1、概述概述4.1實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定4.3軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及剛度軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及剛度4.2實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定4.4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)4.5格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件4.6 軸心受壓柱的柱頭與柱角軸心受壓柱的柱頭與柱角4.7學(xué)習(xí)情境四學(xué)習(xí)情境四 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 4.1 4.1 概述概述圖圖4-1 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件NN1.1.受力特點(diǎn)受力特點(diǎn)（1 1）作用在構(gòu)件上的荷載是）作用在構(gòu)件上的荷載是 軸心壓力或軸心拉力；軸心壓力或軸心拉力；（2 2）節(jié)點(diǎn)鉸支。）

2、節(jié)點(diǎn)鉸支。 主要用于承重結(jié)構(gòu)，如：桁架、網(wǎng)架、塔架和支主要用于承重結(jié)構(gòu)，如：桁架、網(wǎng)架、塔架和支撐結(jié)構(gòu)等。撐結(jié)構(gòu)等。 2.2.應(yīng)用應(yīng)用3.3.截面型式截面型式 圖圖4-2 4-2 軸心受力構(gòu)件截面形式軸心受力構(gòu)件截面形式a)b) 熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼、實(shí)腹式組合、熱軋型鋼、冷彎薄壁型鋼、實(shí)腹式組合、格構(gòu)式組合。格構(gòu)式組合。二、軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)二、軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)工作任務(wù)：設(shè)計(jì)組成以下結(jié)構(gòu)中的桿件工作任務(wù)：設(shè)計(jì)組成以下結(jié)構(gòu)中的桿件任務(wù)分析任務(wù)分析主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容：主要包括四個(gè)方面的內(nèi)容：1 1、強(qiáng)度、強(qiáng)度 2 2、剛度、剛度3 3、整體穩(wěn)定、整體穩(wěn)定 4 4、局部穩(wěn)定、局部穩(wěn)定 4.

3、2 4.2 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及剛度軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度及剛度 fANn式中，式中， NN荷載引起的軸心拉力或壓力荷載引起的軸心拉力或壓力 A An n凈截面面積凈截面面積 ff鋼材抗拉或抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度鋼材抗拉或抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度一、軸心受力構(gòu)件的一、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度強(qiáng)度要求：凈截面平均應(yīng)力不超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度。要求：凈截面平均應(yīng)力不超過(guò)設(shè)計(jì)強(qiáng)度。1、驗(yàn)算公式、驗(yàn)算公式(除高強(qiáng)螺栓摩擦型連接處除高強(qiáng)螺栓摩擦型連接處)：1(1 0.5)nnNfnA2、驗(yàn)算公式、驗(yàn)算公式(高強(qiáng)螺栓摩擦型連接處高強(qiáng)螺栓摩擦型連接處)：NfA需同時(shí)滿足要求需同時(shí)滿足要求二、軸心受力構(gòu)件的二、軸心受力構(gòu)件的剛度剛度軸心受力構(gòu)件的剛度

4、是以他的軸心受力構(gòu)件的剛度是以他的長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比來(lái)衡量的。來(lái)衡量的。 il0式中式中 構(gòu)件最不利方向的長(zhǎng)細(xì)比，一般為構(gòu)件最不利方向的長(zhǎng)細(xì)比，一般為 兩主軸方向長(zhǎng)細(xì)比的較大值兩主軸方向長(zhǎng)細(xì)比的較大值. . x = lox/ ix， y = loy/ iy lo-相應(yīng)方向的構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度相應(yīng)方向的構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度 i -相應(yīng)方向的截面回轉(zhuǎn)半徑相應(yīng)方向的截面回轉(zhuǎn)半徑 -受拉或受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比。受拉或受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比。例題例題 4.1 試確定如圖所示截面的軸心受拉桿的最大試確定如圖所示截面的軸心受拉桿的最大承載能力設(shè)計(jì)值和最大容許計(jì)算長(zhǎng)度，鋼材為承載能力設(shè)計(jì)值和最大容許計(jì)算長(zhǎng)度，鋼材為Q235，容許長(zhǎng)

5、細(xì)比為容許長(zhǎng)細(xì)比為350。解：最大承載能力設(shè)計(jì)值：解：最大承載能力設(shè)計(jì)值： f=215N/mm2查附表：查附表：A=219.26=38.52cm2ix=3.05cm,iy=4.52cm按強(qiáng)度條件按強(qiáng)度條件NfA=215*38.52=828.18KN查表：查表：按剛度要求，按剛度要求， 350 350 3.0510.675oxxlim4.3 4.3 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定的整體穩(wěn)定一、關(guān)于穩(wěn)定問(wèn)題的概述一、關(guān)于穩(wěn)定問(wèn)題的概述(a)穩(wěn)定：擾動(dòng)變形可以恢復(fù)；穩(wěn)定：擾動(dòng)變形可以恢復(fù)；(b)臨界臨界( (中性平衡中性平衡) )：維持?jǐn)_動(dòng)狀態(tài)；：維持?jǐn)_動(dòng)狀態(tài)；(c)不穩(wěn)定：擾動(dòng)變形

6、持續(xù)增加；不穩(wěn)定：擾動(dòng)變形持續(xù)增加；二、理想軸心受壓構(gòu)件的受力性能二、理想軸心受壓構(gòu)件的受力性能1 1、理想軸心受壓構(gòu)件、理想軸心受壓構(gòu)件桿件本身是絕對(duì)直桿，材料均勻，各向同性；桿件本身是絕對(duì)直桿，材料均勻，各向同性；無(wú)荷載偏心，無(wú)初始應(yīng)力，壓力作用線與形心縱軸重合；無(wú)荷載偏心，無(wú)初始應(yīng)力，壓力作用線與形心縱軸重合；2 2、整體失穩(wěn)（屈曲）現(xiàn)象、整體失穩(wěn)（屈曲）現(xiàn)象 軸心壓桿在截面上的平均應(yīng)力低于屈服點(diǎn)的軸心壓桿在截面上的平均應(yīng)力低于屈服點(diǎn)的情況下，由于變形（可能是情況下，由于變形（可能是彎曲彎曲，也可能是，也可能是扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)或或彎扭彎扭）過(guò)大，處于不穩(wěn)定狀態(tài)而喪失承載能力。）過(guò)大，處于不穩(wěn)定狀

7、態(tài)而喪失承載能力。這種現(xiàn)象稱為這種現(xiàn)象稱為整體失穩(wěn)。整體失穩(wěn)。3 3、整體失穩(wěn)（屈曲）形式、整體失穩(wěn)（屈曲）形式彎曲彎曲失穩(wěn)失穩(wěn)雙軸對(duì)稱截面的軸壓桿雙軸對(duì)稱截面的軸壓桿扭轉(zhuǎn)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)失穩(wěn)長(zhǎng)細(xì)比不大，而板件較薄的十字形截面長(zhǎng)細(xì)比不大，而板件較薄的十字形截面彎扭彎扭失穩(wěn)失穩(wěn)截面無(wú)對(duì)稱或單軸對(duì)稱截面無(wú)對(duì)稱或單軸對(duì)稱4 4、兩類穩(wěn)定問(wèn)題、兩類穩(wěn)定問(wèn)題（1）第一類穩(wěn)定問(wèn)題）第一類穩(wěn)定問(wèn)題a.存在兩種平衡狀態(tài)存在兩種平衡狀態(tài)直線平衡直線平衡直線平衡直線平衡彎曲平衡彎曲平衡N Ncr。Ncr。Ncr。N Ncr。彎曲破壞彎曲破壞失去直線失去直線平衡平衡直線平衡直線平衡曲線平衡曲線平衡 b.失穩(wěn)前后變形狀失穩(wěn)前

8、后變形狀態(tài)不同態(tài)不同特點(diǎn)：特點(diǎn)：（2）第二類穩(wěn)定問(wèn)題）第二類穩(wěn)定問(wèn)題只存在曲線平衡狀態(tài)，失穩(wěn)前后變形狀態(tài)一樣只存在曲線平衡狀態(tài)，失穩(wěn)前后變形狀態(tài)一樣5 5、歐拉臨界力和臨界應(yīng)力、歐拉臨界力和臨界應(yīng)力AElEINcr2220222EANcrcrE材料的彈性模量材料的彈性模量l0構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度 取值見(jiàn)表取值見(jiàn)表3-9I構(gòu)件截面繞屈曲方向構(gòu)件截面繞屈曲方向 中和軸的慣性矩中和軸的慣性矩EI構(gòu)件的抗彎剛度構(gòu)件的抗彎剛度 構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比 截面繞屈曲方向截面繞屈曲方向的回轉(zhuǎn)半徑的回轉(zhuǎn)半徑ll0il0i三、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的受力性能三、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的受力性能1、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件與理想

9、構(gòu)件的區(qū)別、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件與理想構(gòu)件的區(qū)別存在殘余應(yīng)力存在殘余應(yīng)力存在初彎曲存在初彎曲存在初偏心存在初偏心N。y02、失穩(wěn)過(guò)程、失穩(wěn)過(guò)程第二類穩(wěn)定問(wèn)題第二類穩(wěn)定問(wèn)題3、初始缺陷對(duì)構(gòu)件屈曲臨界力的影響、初始缺陷對(duì)構(gòu)件屈曲臨界力的影響課前提問(wèn)課前提問(wèn)1 1、軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括哪些方面的內(nèi)容？、軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)包括哪些方面的內(nèi)容？2 2、軸心受力構(gòu)件的剛度是以什么來(lái)衡量的？、軸心受力構(gòu)件的剛度是以什么來(lái)衡量的？3 3、整體穩(wěn)定系數(shù)與哪些因素有關(guān)？、整體穩(wěn)定系數(shù)與哪些因素有關(guān)？四、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件四、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性穩(wěn)定性的實(shí)用計(jì)算方法的實(shí)用計(jì)算方法1 1、計(jì)算公式、計(jì)算公式 f

10、ANEcrAN NN軸心受壓柱的計(jì)算壓力軸心受壓柱的計(jì)算壓力 AA毛截面面積毛截面面積 穩(wěn)定系數(shù)。與穩(wěn)定系數(shù)。與截面類型、截面類型、構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比 、所用鋼種、所用鋼種 有關(guān)，從附錄二查得有關(guān)，從附錄二查得P260P260。 材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度2 2、 值的意義值的意義材料材料抗力分項(xiàng)系數(shù)抗力分項(xiàng)系數(shù)fffffANEyycryyEcr（4-34a）ycrf（4-34b） （1 1）鋼種不同）鋼種不同 不同不同 分鋼種確定。分鋼種確定。主要因素主要因素3、 值的確定值的確定 （2 2）截面的種類）截面的種類 （3 3）構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比）構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比臨界應(yīng)力和屈服應(yīng)力之比值4、 值的確定步

11、驟值的確定步驟0liIiA 計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比 確定截面類別確定截面類別P258附表附表21、2使用規(guī)范圖表查穩(wěn)定系數(shù)使用規(guī)范圖表查穩(wěn)定系數(shù) 。 按鋼種、截面類別和按鋼種、截面類別和 查表查表P260P260附表附表2 23 36 6得得 例題例題4.24.2 驗(yàn)算下圖所示軸心受壓驗(yàn)算下圖所示軸心受壓柱的整體穩(wěn)定。柱兩端鉸接，柱長(zhǎng)柱的整體穩(wěn)定。柱兩端鉸接，柱長(zhǎng)5m5m，焊接工字形組合截面，火焰切，焊接工字形組合截面，火焰切割邊翼緣，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值割邊翼緣，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值N=1200KNN=1200KN，采用，采用Q235Q235鋼，在柱中央鋼，在柱中央有一側(cè)向（有一側(cè)向（x x軸方向

12、）支撐。軸方向）支撐。解：解：4733106 . 212250102126300mmIy26 300250 10 26800Amm 48231034. 1155102502123006mmIX821.34 1014068 10 xxIimmAmmAIiyy8 .611068106 . 2270500035.71140 xxxli7071.3525000yyyil構(gòu)件屬于構(gòu)件屬于b b類截面，查表得類截面，查表得916. 0z751. 0y31200 1023421568 0.751NMPaMPaA所以，該軸心受壓柱的整體穩(wěn)定不滿足要求。所以，該軸心受壓柱的整體穩(wěn)定不滿足要求。4.4 4.4 實(shí)

13、腹式軸心受壓構(gòu)件的實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定一、概述一、概述寬肢薄壁構(gòu)件寬肢薄壁構(gòu)件回轉(zhuǎn)半徑大，提高構(gòu)件的整體回轉(zhuǎn)半徑大，提高構(gòu)件的整體穩(wěn)定承載力，節(jié)省鋼材。穩(wěn)定承載力，節(jié)省鋼材。板件過(guò)薄，在構(gòu)件達(dá)到臨界應(yīng)板件過(guò)薄，在構(gòu)件達(dá)到臨界應(yīng)力前，板件可能先發(fā)生屈曲而力前，板件可能先發(fā)生屈曲而失去穩(wěn)定失去穩(wěn)定局部失穩(wěn)。局部失穩(wěn)。局部失穩(wěn)局部失穩(wěn)受壓構(gòu)件中板件的寬厚比較大，當(dāng)壓力達(dá)到受壓構(gòu)件中板件的寬厚比較大，當(dāng)壓力達(dá)到某一數(shù)值（小于臨界力）時(shí)，板件不能繼續(xù)某一數(shù)值（小于臨界力）時(shí)，板件不能繼續(xù)維持平面平衡狀態(tài)而產(chǎn)生凸曲現(xiàn)象，這種現(xiàn)維持平面平衡狀態(tài)而產(chǎn)生凸曲現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為板件的局部失穩(wěn)現(xiàn)象。

14、象稱為板件的局部失穩(wěn)現(xiàn)象。危害性危害性雖無(wú)整體失穩(wěn)危險(xiǎn)，但由于截面某個(gè)板件失雖無(wú)整體失穩(wěn)危險(xiǎn)，但由于截面某個(gè)板件失穩(wěn)而退出工作后，將使截面有效承載部分減穩(wěn)而退出工作后，將使截面有效承載部分減小，同時(shí)還使截面不對(duì)稱，將促進(jìn)構(gòu)件整體小，同時(shí)還使截面不對(duì)稱，將促進(jìn)構(gòu)件整體發(fā)生破壞。發(fā)生破壞。因此，組成實(shí)腹式截面的板件局部穩(wěn)定也必因此，組成實(shí)腹式截面的板件局部穩(wěn)定也必須保證，它也屬于承載力的一部分。須保證，它也屬于承載力的一部分。如何保證？如何保證？限制板件的寬厚比。限制板件的寬厚比。二、軸心受壓板件寬厚比限值二、軸心受壓板件寬厚比限值1 1、翼緣寬厚比限值、翼緣寬厚比限值yftb/235)1 . 0

15、10(/12 2、腹板高厚比限值、腹板高厚比限值ywfth235)5 . 025(0工字形工字形yftb/23540/0ywfth/23540/0箱形截面箱形截面T形截面形截面ywfth/235)2 . 015(0ywfth/235)17. 013(0式中式中 構(gòu)件最大長(zhǎng)細(xì)比。構(gòu)件最大長(zhǎng)細(xì)比。 當(dāng)當(dāng) 3030時(shí)，取時(shí)，取 =30=30 當(dāng)當(dāng) 100100時(shí)，取時(shí)，取 =100=100。 f fy y構(gòu)件鋼材的屈服點(diǎn)。構(gòu)件鋼材的屈服點(diǎn)。 不同鋼材時(shí)的換算系數(shù)。不同鋼材時(shí)的換算系數(shù)。 yf/235（熱軋）（熱軋）（焊接）（焊接） 工作任務(wù)：工作任務(wù)： 設(shè)計(jì)一個(gè)軸心受力構(gòu)件，已知該構(gòu)件受到的軸心荷設(shè)

16、計(jì)一個(gè)軸心受力構(gòu)件，已知該構(gòu)件受到的軸心荷載為載為N N，長(zhǎng)度為，長(zhǎng)度為L(zhǎng) L4.5 4.5 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)目標(biāo)：目標(biāo)：確定構(gòu)確定構(gòu)件的截件的截面形式面形式和具體和具體的截面的截面尺寸尺寸 截面選擇：截面形式、截面尺寸、鋼材材質(zhì)截面選擇：截面形式、截面尺寸、鋼材材質(zhì) 強(qiáng)度驗(yàn)算；強(qiáng)度驗(yàn)算； 剛度驗(yàn)算；剛度驗(yàn)算；整體穩(wěn)定驗(yàn)算；整體穩(wěn)定驗(yàn)算； 局部穩(wěn)定驗(yàn)算；局部穩(wěn)定驗(yàn)算；4.5 4.5 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)fANn截面設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)主要內(nèi)容：主要內(nèi)容： il0yftb/235)1 . 010(/1fANywfth235)5

17、. 025(0一、選擇軸心受壓構(gòu)件的截面形式一、選擇軸心受壓構(gòu)件的截面形式1、選擇原則、選擇原則寬肢薄壁寬肢薄壁等穩(wěn)定性等穩(wěn)定性制造加工方便制造加工方便實(shí)腹式軸壓桿常用截面形式及其優(yōu)缺點(diǎn)實(shí)腹式軸壓桿常用截面形式及其優(yōu)缺點(diǎn)2、截面的初步選擇、截面的初步選擇 設(shè)計(jì)截面時(shí)，首先要根據(jù)使用要求和選擇原則選擇截面設(shè)計(jì)截面時(shí)，首先要根據(jù)使用要求和選擇原則選擇截面形式，確定鋼號(hào)，然后根據(jù)軸力設(shè)計(jì)值形式，確定鋼號(hào)，然后根據(jù)軸力設(shè)計(jì)值 N N 和兩個(gè)主軸方和兩個(gè)主軸方向的計(jì)算長(zhǎng)度（向的計(jì)算長(zhǎng)度（ l l0 x0 x和和l l0y0y）初步選定截面尺寸。具體步驟）初步選定截面尺寸。具體步驟如下：如下：1）假定柱的

18、長(zhǎng)細(xì)比）假定柱的長(zhǎng)細(xì)比 ，原則：不超過(guò)原則：不超過(guò)P91P91表表3-73-7、3-83-8的容許長(zhǎng)細(xì)比要求。的容許長(zhǎng)細(xì)比要求。一般在一般在60100范圍內(nèi)，當(dāng)軸力范圍內(nèi)，當(dāng)軸力大而計(jì)算長(zhǎng)度小時(shí)，大而計(jì)算長(zhǎng)度小時(shí)， 取較小值，反之取較大值。如軸力取較小值，反之取較大值。如軸力很小，很小， 可取容許長(zhǎng)細(xì)比。根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比、鋼號(hào)及截面分類可取容許長(zhǎng)細(xì)比。根據(jù)長(zhǎng)細(xì)比、鋼號(hào)及截面分類查得查得 值，按下式計(jì)算所需的截面面積值，按下式計(jì)算所需的截面面積ATfNAT2 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 xxTli0yyTli0 焊接型鋼：焊接型鋼：再根據(jù)截面的近似回轉(zhuǎn)半徑求

19、截面輪再根據(jù)截面的近似回轉(zhuǎn)半徑求截面輪廓尺寸，即求高度廓尺寸，即求高度 h和寬度和寬度b11xTih 2yTib 分別為系數(shù)，表示分別為系數(shù)，表示 h、b1 和回和回轉(zhuǎn)半徑轉(zhuǎn)半徑 ix、iy間的近似數(shù)值關(guān)系。間的近似數(shù)值關(guān)系。見(jiàn)見(jiàn)P309附表附表27扎制型鋼：根據(jù)附錄扎制型鋼：根據(jù)附錄3P266確定截面面積。確定截面面積。梁梁 柱柱 柱柱 由由 As 和和 h、b ，根據(jù)構(gòu)造要求、局部穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等，根據(jù)構(gòu)造要求、局部穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面所有其余尺寸。條件，確定截面所有其余尺寸。 如：焊接工字形截面，可取如：焊接工字形截面，可取 ，腹板厚度，腹板厚度腹板高度和翼緣寬度宜取腹板高度和

20、翼緣寬度宜取10mm的倍數(shù)，的倍數(shù)，t和和tw宜取宜取2mm的倍數(shù)的倍數(shù)hb ttw)7 . 04 . 0(1) 強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算 強(qiáng)度驗(yàn)算公式為強(qiáng)度驗(yàn)算公式為 式中：式中： 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 鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼材的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 3、截面驗(yàn)算、截面驗(yàn)算 (2) 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算 剛度驗(yàn)算公式為剛度驗(yàn)算公式為 1(1 0.5)nnNfnANfA(2) 整體穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算 整體驗(yàn)算公式為：整體驗(yàn)算公式為：fAN驗(yàn)算整體穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)對(duì)截面的兩個(gè)主軸方向進(jìn)行驗(yàn)算。驗(yàn)算整體穩(wěn)定時(shí)，應(yīng)對(duì)截面的兩個(gè)主軸方向進(jìn)行驗(yàn)算。(3) 局

21、部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算 局部穩(wěn)定驗(yàn)算應(yīng)根據(jù)截面形式局部穩(wěn)定驗(yàn)算應(yīng)根據(jù)截面形式進(jìn)行進(jìn)行。4 4、構(gòu)造規(guī)定、構(gòu)造規(guī)定 1、當(dāng)實(shí)腹柱當(dāng)實(shí)腹柱h0 80 tw 時(shí)，應(yīng)設(shè)時(shí)，應(yīng)設(shè)置成對(duì)的橫向加勁肋（右圖）。置成對(duì)的橫向加勁肋（右圖）。橫向加勁肋的作用是防止腹板在橫向加勁肋的作用是防止腹板在施工和運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生變形，并施工和運(yùn)輸過(guò)程中發(fā)生變形，并可提高柱的抗扭剛度。可提高柱的抗扭剛度。mmhbs4030015ssbt 03ha 2、除工字形截面外，其余截面的實(shí)腹柱應(yīng)在受有、除工字形截面外，其余截面的實(shí)腹柱應(yīng)在受有較大水平力處、在運(yùn)輸單元的端部以及其它需要處較大水平力處、在運(yùn)輸單元的端部以及其它需要處設(shè)置橫

22、隔。橫隔的中距不得大于柱截面較大寬度的設(shè)置橫隔。橫隔的中距不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。例題例題4.3 設(shè)計(jì)一兩端鉸接的軸心受壓柱，柱長(zhǎng)設(shè)計(jì)一兩端鉸接的軸心受壓柱，柱長(zhǎng)9M，如圖如圖4.22所示，在兩個(gè)三分點(diǎn)處均有側(cè)向（所示，在兩個(gè)三分點(diǎn)處均有側(cè)向（x方向）方向）支撐，該柱所承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值支撐，該柱所承受的軸心壓力設(shè)計(jì)值N400kN。容。容許長(zhǎng)細(xì)比為許長(zhǎng)細(xì)比為 150，采用熱軋工字鋼，鋼材為，采用熱軋工字鋼，鋼材為Q235。0019000,3000(2)120,0.494,0.437xyxylmm lmmxa解：（）取 軸 類、y軸b類；40. 22 .10

23、,5 .48,255 . 212030005 . 7120900057.42215437. 01040020023minyxyyxxicmicmAacmlicmlicmfNA查型鋼表，選擇0032(3)900088 1501023000125 150240.411;0.728;400 102012150.411 48.5 10 xxxyyyyyxxyliliNMPAfMPAA截面驗(yàn)算由查表，由查表，補(bǔ)充例題補(bǔ)充例題1 一軸心受壓實(shí)腹柱，已知一軸心受壓實(shí)腹柱，已知lox=6m，loy=3m，軸心壓力軸心壓力N=1300kN，采用，采用Q235鋼，試選（鋼，試選（1）軋制工）軋制工字鋼；（字鋼；（

24、2）用三塊鋼板焊成的工字形截面，并比較用）用三塊鋼板焊成的工字形截面，并比較用鋼量。鋼量。解解 設(shè)定設(shè)定 t=100，按，按b類截面查類截面查穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù) t=0.555 計(jì)算需要的面積和回轉(zhuǎn)半計(jì)算需要的面積和回轉(zhuǎn)半徑徑cmlixxtx6100600cmliyyty31003002310895215555.0101300mmfNAt （1）選軋制工字鋼）選軋制工字鋼 由型鋼表查得由型鋼表查得I45a; A=111cm2; ix=17.4cm; iy=2.84cm; b/h=150/4500.86003417.7300104 1502.89xxxyyylailbi 類 類查表得：查表得： x

25、=0.955， y=0.5293221300 10117/111000.529 215113 7/117 113.7113.7yNN mmAfN mm.2.9%5%（可）（可） （2）選焊接工字形截面）選焊接工字形截面 設(shè)：設(shè)：鋼板采用火焰切割，屬鋼板采用火焰切割，屬b類。類。 =100。 根據(jù)截面輪廓尺寸和回轉(zhuǎn)半徑間近似關(guān)系（附錄根據(jù)截面輪廓尺寸和回轉(zhuǎn)半徑間近似關(guān)系（附錄P309,附表附表27）ix=0.43h; iy=0.24b。估計(jì)尺寸。估計(jì)尺寸ht和和bt。 cmibcmihytxt5 .1224. 0324. 01443. 0643. 0 根據(jù)根據(jù)ht=14cm, bt=12.5cm

26、,和計(jì)算的和計(jì)算的At=109cm2, 設(shè)設(shè)計(jì)截面如圖計(jì)截面如圖4-19。 這一步，不同設(shè)計(jì)者的差別較大。設(shè)計(jì)截面時(shí)考這一步，不同設(shè)計(jì)者的差別較大。設(shè)計(jì)截面時(shí)考慮了：估計(jì)的尺寸慮了：估計(jì)的尺寸ht、bt只是一個(gè)參考，給出一個(gè)量只是一個(gè)參考，給出一個(gè)量的概念。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，以上計(jì)算的的概念。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，以上計(jì)算的ht往往偏小，不便于往往偏小，不便于制造，需要放大較多。而制造，需要放大較多。而bt則比較接近，可用翼緣的寬則比較接近，可用翼緣的寬厚比厚比b/t14選擇翼緣厚度；腹板厚度應(yīng)比翼緣厚度小。選擇翼緣厚度；腹板厚度應(yīng)比翼緣厚度小。 按照設(shè)計(jì)截面，計(jì)算幾何特性：按照設(shè)計(jì)截面，計(jì)算幾何特性： A=85

27、.6cm2; ix=16.09cm; iy=4.26cm 驗(yàn)算穩(wěn)定性：驗(yàn)算穩(wěn)定性：1507026. 43001503709.16600yyyxxxilil由由 y=70，查，查b類，類， y=0.75123/1528560101300mmNAN2/161215751. 0mmNfy鋼板厚度鋼板厚度16圖圖4-19fy（可）（可） （3）比較）比較 組合截面與型鋼截面相比，節(jié)省鋼材：組合截面與型鋼截面相比，節(jié)省鋼材：%9 .22%1001116 .85111g課前提問(wèn)課前提問(wèn) 1 1、軸心受力構(gòu)件的剛度以、軸心受力構(gòu)件的剛度以 來(lái)衡量。來(lái)衡量。 2 2、柱整體失穩(wěn)的形式有三種，分別為什么？、柱整

28、體失穩(wěn)的形式有三種，分別為什么？ 3 3、穩(wěn)定系數(shù)、穩(wěn)定系數(shù) 與哪些因素有關(guān)？與哪些因素有關(guān)？ 4 4、實(shí)腹式軸心受壓柱局部失穩(wěn)的原因是什么？以及如何防、實(shí)腹式軸心受壓柱局部失穩(wěn)的原因是什么？以及如何防止？止？ 5 5、軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有幾個(gè)？分別是什么？、軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)要點(diǎn)有幾個(gè)？分別是什么？ 6 6、軸心受力構(gòu)件的主要破壞形式是什么？、軸心受力構(gòu)件的主要破壞形式是什么？3.6 3.6 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的組成一、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的組成格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件肢件肢件綴材綴材綴板、綴條綴板、綴條l1l0 xy11b)肢件肢件綴板

29、綴板l1xy11a)綴條綴條 肢件肢件格構(gòu)柱的優(yōu)格構(gòu)柱的優(yōu)點(diǎn)點(diǎn)是肢件間是肢件間的距離可以的距離可以調(diào)整，能使調(diào)整，能使構(gòu)件對(duì)兩個(gè)構(gòu)件對(duì)兩個(gè)主軸的穩(wěn)定主軸的穩(wěn)定性相等。多性相等。多用于軸力很用于軸力很大的廠房柱，大的廠房柱，門架柱門架柱肢件：受力件。肢件：受力件。 由由2 2肢（工字鋼或槽鋼）、肢（工字鋼或槽鋼）、4 4肢（角鋼）、肢（角鋼）、3 3肢（園管）肢（園管）組成組成。 工字鋼（槽鋼）作為肢件工字鋼（槽鋼）作為肢件的截面一般用于受力較大的的截面一般用于受力較大的構(gòu)件。用四個(gè)角鋼作肢件的構(gòu)件。用四個(gè)角鋼作肢件的截面形式往往用于受力較小截面形式往往用于受力較小而長(zhǎng)細(xì)比較大的構(gòu)件而長(zhǎng)細(xì)比較大

30、的構(gòu)件。圖圖 格構(gòu)式柱的截面型式格構(gòu)式柱的截面型式a)xyb)xyc)xyd)xy綴材：把肢件連成整體，并能承擔(dān)剪力。綴材：把肢件連成整體，并能承擔(dān)剪力。 綴板：用鋼板組成。綴板：用鋼板組成。 綴條：由角鋼組成橫、斜桿。綴條：由角鋼組成橫、斜桿。截面的實(shí)軸和虛軸截面的實(shí)軸和虛軸 與肢件腹板垂直的軸線為與肢件腹板垂直的軸線為實(shí)軸實(shí)軸(y-y)(y-y); ; 與綴材平面垂直的軸為與綴材平面垂直的軸為虛軸虛軸(x-x)(x-x)。a)xyb)xyc)xyd)xy二、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定二、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定分別對(duì)實(shí)軸和虛軸驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。對(duì)實(shí)軸作整體穩(wěn)定分別對(duì)實(shí)軸和虛軸驗(yàn)算整體穩(wěn)定性。對(duì)實(shí)軸作整體穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)與實(shí)腹柱相同。對(duì)虛軸作整體穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，軸心驗(yàn)算時(shí)與實(shí)腹柱相同。對(duì)虛軸作整體穩(wěn)定驗(yàn)算時(shí)，軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系