第6章軸心受力構(gòu)件 ppt課件

1、本科教學(xué)本科教學(xué) 第四章 軸心受力構(gòu)件鋼 結(jié) 構(gòu)同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪l 軸心受力構(gòu)件的特點和截面方式軸心受力構(gòu)件的特點和截面方式l 軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件l 實腹式軸心受壓構(gòu)件實腹式軸心受壓構(gòu)件l 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件l 柱頭和柱腳柱頭和柱腳第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪軸心受力構(gòu)件的截面方式軸心受力構(gòu)件的截面方式實實腹腹式式截截面面實腹式構(gòu)件比格實腹式構(gòu)件比格構(gòu)式構(gòu)件構(gòu)造簡構(gòu)式構(gòu)件構(gòu)造簡單，制造方便，單，制造方便，整體受力和抗剪整體受力和抗剪性能好，但截面性能好，但

2、截面尺寸較大時鋼材尺寸較大時鋼材用量較多；而格用量較多；而格構(gòu)式構(gòu)件容易實構(gòu)式構(gòu)件容易實現(xiàn)兩主軸方向的現(xiàn)兩主軸方向的等穩(wěn)定性，剛度等穩(wěn)定性，剛度較大，抗扭性能較大，抗扭性能較好，用料較省。較好，用料較省。格格構(gòu)構(gòu)式式截截面面實腹式組合截面實腹式組合截面型鋼截面型鋼截面格構(gòu)式組合截面格構(gòu)式組合截面第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(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 正常運用極限形狀正常運用極限形狀軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件剛度剛度 正常運用極限形狀正常運用極限形狀強(qiáng)度強(qiáng)度穩(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)

3、計軸心受力構(gòu)件的設(shè)計第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪6.2 6.2 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NfA6.2.1式中：式中： N 軸心力設(shè)計值；軸心力設(shè)計值； A 構(gòu)件的毛截面面積；構(gòu)件的毛截面面積； f 鋼材抗拉或抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。鋼材抗拉或抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。 第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 n/NAf圖圖6.2.1 截面減弱處的應(yīng)力分布截面減弱處的應(yīng)力分布NNNN0 max=30 fy (a)(a)彈性形狀應(yīng)力彈性形狀應(yīng)力(b)(b)極限形狀應(yīng)力極限形狀應(yīng)力nNfA6.2.2第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心

4、受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 軸心受力構(gòu)件均應(yīng)具有一定的剛度，以免產(chǎn)生過大的變形和振軸心受力構(gòu)件均應(yīng)具有一定的剛度，以免產(chǎn)生過大的變形和振動。通常用長細(xì)比動。通常用長細(xì)比l l來衡量，來衡量，l l越大，表示構(gòu)件剛度越小。因此設(shè)越大，表示構(gòu)件剛度越小。因此設(shè)計時應(yīng)使構(gòu)件長細(xì)比不超越規(guī)定的允許長細(xì)比：計時應(yīng)使構(gòu)件長細(xì)比不超越規(guī)定的允許長細(xì)比： 式中：式中：l lmax構(gòu)件最不利方向的最大長細(xì)比；構(gòu)件最不利方向的最大長細(xì)比； l0計算長度，取決于其兩端支承情況；計算長度，取決于其兩端支承情況； i回轉(zhuǎn)半徑；回轉(zhuǎn)半徑；l l 允許長細(xì)比允許長細(xì)比 ，查表，查表P115表表6.1，P117表表

5、6.2。 AIi maxyxmax),()(max0maxil6.2.2第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 理想軸心受壓構(gòu)件理想直，理想理想軸心受壓構(gòu)件理想直，理想 軸心受力當(dāng)其壓力小于某軸心受力當(dāng)其壓力小于某個值個值Ncr時，只需軸向緊縮變形和均勻壓應(yīng)力。到達(dá)該值時，時，只需軸向緊縮變形和均勻壓應(yīng)力。到達(dá)該值時，構(gòu)件能夠彎曲或改動，產(chǎn)生彎曲或改動應(yīng)力。此景象稱：構(gòu)件整體構(gòu)件能夠彎曲或改動，產(chǎn)生彎曲或改動應(yīng)力。此景象稱：構(gòu)件整體失穩(wěn)或整體屈曲。意指失去了原先的直線平衡方式的穩(wěn)定性。失穩(wěn)或整體屈曲。意指失去了原先的直線平衡方式的穩(wěn)定性。6.3 實腹式軸心受壓構(gòu)件實

6、腹式軸心受壓構(gòu)件軸心壓力N較小干擾力除去后，恢復(fù)到原直線平衡形狀N增大干擾力除去后，不能恢復(fù)到原直線平衡形狀,堅持微彎形狀N繼續(xù)增大干擾力除去后，彎曲變形依然迅速增大，迅速喪失承載力第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 理想的軸心受壓構(gòu)件理想的軸心受壓構(gòu)件( (桿件挺直、荷載無偏心、無初始桿件挺直、荷載無偏心、無初始應(yīng)力、無初彎曲、無初偏心、截面均勻等的失穩(wěn)方式分為應(yīng)力、無初彎曲、無初偏心、截面均勻等的失穩(wěn)方式分為: :彎曲失穩(wěn)彎曲失穩(wěn)改動失穩(wěn)改動失穩(wěn)彎扭失穩(wěn)彎扭失穩(wěn)第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪1 1彎曲失穩(wěn)彎曲失穩(wěn)只發(fā)生彎曲

7、變形，截面只繞一只發(fā)生彎曲變形，截面只繞一個主軸旋轉(zhuǎn)，桿縱軸由直線變?yōu)榍鷤€主軸旋轉(zhuǎn)，桿縱軸由直線變?yōu)榍€，是雙軸對稱截面常見的失穩(wěn)方線，是雙軸對稱截面常見的失穩(wěn)方式；式； 無缺陷的軸心受壓構(gòu)件無缺陷的軸心受壓構(gòu)件雙軸對稱的工型截面通常雙軸對稱的工型截面通常發(fā)生彎曲失穩(wěn)，構(gòu)件的變形發(fā)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)件由生了性質(zhì)上的變化，即構(gòu)件由直線方式改動為彎曲方式，且直線方式改動為彎曲方式，且這種變化帶有忽然性。這種變化帶有忽然性。NN NNN N( a )( b )( c )第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪2 2改動失穩(wěn)改動失穩(wěn)失穩(wěn)時除桿件的

8、支撐端外，各截面均繞縱軸改動，是十字失穩(wěn)時除桿件的支撐端外，各截面均繞縱軸改動，是十字形雙軸對稱截面能夠發(fā)生的失穩(wěn)方式；形雙軸對稱截面能夠發(fā)生的失穩(wěn)方式； 對某些抗扭剛度較差的軸心受壓構(gòu)件十字形截面，對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，穩(wěn)定平衡形狀不再堅持而發(fā)生微當(dāng)軸心壓力到達(dá)臨界值時，穩(wěn)定平衡形狀不再堅持而發(fā)生微改動。當(dāng)軸心力在略微添加，那么改動變形迅速增大而使構(gòu)改動。當(dāng)軸心力在略微添加，那么改動變形迅速增大而使構(gòu)件喪失承載才干，這種景象稱為改動失穩(wěn)。件喪失承載才干，這種景象稱為改動失穩(wěn)。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪3 3

9、彎扭失穩(wěn)彎扭失穩(wěn)單軸對稱截面繞對稱軸屈曲時，桿件發(fā)生彎曲變形的同時必單軸對稱截面繞對稱軸屈曲時，桿件發(fā)生彎曲變形的同時必然伴隨著改動。然伴隨著改動。 截面為單軸對稱截面為單軸對稱T T形截面的軸心受壓構(gòu)件繞對稱軸失形截面的軸心受壓構(gòu)件繞對稱軸失穩(wěn)時，由于截面形心和剪切中心不重合，在發(fā)生彎曲變形的同穩(wěn)時，由于截面形心和剪切中心不重合，在發(fā)生彎曲變形的同時必然伴隨有改動變形，這種景象稱為彎扭失穩(wěn)。時必然伴隨有改動變形，這種景象稱為彎扭失穩(wěn)。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 歐拉歐拉EulerEuler早在早在17661766年經(jīng)過對理想軸心壓桿的整體穩(wěn)定問年經(jīng)過對

10、理想軸心壓桿的整體穩(wěn)定問題進(jìn)展的研討，當(dāng)軸心力到達(dá)臨界值時，壓桿處于屈曲的微彎形題進(jìn)展的研討，當(dāng)軸心力到達(dá)臨界值時，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，求解后得到了著名的歐拉臨界力和歐拉臨界應(yīng)力。直到方程，求解后得到了著名的歐拉臨界力和歐拉臨界應(yīng)力。直到1919世紀(jì)才被實驗證明對細(xì)長柱是正確的世紀(jì)才被實驗證明對細(xì)長柱是正確的第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪NBzCyy屈 曲 彎 曲狀 態(tài)ANz0/22 NydzyEIdkzBkzAycossinEINk/222

11、2222/)/(/EAilEAlEINcr2crcr2NEA方程通解：方程通解：臨界力：臨界力：歐拉公式：歐拉公式：02 yky第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪6.3.12220222EAlEIlEINEcr22EEEAN6.3.2式中：式中：Ncr 歐拉臨界力，常計作歐拉臨界力，常計作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 構(gòu)件的計算長度系數(shù)構(gòu)件的計算長度系數(shù) 桿件長細(xì)比桿件長細(xì)比 = l/ii 回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑 i2=I/A方法思索。方法思索。彈性臨界應(yīng)力彈性臨界應(yīng)力第第6 6章軸心受力構(gòu)件章

12、軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪軸心受壓構(gòu)件的計算長度系數(shù)軸心受壓構(gòu)件的計算長度系數(shù) 表表6.3.16.3.1第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪PppcrfEfE :22或或長長細(xì)細(xì)比比(6.3.3)(6.3.4) 在歐拉臨界力公式的推導(dǎo)中，假定資料無限彈性、符合虎克定在歐拉臨界力公式的推導(dǎo)中，假定資料無限彈性、符合虎克定理理E E為常量，因此當(dāng)截面應(yīng)力超越鋼材的比例極限為常量，因此當(dāng)截面應(yīng)力超越鋼材的比例極限fpfp后，歐拉臨后，歐拉臨界力公式不再適用，式界力公式不再適用，式6.3.26.3.2應(yīng)滿足：應(yīng)滿足：只需長細(xì)比較大只需長細(xì)比較大llpllp的

13、軸心受壓構(gòu)件，才干滿足上式的要求。的軸心受壓構(gòu)件，才干滿足上式的要求。對于長細(xì)比較小對于長細(xì)比較小llpllp的軸心受壓構(gòu)件，截面應(yīng)力在屈曲前曾經(jīng)的軸心受壓構(gòu)件，截面應(yīng)力在屈曲前曾經(jīng)超越鋼材的比例極限，構(gòu)件處于彈塑性階段，應(yīng)按彈塑性屈曲計算超越鋼材的比例極限，構(gòu)件處于彈塑性階段，應(yīng)按彈塑性屈曲計算其臨界力。其臨界力。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪22202AElIENtttcr6.3.522ttE6.3.6式中：式中： Nt 切線模量臨界力切線模量臨界力 t 切線模量臨界應(yīng)力切線模量臨界應(yīng)力 Et 壓桿屈曲時資料的切線模量壓桿屈曲時資料的切線模量 非彈性臨界

14、應(yīng)力非彈性臨界應(yīng)力E=tgfp crfyEt=d/d1dd第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 cr cr 曲線可作為設(shè)計軸心受壓構(gòu)件的根據(jù)，因此又稱為柱曲線可作為設(shè)計軸心受壓構(gòu)件的根據(jù)，因此又稱為柱子曲線。子曲線。 用于理想壓桿分用于理想壓桿分枝失穩(wěn)分析的實際先枝失穩(wěn)分析的實際先由歐拉由歐拉EulerEuler提出，提出，后由香萊后由香萊(Shanley)(Shanley)用用切線模量實際完善了切線模量實際完善了分枝后的曲線。分枝后的曲線。 第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪初始缺陷初始缺陷幾何缺陷：初彎曲、初偏心等；幾何缺陷：初

15、彎曲、初偏心等；力學(xué)缺陷：剩余應(yīng)力、資料不均勻等。力學(xué)缺陷：剩余應(yīng)力、資料不均勻等。A A、產(chǎn)生的緣由、產(chǎn)生的緣由 焊接時的不均勻加熱和冷卻；焊接時的不均勻加熱和冷卻； 型鋼熱扎后的不均勻冷卻；型鋼熱扎后的不均勻冷卻； 板邊緣經(jīng)火焰切割后的熱塑性收縮；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。構(gòu)件冷校正后產(chǎn)生的塑性變形。其中焊接剩余其中焊接剩余應(yīng)力數(shù)值最大。應(yīng)力數(shù)值最大。B B、分布規(guī)律、分布規(guī)律 實測的剩余應(yīng)力分布較復(fù)雜而離散，分析時常采用其簡實測的剩余應(yīng)力分布較復(fù)雜而離散，分析時常采用其簡化分布圖。化分布圖。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈

16、德洪+-0.361fy0.361fy0.805fy0.805fy(a)熱扎工字鋼熱扎工字鋼0.3fy0.3fy0.3fy0.3fy0.3fy0.3fy(b)熱扎熱扎H型鋼型鋼fyfy(c)扎制邊焊接扎制邊焊接0.3fy0.3fy 1fy1fy(d)焰切邊焊接焰切邊焊接0.2fy0.2fyfyfy0.75fy0.75fy(e)焊接焊接0.53fy0.53fyfyfy 2fy2fy 2fy2fy( f )熱扎等邊角鋼熱扎等邊角鋼剩余應(yīng)力分布規(guī)律剩余應(yīng)力分布規(guī)律第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪=0.7fyfyA0.7fyfyfyB =fyfyC=N/A0fyfprf

17、y-rABC當(dāng)當(dāng)N/A0.7fyN/Afp=fy- r時，截面出現(xiàn)塑性區(qū)，應(yīng)力分布如圖。臨時，截面出現(xiàn)塑性區(qū)，應(yīng)力分布如圖。臨界應(yīng)力為：界應(yīng)力為：2tx22 ()4(6.3.9)24exxxxEItb hEEEItbh對軸屈曲時：3e332 () 12(6.3.10)212ytyyyyEItbEEEItb對軸屈曲時：22crcr22(6.3.8)eeNIIEIEAl AII 柱屈曲能夠的彎曲方式有兩種：沿強(qiáng)軸柱屈曲能夠的彎曲方式有兩種：沿強(qiáng)軸x x軸和沿弱軸軸和沿弱軸y y軸因此：軸因此：2cr2(6.3.11)xE23cr2(6.3.12)yEth ht b bb bxxy第第6 6章軸心受

18、力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 根據(jù)內(nèi)外力的平衡條件，建立根據(jù)內(nèi)外力的平衡條件，建立與與 crcr的關(guān)系式，并求的關(guān)系式，并求解，可將其畫成柱子曲線，如下；解，可將其畫成柱子曲線，如下；fy0歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線1.0crxcrxcrycryEE圖圖6.3.7 僅思索剩余應(yīng)力的柱子曲線僅思索剩余應(yīng)力的柱子曲線剩余應(yīng)力對弱軸的影響要大于對強(qiáng)軸的影響剩余應(yīng)力對弱軸的影響要大于對強(qiáng)軸的影響11。緣由是遠(yuǎn)離。緣由是遠(yuǎn)離弱軸的部分是剩余壓應(yīng)力最大的部分，而遠(yuǎn)離強(qiáng)軸的部分那么是兼弱軸的部分是剩余壓應(yīng)力最大的部分，而遠(yuǎn)離強(qiáng)軸的部分那么是兼有剩余壓應(yīng)力和剩余拉應(yīng)力。有剩余壓應(yīng)力和剩余拉應(yīng)

19、力。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪00sinzyl1. 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假定兩端鉸支壓桿的初彎曲曲線為：假定兩端鉸支壓桿的初彎曲曲線為：那么根據(jù)內(nèi)外力平衡條件，穩(wěn)定臨界平衡方程：那么根據(jù)內(nèi)外力平衡條件，穩(wěn)定臨界平衡方程：y0yNNM=N(y0+ y)zy 0yyNyEI 0sin1zyl00sin1zYyylm/21z lyy中點的撓度：中點的撓度：NNl/2l/2v0y0v1yzyv力學(xué)模型力學(xué)模型求解后可得到撓度求解后可得到撓度y y和總撓度和總撓度Y Y的曲線分別為的曲線分別為: :yEI x10102/zmlYY第第

20、6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪中點的彎矩為：中點的彎矩為：0mm1NMNY式中，式中，a=N/NEa=N/NE，NENE為歐拉臨界力；為歐拉臨界力；1/(1-a)1/(1-a)為初撓度放大系數(shù)或彎矩放大系為初撓度放大系數(shù)或彎矩放大系數(shù)。數(shù)。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：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：一旦施加荷載，桿即產(chǎn)生彎曲；一旦施加荷載，桿即產(chǎn)生彎曲； y y和和Y Y與與0 0成正比，隨成正比，隨N N的增的增大而加速增大，初彎曲越大跨中撓

21、度越大；大而加速增大，初彎曲越大跨中撓度越大； 初彎曲的存在使壓初彎曲的存在使壓桿承載力恒低于歐拉臨界力桿承載力恒低于歐拉臨界力NENE。當(dāng)撓度。當(dāng)撓度y y趨于無窮時，趨于無窮時，N N趨于趨于NE NE 第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪實踐壓桿并非無限彈性體，當(dāng)實踐壓桿并非無限彈性體，當(dāng)N N到達(dá)某值時，在到達(dá)某值時，在N N和和MmMm的共同作用的共同作用下，構(gòu)件中點截面邊緣纖維壓應(yīng)力會率先到達(dá)屈服點。假設(shè)鋼材下，構(gòu)件中點截面邊緣纖維壓應(yīng)力會率先到達(dá)屈服點。假設(shè)鋼材為完全彈塑性資料。當(dāng)撓度開展到一定程度時，構(gòu)件中點截面最為完全彈塑性資料。當(dāng)撓度開展到一定

22、程度時，構(gòu)件中點截面最大受壓邊緣纖維的應(yīng)力應(yīng)該滿足：大受壓邊緣纖維的應(yīng)力應(yīng)該滿足：0m11/1/yEMNNfAWAW AN N(6.3.19)00/()/W AN A0令截面核心矩 ，相對初彎曲，可解得以截面邊緣屈服為準(zhǔn)那么的臨界應(yīng)力：可解得以截面邊緣屈服為準(zhǔn)那么的臨界應(yīng)力：6.3.202y0Ey0E0yE(1)(1)22fff上式稱為佩利上式稱為佩利(Perry)(Perry)公式公式第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪0.50v0=3mm1.0Ym/0v0=1mmv0=0ENNABBA根據(jù)佩利根據(jù)佩利(Perry)公式求出的荷載公式求出的荷載N=A 0表示截面

23、邊緣纖維開場屈服時表示截面邊緣纖維開場屈服時的荷載，相當(dāng)于圖中的的荷載，相當(dāng)于圖中的A或或A點。點。隨著隨著N繼續(xù)添加，截面的一部分進(jìn)入繼續(xù)添加，截面的一部分進(jìn)入塑性形狀，撓度不再象完全彈性開展，塑性形狀，撓度不再象完全彈性開展，而是添加更快且不再繼續(xù)接受更多的而是添加更快且不再繼續(xù)接受更多的荷載。荷載。到達(dá)曲線到達(dá)曲線B或或B點時，截面塑性變形區(qū)曾經(jīng)開展的很深，要點時，截面塑性變形區(qū)曾經(jīng)開展的很深，要維持平衡必需隨撓度增大而卸載，曲線開場下降。與維持平衡必需隨撓度增大而卸載，曲線開場下降。與B或或B對應(yīng)的極限荷載對應(yīng)的極限荷載NB為有初彎曲構(gòu)件整體穩(wěn)定極限承載力，為有初彎曲構(gòu)件整體穩(wěn)定極限承

24、載力，又稱為壓潰荷載。又稱為壓潰荷載。求解極限荷載比較復(fù)雜，普通采用數(shù)值法。目前，我國規(guī)范求解極限荷載比較復(fù)雜，普通采用數(shù)值法。目前，我國規(guī)范GB50018GB50018仍采用邊緣纖維開場屈服時的荷載驗算軸心受壓構(gòu)件的仍采用邊緣纖維開場屈服時的荷載驗算軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定問題。穩(wěn)定問題。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪。桿桿件件長長細(xì)細(xì)比比，截截面面回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半徑徑；截截面面核核心心距距，式式中中：iliAWilWAlWAv 100011000100000施工規(guī)范規(guī)定的初彎曲最大允許值為施工規(guī)范規(guī)定的初彎曲最大允許值為 0=l/1000，那么相對初彎曲，那么相對

25、初彎曲為：為：由于不同的截面及不同由于不同的截面及不同的對稱軸，的對稱軸，i/不同，因不同，因此初彎曲對其臨界力的此初彎曲對其臨界力的影響也不一樣。影響也不一樣。fyfy0 歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線對對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對y y軸軸x xx xy yy y01000lcc對于焊接工字型截面軸心壓桿，對于焊接工字型截面軸心壓桿，對對x軸強(qiáng)軸軸強(qiáng)軸i/ 1.16；對對y軸弱軸軸弱軸 i/ 2.10。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪2. 2. 初偏心的影響初偏心的影響NNl/2l/2zyve0ye00e0e0yNNN(e 0+

26、y)zy0z將將k2=N/EI帶入上式，得：帶入上式，得：0eyNyEI 再彈性穩(wěn)定形狀下，根據(jù)內(nèi)外力平衡條件可得：再彈性穩(wěn)定形狀下，根據(jù)內(nèi)外力平衡條件可得：022ekyky 解此微分方程可得：解此微分方程可得：力學(xué)模型力學(xué)模型00tansincos1sec122klklyekzkze桿中點的撓度為：桿中點的撓度為：m0/2sec12z lENyyeN第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪1.00ve0=3mme0=1mme0=0ENNABBA僅思索初偏心軸心壓桿僅思索初偏心軸心壓桿的壓力的壓力撓度曲線撓度曲線 曲線的特點與初彎曲壓曲線的特點與初彎曲壓桿一樣，只不過

27、曲線過原點，桿一樣，只不過曲線過原點，可以以為初偏心與初彎曲的可以以為初偏心與初彎曲的影響類似，但其影響程度不影響類似，但其影響程度不同，初偏心的影響隨桿長的同，初偏心的影響隨桿長的增大而減小，當(dāng)初偏心與初增大而減小，當(dāng)初偏心與初彎曲相等時，初偏心的影響彎曲相等時，初偏心的影響更為不利，這是由于初偏心更為不利，這是由于初偏心境況中構(gòu)件從兩端開場就存境況中構(gòu)件從兩端開場就存在初始附加彎矩。在初始附加彎矩。其壓力其壓力撓度曲線如以下圖：撓度曲線如以下圖：第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 Euler公式從提出到軸心加載實驗證明花了約100年時間，闡明軸心加載的不易。

28、因此目前世界各國在研討鋼構(gòu)造軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定時，根本上都摒棄了理想軸心受壓構(gòu)件的假定，而以具有初始缺陷的實踐軸心受壓構(gòu)件作為研討的力學(xué)模型。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪NupNNbddaacc111初 彎 曲彈 性 曲 線初 彎 曲無 殘 余 應(yīng) 力初 彎 曲有 殘 余 應(yīng) 力v0v0v0v00Ymv0ym=+NzyNmyv0初 始狀 態(tài)圖圖6.6.1 極限承載力實際極限承載力實際6.4.1 實踐軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計算方法實踐軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計算方法6.4 實踐軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定實踐軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定彈性受力階段彈性受力階段Oa

29、1Oa1段，荷載段，荷載N N和最大總撓度和最大總撓度YmYm的關(guān)系曲線與只的關(guān)系曲線與只需初彎曲沒有剩余應(yīng)力時的彈性需初彎曲沒有剩余應(yīng)力時的彈性關(guān)系完全一樣。關(guān)系完全一樣。彈塑性受力階段彈塑性受力階段a1a11 1段，低段，低于只需初彎曲而無剩余應(yīng)力相應(yīng)于只需初彎曲而無剩余應(yīng)力相應(yīng)的彈塑性段。撓度隨荷載添加而的彈塑性段。撓度隨荷載添加而迅速增大，直到迅速增大，直到c1c1點。點。曲線的極值點曲線的極值點c1c1點表示構(gòu)件由穩(wěn)定平衡點表示構(gòu)件由穩(wěn)定平衡過渡到不穩(wěn)定平衡，相應(yīng)于過渡到不穩(wěn)定平衡，相應(yīng)于c1c1點的荷載點的荷載NuNu為臨界荷載為臨界荷載, ,相應(yīng)的應(yīng)力相應(yīng)的應(yīng)力scrscr為臨界

30、應(yīng)為臨界應(yīng)力。力。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 實踐軸心受壓構(gòu)件受剩余應(yīng)力、初彎曲、初偏心的影響，且影實踐軸心受壓構(gòu)件受剩余應(yīng)力、初彎曲、初偏心的影響，且影響程度還因截面外形、尺寸和屈曲方向而不同，因此每個實踐構(gòu)件響程度還因截面外形、尺寸和屈曲方向而不同，因此每個實踐構(gòu)件都有各自的柱子曲線。都有各自的柱子曲線。 規(guī)范在制定軸心受壓構(gòu)件的柱子曲線時，根據(jù)不同截面外形和規(guī)范在制定軸心受壓構(gòu)件的柱子曲線時，根據(jù)不同截面外形和尺寸、不同加工條件和相應(yīng)的剩余應(yīng)力分布和大小、不同的彎曲屈尺寸、不同加工條件和相應(yīng)的剩余應(yīng)力分布和大小、不同的彎曲屈曲方向以及曲方向以及l(fā)/

31、1000l/1000的初彎曲，按照極限承載力實際，采用數(shù)值積分的初彎曲，按照極限承載力實際，采用數(shù)值積分法，對多種實腹式軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲算出了近法，對多種實腹式軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲算出了近200200條柱子曲線。條柱子曲線。 規(guī)范將這些曲線分成四組，也就是將分布帶分成四個窄帶，取每規(guī)范將這些曲線分成四組，也就是將分布帶分成四個窄帶，取每組的平均值曲線作為該組代表曲線，給出組的平均值曲線作為該組代表曲線，給出a、b、c、d四條柱子曲線，四條柱子曲線，如圖如圖6.6.2。歸屬。歸屬a、b、c、d四條曲線的軸心受壓構(gòu)件截面分類見表四條曲線的軸心受壓構(gòu)件截面分類見表6.6.1和表和表6.6.2。第

32、第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪圖圖6.6.2的柱子曲線的柱子曲線第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪ycrcrRyRfNfAfNfA即： 式中：式中：N軸心壓力設(shè)計值；軸心壓力設(shè)計值；A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)；與截面類型、構(gòu)件長細(xì)比軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)；與截面類型、構(gòu)件長細(xì)比l l、所、所用鋼種有關(guān)?？筛鶕?jù)用鋼種有關(guān)?？筛鶕?jù)(P127表表6.3和表和表6.6)的截面分類和構(gòu)件長細(xì)比，按的截面分類和構(gòu)件長細(xì)比，按附錄二附表附錄二附表2.12.6查出。查出。 資料設(shè)計強(qiáng)度。資料設(shè)計強(qiáng)度。第第6 6章軸

33、心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪n0.215yfE當(dāng)當(dāng) 時，時，n0.215yfE當(dāng)當(dāng) 時，時，2cr1ny1f 6.6.322222cr23nn23nnnny()()4/ 2f 6.6.6規(guī)范采用最小二乘法將各類截面的穩(wěn)定系數(shù)值規(guī)范采用最小二乘法將各類截面的穩(wěn)定系數(shù)值擬合成數(shù)學(xué)公式表達(dá)：擬合成數(shù)學(xué)公式表達(dá)：系數(shù)系數(shù) 1 2 3 表表6.6.3 構(gòu)件類別構(gòu)件類別 1 2 1a0.610.9860.152b0.650.9650.300c n 1.050.730.9060.595 n 1.051.2160.302d n 1.050.730.8680.915 n 1.051.37

34、50.632第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪xxyyyoyyxoxxilil 對于雙軸對稱十字形截面，為了防止改動屈曲，尚應(yīng)滿足：對于雙軸對稱十字形截面，為了防止改動屈曲，尚應(yīng)滿足：懸懸伸伸板板件件寬寬厚厚比比?；蚧?tbtbyx07. 5 截面為單軸對稱構(gòu)件：截面為單軸對稱構(gòu)件：xxyyxoxxilx 軸軸：繞繞非非對對稱稱軸軸 繞對稱軸繞對稱軸y軸屈曲時，普通為彎扭屈曲，其臨界軸屈曲時，普通為彎扭屈曲，其臨界力低于彎曲屈曲，所以計算時，以換算長細(xì)比力低于彎曲屈曲，所以計算時，以換算長細(xì)比l lyz替代替代l ly ，計算公式如下：，計算公式如下：xxyyb

35、 bt t 截面為雙軸對稱或極對稱構(gòu)件：截面為雙軸對稱或極對稱構(gòu)件：第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪122222222220014 12yzyzyzyzei 222022220025.7ztxyi AIIlieii。構(gòu)構(gòu)件件，取取或或兩兩端端嵌嵌固固完完全全約約束束的的翹翹曲曲對對兩兩端端鉸鉸接接端端部部可可自自由由扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)屈屈曲曲的的計計算算長長度度，；面面近近似似取取、十十字字形形截截面面和和角角形形截截雙雙角角鋼鋼組組合合軋軋制制、雙雙板板焊焊接接、形形截截面面毛毛截截面面扇扇性性慣慣性性矩矩；對對毛毛截截面面抗抗扭扭慣慣性性矩矩；扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)屈屈曲曲的的換

36、換算算長長細(xì)細(xì)比比徑徑；截截面面對對剪剪心心的的極極回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半毛毛截截面面面面積積；距距離離；截截面面形形心心至至剪剪切切中中心心的的式式中中：ytzlllIIIiAe0000)(T 第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪yytbaA A、等邊單角鋼截面，圖、等邊單角鋼截面，圖a a40220220040.850.5410.544.78113.5yyzyyyyyzbb tlbltltbb tlbtb當(dāng)時：當(dāng)時：B B、等邊雙角鋼截面，圖、等邊雙角鋼截面，圖b byybbb b40220220040.4750.5810.583.9118.6yyzyyyyyzbb t

37、lbl tl tbb tlbtb當(dāng)時：當(dāng)時：第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪C C、長肢相并的不等邊角鋼截面，圖、長肢相并的不等邊角鋼截面，圖c 090.4810.485.1117.4yyzyyyyyzbbtlbl tl tbbtlbtb當(dāng)時:當(dāng)時：yyb2b2b1c cD D、短肢相并的不等邊角鋼截面，圖、短肢相并的不等邊角鋼截面，圖d dyyb2b1b1d d1012201104110.560.563.7152.7yyzyyyyzb tlbl tbb tlbtb當(dāng)時，近似?。寒?dāng)時：第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)

38、件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪uub 當(dāng)計算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸當(dāng)計算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸u u軸軸) )穩(wěn)定時，可按下式計算換算長細(xì)比，并按穩(wěn)定時，可按下式計算換算長細(xì)比，并按b b類截面確定類截面確定值：值：402200000.250.6910.695.4uuzuuuuzuuubb tlbl tbb tlbtliu當(dāng)時：當(dāng)時：式中：，構(gòu)件對 軸的長細(xì)比。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪1.1.無任何對稱軸且又非極對稱的截面單面銜接的不等邊角無任何對稱軸且又非極對稱的截面單面銜接的不等邊角鋼除外不宜用作軸心受壓構(gòu)件；鋼除外不宜用作軸心受壓構(gòu)件；2.2.單面銜

39、接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，思索強(qiáng)度折減系數(shù)后，單面銜接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，思索強(qiáng)度折減系數(shù)后，可不思索彎扭效應(yīng)的影響；可不思索彎扭效應(yīng)的影響；y yy yx xx x實軸實軸虛虛軸軸第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪1. 按軸心受力計算強(qiáng)度和銜接乘以系數(shù)按軸心受力計算強(qiáng)度和銜接乘以系數(shù) 0.85；2. 按軸心受壓計算穩(wěn)定性：按軸心受壓計算穩(wěn)定性： 等邊角鋼乘以系數(shù)等邊角鋼乘以系數(shù)0.6+0.0015，且不大于，且不大于1.0； 短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) 0.5+0.0025，且不大，且不大于于1.0； 長邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)

40、長邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) 0.70；3. 對中間無連系的單角鋼壓桿，對中間無連系的單角鋼壓桿， 按最小回轉(zhuǎn)半徑計算按最小回轉(zhuǎn)半徑計算，當(dāng)，當(dāng) 16mm，截面無減弱，試計算該軸心受壓構(gòu)件的截面無減弱，試計算該軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。整體穩(wěn)定性。y-2508-25026ycyxx解解 1、截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計算、截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計算截面面積：截面面積：2250 24250 88000mmA 截面形心：截面形心：250 8 (125 12)34.25mm8000cy 第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪32327411250 24250 24 34.258 25

41、01212250 8 (12522.25)3.886 10 mmxI 慣性矩：慣性矩：3374124 250250 83.126 10 mm12yI 回轉(zhuǎn)半徑：回轉(zhuǎn)半徑：73.126 1062.5mm8000yyIiA73886 1069.7mm8000 xxIiA長細(xì)比：長細(xì)比：30004862.5yyyli30004369.7xxxliy-2508-25026ycyxx第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪222222200234.2569.762.59937mmxyieii對于對于T形截面形截面 I 033641(250 24250 8 )1.195 10 m

42、m3tI 2 2、整體穩(wěn)定性驗算、整體穩(wěn)定性驗算由于繞對稱軸由于繞對稱軸y軸屬于彎扭失穩(wěn)，必需計算換算長細(xì)比軸屬于彎扭失穩(wěn)，必需計算換算長細(xì)比 yz T形截面的剪力中心在翼緣板和腹板中心線的交點，所以剪力形截面的剪力中心在翼緣板和腹板中心線的交點，所以剪力中心距形心的間隔中心距形心的間隔e0等于等于yc。即：。即：034.25mme 2220625.7 9937 800025.71709.661.195 10zti AIIl122222222202011()4 152.4522yzyzyzyzei 第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪yzx截面關(guān)于截面關(guān)于x軸和軸

43、和y軸均屬于軸均屬于b類，類，查表得：查表得：0.78834552.4563.55235235yyzf整體穩(wěn)定性不滿足要求。整體穩(wěn)定性不滿足要求。 從以上兩個例題可以看出，例題2的截面只是把例題1的工字形截面的下翼緣并入上翼緣，因此兩種截面繞腹板軸線的慣性矩和長細(xì)比是一樣的。只因例題2的截面是T形截面，在繞對稱軸失穩(wěn)時屬于彎扭失穩(wěn)，使臨界應(yīng)力設(shè)計值有所降低。3222000 10317N/mm295N/mm0.788 8000NfA3172957%295第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪( a )( b ) 在外壓力作用下，截面的某些部分在外壓力作用下，截面的某些

44、部分板件，不能繼續(xù)維持平面平衡形狀而板件，不能繼續(xù)維持平面平衡形狀而產(chǎn)生凸曲景象，稱為部分失穩(wěn)。部分失穩(wěn)產(chǎn)生凸曲景象，稱為部分失穩(wěn)。部分失穩(wěn)會降低構(gòu)件的承載力。會降低構(gòu)件的承載力。6.5 軸心受壓實腹構(gòu)件的部分穩(wěn)定軸心受壓實腹構(gòu)件的部分穩(wěn)定222xcrcrx)1 (12btEktNc6.5.8第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪22cr212(1)kEtbc 6.5.1 彈性模量修正系數(shù)，根據(jù)閱歷：彈性模量修正系數(shù)，根據(jù)閱歷：y220.101310.0248yffEE6.5.2 構(gòu)件兩方向長細(xì)比的較大值。構(gòu)件兩方向長細(xì)比的較大值。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力

45、構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪yfcr1222y12(1)kEbtfc 6.5.1*即板件的臨界應(yīng)力不小于構(gòu)件整體穩(wěn)定的臨界應(yīng)力即板件的臨界應(yīng)力不小于構(gòu)件整體穩(wěn)定的臨界應(yīng)力第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪ywfth/235)5 . 025(00y(150.2 ) 235/hft0y(130.17 ) 235/hfty100.1235/bft第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪ywfthtb/2354000或)/235(100yftDh0tth0h0b b twtw(a)(b )(c)(d )b0wttwttDtt30,30100

46、100式中：構(gòu)件兩方向長細(xì)比較大值，當(dāng)時 ?。划?dāng)時，取。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪2對于對于H形、工字形和箱形截面腹板高厚形、工字形和箱形截面腹板高厚比不滿足規(guī)定時，也可以設(shè)縱向加勁肋來比不滿足規(guī)定時，也可以設(shè)縱向加勁肋來加強(qiáng)腹板。加強(qiáng)腹板。 縱向加勁肋與翼緣間的腹板，縱向加勁肋與翼緣間的腹板，應(yīng)滿足高厚比限值。應(yīng)滿足高厚比限值。 縱向加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對配置，其縱向加勁肋宜在腹板兩側(cè)成對配置，其一側(cè)的外伸寬度一側(cè)的外伸寬度bz10tw，厚度，厚度tz0.75tw。 橫向加勁肋的尺寸應(yīng)滿足外伸寬度橫向加勁肋的尺寸應(yīng)滿足外伸寬度bsh0/30+60mm，

47、厚度，厚度ts bs /15。縱向加勁肋縱向加勁肋橫橫向向加加勁勁肋肋bz10twtz0.75twh0bsb+40mm0hs3003hh0橫 向加 勁 勒加 勁 勒縱 向s15btssb2 0 tw2 3 5 fy( a )( b )bz10twtz0 .7 5wttwatw第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪yxyx或6.6 實腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計實腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪fNA0yyli 0 xxli 第第6 6章軸心受力

48、構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪系數(shù)。、式中：2121;yxibih43. 0 xih24. 0yibh0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6mm。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪構(gòu)件的截面驗算：構(gòu)件的截面驗算： A A、截面有減弱時，進(jìn)展強(qiáng)度驗算；、截面有減弱時，進(jìn)展強(qiáng)度驗算； B B、整體穩(wěn)定驗算；、整體穩(wěn)定驗算； C C、部分穩(wěn)定驗算；、部分穩(wěn)定驗算； 對于熱軋型鋼截面，因板件的寬厚比較大，可不對于熱軋型鋼截面，因板件的

49、寬厚比較大，可不進(jìn)展部分穩(wěn)定的驗算。進(jìn)展部分穩(wěn)定的驗算。 D D、剛度驗算：、剛度驗算： 可與整體穩(wěn)定驗算同時進(jìn)展?？膳c整體穩(wěn)定驗算同時進(jìn)展。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪式中：式中： N 軸心壓力設(shè)計值；軸心壓力設(shè)計值； 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)計值。鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計值。 nNfA6.2.2 式中：式中：N軸心壓力設(shè)計值，軸心壓力設(shè)計值， A構(gòu)件毛截面面積，構(gòu)件毛截面面積，資料設(shè)計強(qiáng)度資料設(shè)計強(qiáng)度軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。與截面類型、構(gòu)件長細(xì)比軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。與截面類型、構(gòu)件長細(xì)比l l、所用鋼、所用鋼種有關(guān)

50、種有關(guān) 。 AfNfAN第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 max0maxil6.2.6ywfth/235)5 . 025(0y/2351 . 010ftb6.5.66.5.3第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪bs橫向加勁肋橫向加勁肋3h03h0h0ts大型實腹式構(gòu)件應(yīng)在受有較大橫向力處、在運輸單大型實腹式構(gòu)件應(yīng)在受有較大橫向力處、在運輸單元的端部以及其它需求處設(shè)置橫隔。橫隔的中距不元的端部以及其它需求處設(shè)置橫隔。橫隔的中距不得大于柱截面較大寬度的得大于柱截面較大寬度的9倍，也不得大于倍，也不得大于8m。 對于組合截面，其翼緣與腹

51、板間的焊縫受力較小，對于組合截面，其翼緣與腹板間的焊縫受力較小，可不于計算，按構(gòu)造選定焊腳尺寸即可?？刹挥谟嬎悖礃?gòu)造選定焊腳尺寸即可。對于實腹式柱，當(dāng)腹板的高厚比對于實腹式柱，當(dāng)腹板的高厚比h0/tw80時，為提高柱的抗扭剛時，為提高柱的抗扭剛度，防止腹板在運輸和施工中發(fā)生過大的變形，應(yīng)設(shè)橫向加勁肋，度，防止腹板在運輸和施工中發(fā)生過大的變形，應(yīng)設(shè)橫向加勁肋，要求如下：要求如下： 橫向加勁肋間距橫向加勁肋間距3h0； 橫向加勁肋的外伸寬度橫向加勁肋的外伸寬度bsh0/30+60 mm； 橫向加勁肋的厚度橫向加勁肋的厚度tsbs/15。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系

52、沈德洪xxxxyyyy第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪90235yf714.0 xy0.621223dmincm8.11910215621.0101600fNAcm67.6906000 xxlicm33.3903000yyli第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪32221600 10199.84N / mm205N / mm0.5914 135.38 10NfA 15026.2701.22600 x0 xxil 15034.9418.3300y0yyilyyyy94.344.20.5916235f由，查附表得xy第第6 6章軸心受

53、力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪60235yf807. 0223cm2 .9210215807.0101600fNAcm0 .10606000 xxlicm0 . 5603000yyli第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪2223mm/N215mm/N12.2091018.9283. 0101600fAN 1506 .558 .10600 x0 xxil 1507 .4729. 6300y0yyil83. 0446 .55235xxyx得，查附表由f6 .55x類，故取長細(xì)比較大值值均屬軸軸和因?qū)yx第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué)

54、 建筑工程系 沈德洪cm2343. 0100.43xihcm2124. 0524. 0yib60235yf807.0223dcm2 .9210215807.0101600fNAcm0 .10606000 xxlicm0 .5603000yyli第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪433cm36458 .025254 .12121yI433cm13250252 .248 .2725121xIcm36.6903645AIiyycm13.129013250AIixx第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪2223mm/N215mm/N20710

55、90859. 0101600fAN859. 04446.49235xxyx得，查附表由f46.49x類，故取長細(xì)比較大值值均屬軸軸和因?qū)yx 15046.4913.12600 xoxxil 15009.4737.6300yoyyil第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪59.1423523556.491 .0109 .814282501tb75.4923523556.495 . 02525.3182500wth比較上面比較上面3種截面耗材熱軋工字型鋼：種截面耗材熱軋工字型鋼： A.38cm2 熱軋熱軋H型鋼：型鋼：A=92cm2； 組合工字鋼：組合工字鋼：A=90

56、cm2第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪6.7 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件圖圖6.7.1 格構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件綴條綴條 肢件肢件綴板綴板肢件肢件l1 第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪圖圖6.7.2 格構(gòu)式柱的截面型式格構(gòu)式柱的截面型式(b)x xx xy yy y虛軸虛軸虛虛軸軸x xx xy yy y虛軸虛軸虛虛軸軸xyxyxy(a)虛軸虛軸虛軸虛軸虛軸虛軸實軸實軸實軸實軸第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪柱 腳yyxxx11柱 腳( 實 軸 )xxy1y( 虛 軸 )( 虛 軸 )y

57、1x( 實 軸 )y柱 頭柱 身柱 身ll綴 板l = l綴條柱 頭綴條和綴板綴條和綴板普通設(shè)置在分肢翼緣兩側(cè)平面內(nèi)，其作用是將各普通設(shè)置在分肢翼緣兩側(cè)平面內(nèi)，其作用是將各分肢連成整體，使其共同受力，并接受繞虛軸彎分肢連成整體，使其共同受力，并接受繞虛軸彎曲時產(chǎn)生的剪力。曲時產(chǎn)生的剪力。綴條用斜桿組成或斜桿與橫桿共同組成，它們與綴條用斜桿組成或斜桿與橫桿共同組成，它們與分肢翼緣組成桁架體系；綴板常用鋼板，與分肢分肢翼緣組成桁架體系；綴板常用鋼板，與分肢翼緣組成剛架體系。翼緣組成剛架體系。格構(gòu)式構(gòu)件截面中，經(jīng)過分肢腹板的主軸叫實格構(gòu)式構(gòu)件截面中，經(jīng)過分肢腹板的主軸叫實軸，經(jīng)過分肢綴件的主軸叫虛軸

58、。軸，經(jīng)過分肢綴件的主軸叫虛軸。盡能夠做到等穩(wěn)定性要求。盡能夠做到等穩(wěn)定性要求。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪得。并按相應(yīng)的截面分類查由yyy)2 . 4 . 6( fAN那么穩(wěn)定計那么穩(wěn)定計算：算：y yy yx xx x實軸實軸虛虛軸軸對于常見的格構(gòu)式截面方式，只能產(chǎn)生彎曲屈曲。對于常見的格構(gòu)式截面方式，只能產(chǎn)生彎曲屈曲。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪1x2xcrAAEcossin2221x222x0 xcossinAA20 xcrE2VV 規(guī)范在設(shè)計上

59、用換算長細(xì)比規(guī)范在設(shè)計上用換算長細(xì)比0 x替代對替代對x軸的長細(xì)比軸的長細(xì)比x來思來思索剪切變形對臨界力的影響。索剪切變形對臨界力的影響。第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪cossin/2227cossin/221x2x0 x27AA10 20 30 60 50 60 70 80 90 (度度)10080606020027 cossin22的關(guān)系曲線如右圖：與由于)cos(sin221x222x0 xcossinAA第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪2122112k2x0 x6.7.5 1相應(yīng)分肢長細(xì)比相應(yīng)分肢長細(xì)比 1l1/i1

60、k綴板與分肢線剛度比值綴板與分肢線剛度比值k(Ib/c)/(I1/l1)212x0 x 1分肢對最小剛度軸的長細(xì)比分肢對最小剛度軸的長細(xì)比 1l01/i1第第6 6章軸心受力構(gòu)件章軸心受力構(gòu)件同濟(jì)大學(xué) 建筑工程系 沈德洪 max構(gòu)件兩方向長細(xì)比對虛軸取換算長細(xì)比的較大值；構(gòu)件兩方向長細(xì)比對虛軸取換算長細(xì)比的較大值；max17 .06.7.7405 . 01max1且6.7.8當(dāng)當(dāng) max b/50=278/50=5.6mmt=8mm b/50=278/50=5.6mm。驗算隔板抗剪、抗彎強(qiáng)度：驗算隔板抗剪、抗彎強(qiáng)度：NRV178000max22max/125/12482701780005 .