chēng)軸以外的恣意軸失、單軸對(duì)稱(chēng)的軸心受壓構(gòu)件在繞非對(duì)稱(chēng)軸以外的恣意軸失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算其穩(wěn)定性。穩(wěn)時(shí)，應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算其穩(wěn)定性。第四章第

48、四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture 軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的部分穩(wěn)定軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的部分穩(wěn)定1 均勻受壓板件的屈曲均勻受壓板件的屈曲22crcr212(1)NEtktb22cr212(1)kEtb 板在彈性階段的臨界應(yīng)力表達(dá)式為：板在彈性階段的臨界應(yīng)力表達(dá)式為：思索塑性開(kāi)展的臨界應(yīng)力表達(dá)式：思索塑性開(kāi)展的臨界應(yīng)力表達(dá)式：第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Str

49、ucDesign Principles of Steel Structureture2 軸心受壓構(gòu)件部分穩(wěn)定的計(jì)算方法軸心受壓構(gòu)件部分穩(wěn)定的計(jì)算方法實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)滿足實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)滿足 yfcr我國(guó)鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范用限制板件寬厚比的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)部分穩(wěn)定的設(shè)我國(guó)鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)規(guī)范用限制板件寬厚比的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)部分穩(wěn)定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)那么。計(jì)準(zhǔn)那么。(100.1 ) 235/ybft翼緣翼緣ywfth/235)5 . 025(0腹板腹板工字形截面工字形截面第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign

50、Principles of Steel Structureture1 截面設(shè)計(jì)原那么截面設(shè)計(jì)原那么等穩(wěn)定性原那么等穩(wěn)定性原那么 寬肢薄壁寬肢薄壁實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)制造省工制造省工銜接方便銜接方便2. 截面選擇截面選擇NAf2求截面兩個(gè)主軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑求截面兩個(gè)主軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑0yyli 0 xxli 第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture對(duì)于型鋼截面，根據(jù)對(duì)于型鋼截面，根據(jù)A A、

51、ixix、iyiy查型鋼表，可選擇型鋼的型號(hào)查型鋼表，可選擇型鋼的型號(hào)附錄附錄8 8。對(duì)于焊接組合截面，根據(jù)截面的回轉(zhuǎn)半徑求截面輪廓尺寸。對(duì)于焊接組合截面，根據(jù)截面的回轉(zhuǎn)半徑求截面輪廓尺寸，即求高度，即求高度h h和寬度和寬度b b 。12;yxiihb3 3確定截面各板件尺寸確定截面各板件尺寸 對(duì)于焊接組合截面，由對(duì)于焊接組合截面，由 A A 和和 h h、b b ，根據(jù)構(gòu)造要求、部分，根據(jù)構(gòu)造要求、部分穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面一切其他尺寸。穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面一切其他尺寸。 h0和和b宜取宜取10mm的倍數(shù)，的倍數(shù)，t和和tw宜取宜取2mm的倍數(shù)且應(yīng)符合鋼板規(guī)的倍數(shù)且應(yīng)符合

52、鋼板規(guī)格，格，tw應(yīng)比應(yīng)比t小，但普通不小于小，但普通不小于4mm。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture3 截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算1強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算 N 軸心壓力設(shè)計(jì)值；軸心壓力設(shè)計(jì)值； An 壓桿的凈截面面積；壓桿的凈截面面積； f 鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 nNfA2 2剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算 max0maxil第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Stee

53、l StrucDesign Principles of Steel StructuretureN軸心壓力設(shè)計(jì)值，軸心壓力設(shè)計(jì)值， A構(gòu)件毛截面面積，構(gòu)件毛截面面積，資料設(shè)計(jì)強(qiáng)度資料設(shè)計(jì)強(qiáng)度軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。按不同公式計(jì)算。與截面類(lèi)型、軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。按不同公式計(jì)算。與截面類(lèi)型、構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比、所用鋼種有關(guān)、所用鋼種有關(guān) 。 3 3整體穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算fAN4 4部分穩(wěn)定驗(yàn)算部分穩(wěn)定驗(yàn)算對(duì)于熱軋型鋼截面，因板件的寬厚比較大，可不進(jìn)展部分穩(wěn)對(duì)于熱軋型鋼截面，因板件的寬厚比較大，可不進(jìn)展部分穩(wěn)定的驗(yàn)算。定的驗(yàn)算。(100.1 )235 /ybft翼緣翼緣ywfth/235

54、)5 .025(0腹板腹板第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture4.4 4.4 梁的整體穩(wěn)定梁的整體穩(wěn)定4.4.1 梁整體穩(wěn)定的概念梁整體穩(wěn)定的概念 梁受橫向荷載梁受橫向荷載P作用，當(dāng)作用，當(dāng)P添加到某一數(shù)值時(shí)，梁將在截面承載添加到某一數(shù)值時(shí)，梁將在截面承載力尚未充分發(fā)揚(yáng)之前忽然偏離原來(lái)的彎曲變形平面，發(fā)生側(cè)向撓曲和力尚未充分發(fā)揚(yáng)之前忽然偏離原來(lái)的彎曲變形平面，發(fā)生側(cè)向撓曲和改動(dòng)，使梁?jiǎn)适Ю^續(xù)承載的才干，這種景象稱(chēng)為梁的整體失穩(wěn)，

55、也稱(chēng)改動(dòng)，使梁?jiǎn)适Ю^續(xù)承載的才干，這種景象稱(chēng)為梁的整體失穩(wěn)，也稱(chēng)彎扭失穩(wěn)或側(cè)向失穩(wěn)。彎扭失穩(wěn)或側(cè)向失穩(wěn)。圖圖4.4.1 工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel StructuretureXXYY11XXYY 圖圖4.4.1 工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)梁維持其穩(wěn)定平衡形狀所承當(dāng)?shù)淖畲蠛奢d或最梁維持其穩(wěn)定平衡形狀所承當(dāng)?shù)淖畲蠛奢d或最大彎矩，稱(chēng)為臨界荷載或臨界彎矩。大彎矩，稱(chēng)為臨

56、界荷載或臨界彎矩。第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定加大梁的受壓翼緣或在加大梁的受壓翼緣或在梁的受壓翼緣加支撐可梁的受壓翼緣加支撐可提高梁的整體穩(wěn)定性。提高梁的整體穩(wěn)定性。梁可以看做是受拉構(gòu)件和受壓構(gòu)件的組合體。梁可以看做是受拉構(gòu)件和受壓構(gòu)件的組合體。受壓翼緣其弱軸為受壓翼緣其弱軸為1 -11 -1軸，但由于有腹板作延軸，但由于有腹板作延續(xù)支承，下翼緣和腹板下部均受拉，可以提續(xù)支承，下翼緣和腹板下部均受拉，可以提供穩(wěn)定的支承，壓力到達(dá)一定值時(shí)，只需繞供穩(wěn)定的支承，壓力到達(dá)一定值時(shí)，只需繞y y軸屈曲，側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和截面軸屈曲，側(cè)向屈曲后，彎矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然產(chǎn)生改動(dòng)。

57、的剪切中心重合，必然產(chǎn)生改動(dòng)。鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture4.4.2 梁整體穩(wěn)定適用算法梁整體穩(wěn)定適用算法1.1.單向受彎梁?jiǎn)蜗蚴軓澚?4.58ycrcrbRyyxxfMfWfbxxMfW 梁上翼緣的最大設(shè)計(jì)應(yīng)力；梁上翼緣的最大設(shè)計(jì)應(yīng)力；Mx對(duì)強(qiáng)軸彎曲的最大彎矩；對(duì)強(qiáng)軸彎曲的最大彎矩； Wx按受壓翼緣確定的毛截面模量；按受壓翼緣確定的毛截面模量； R抗力分項(xiàng)系數(shù)；抗力分項(xiàng)系數(shù)； f鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值鋼材的抗彎強(qiáng)度設(shè)計(jì)值=fy/ R； b 梁的整體穩(wěn)

58、定系數(shù)梁的整體穩(wěn)定系數(shù)第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture4.4.3 雙軸對(duì)稱(chēng)工字形截面簡(jiǎn)支梁純彎作用下的整體穩(wěn)定雙軸對(duì)稱(chēng)工字形截面簡(jiǎn)支梁純彎作用下的整體穩(wěn)定1 1臨界彎矩臨界彎矩1 1根本假定根本假定 1 1彎矩作用在最大剛度平面，屈曲時(shí)鋼梁處于彈性階彎矩作用在最大剛度平面，屈曲時(shí)鋼梁處于彈性階段；段； 2 2梁端為夾支座不能發(fā)生梁端為夾支座不能發(fā)生x,yx,y方向的位移，也不能發(fā)方向的位移，也不能發(fā)生繞生繞z z方向的轉(zhuǎn)動(dòng)有

59、側(cè)向支撐，可發(fā)生繞方向的轉(zhuǎn)動(dòng)有側(cè)向支撐，可發(fā)生繞x,yx,y軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；軸的轉(zhuǎn)動(dòng)；梁端截面不受約束，可自在翹曲。梁端截面不受約束，可自在翹曲。 3 3梁變形后，力偶矩與原來(lái)的方向平行梁變形后，力偶矩與原來(lái)的方向平行( (梁的變形屬小梁的變形屬小變形范圍變形范圍) )。圖圖4.4.1 工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)工字形截面簡(jiǎn)支梁整體彎扭失穩(wěn)第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture22ytcr22y1EIIGI lMlIEI(4.50)雙

60、軸對(duì)稱(chēng)工字形截面，在純彎曲作用下，梁整體失穩(wěn)的臨雙軸對(duì)稱(chēng)工字形截面，在純彎曲作用下，梁整體失穩(wěn)的臨界彎矩界彎矩Mcr:第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定 將將It， Iw，E,G 用詳細(xì)的數(shù)值代入可得。用詳細(xì)的數(shù)值代入可得。 251210.17 1014.4ycrytMAhh鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理鋼構(gòu)造設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StrucDesign Principles of Steel Structureture臨界應(yīng)力臨界應(yīng)力 :第四章第四章 構(gòu)件穩(wěn)定構(gòu)件穩(wěn)定251210.17 1014.4ycrcrxyxtMAhWWhcr將將 為為215N/mm2代入得梁整體