钢结构 第四章轴心受力构件
钢结构 第四章 轴心受力构件
§4-1轴心受力构件的类型和应用 4.1.1轴心受力构件的类型 一、截面形式 1、热轧型钢 2、冷弯薄壁型钢 3、型钢与钢板的组合：（1)实腹式组合 （2)格构式组合 4、对截面形式的要求：(1)能提供强度所需的面积 （2)制作比较简单 (3)截面宽大而壁厚较薄，满足刚度 (4)便于和相邻构件连接 4.2轴心受力构件的强度和刚度 1、轴心受力构件的强度计算 毛截面： o=NIA≤f (4-1) o=N/An≤f 净截面： (4-2)
§4-1轴心受力构件的类型和应用 4.1.1 轴心受力构件的类型 一、截面形式 1、热轧型钢 2、冷弯薄壁型钢 3、型钢与钢板的组合：（1）实腹式组合 （2）格构式组合 4、对截面形式的要求：（1）能提供强度所需的面积 （2）制作比较简单 （3）截面宽大而壁厚较薄，满足刚度 （4） 便于和相邻构件连接 4.2 轴心受力构件的强度和刚度 1、轴心受力构件的强度计算 毛截面： （4 -1） 净截面： （4 -2） = / An f = / A f
2 2、受力构件的容许长细比 =.≤ (4-4)
= [] 。 。 i l 2、受力构件的容许长细比 （4 -4） N 1 1 2 2
·4.3轴心受压构件的整体稳定 (一)理想的轴力受压构件 破坏形式：弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 1、轴心压杆弹性弯曲屈曲 Erdy 2+水=0 Ne=Z'EI 12 NE 'EE 、(4-7) OE= A=)= 2、轴心压杆弹塑性弯曲屈曲 =E1 π2E, 12 o= 22 (4-10a、b)切线模量 Ner=(EL+E1) 12 双模量理论
• 4.3 轴心受压构件的整体稳定 • （一）理想的轴力受压构件 • 破坏形式：弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲 • 1、轴心压杆弹性弯曲屈曲 • • • • （4-7） • 2、轴心压杆弹塑性弯曲屈曲 • • （4- 10a 、b）切线模量 • 双模量理论 0 2 2 + Ny = dx d y EI 2 2 l EI NE = 2 2 2 2 ( ) E l i E A NE E = = = 2 1 2 2 l EI E I Ncr （ + t ） = 2 2 l E I N t cr = 2 2 t cr E = N N x y
N (a) (b) (c) 弯曲屈曲 扭转屈曲 弯曲屈曲
弯曲屈曲 扭转屈曲 弯曲屈曲
(二)、实际的轴心受压柱 1、截面的残余应力和影响 产生残余应力的因素：(1)构件的焊接 (2)型钢在轧制后，不同部位冷却不均匀 (3)构件经冷校后有塑性变形 (4)板边缘经火焰切割后的热塑性收缩 残余应力对短柱段的影响： π2EL=π2EL*L。 N。= 12 -27 加等兰华器号 （4-19) 对X-X轴屈曲： 台是2-费 （4-20) o.=(1-0.4k2)f
（二）、实际的轴心受压柱 1、截面的残余应力和影响 产生残余应力的因素：（1）构件的焊接 （2）型钢在轧制后，不同部位冷却不均匀 （3）构件经冷校后有塑性变形 （4）板边缘经火焰切割后的热塑性收缩 残余应力对短柱段的影响： 对Y-Y轴屈曲: （4-19） 对X-X轴屈曲: （4-20） I I l EI l EI N e e cr * 2 2 2 2 = = 3 2 2 2 3 2 2 2 2 12 2 ( ) 12 * * k E t b E t kb I E I y y y ey y cry = = = k E tbh E t kb h I E I x x x ex x crx 2 2 2 2 2 2 2 2 2 4 2 ( ) 4 * * = = = cr y (1 0.4k ) f 2 = −
2、压杆的初弯曲及影响： N/NE Vo=0 1.0 Vo=0.1 A B V=0.3 0.5
• 2、压杆的初弯曲及影响: • • • N/NE y 0 0.5 1.0 V0=0 V0=0.1 V0=0.3 A B
3、压杆初偏心及影响： N/Ne eo=0.1cm 6=0.3cm 2.0 6.0c N.=π2EI/(l)2 4、杆端约束及影响： 二、轴心压杆的整体稳定性计算 0.4 具缘火焰切舒后创边) 1、轴心受压柱实际承载力 整体稳定计算式： 。欧t6的022aa/图 0= . A yr Af,Y 习=pf(4-21) 2、柱子类别按a,b,c,d四类表4-4,4-5
• 3、压杆初偏心及影响: 4、杆端约束及影响: • 二、轴心压杆的整体稳定性计算 • 1、轴心受压柱实际承载力 整体稳定计算式: ≤ (4-21) 2、柱子类别按a,b,c,d四类表4-4，4-5 2 2 N EI ( l) cr = A N = f f Af N R y y u R cr = • =
表4.4轴心受压构件的截面分类（板厚t<40m)表4.5轴心受压构件的截面分类（板厚t≥0mm） 面形式 对1轴对y轴 x--x a a x-千-x钱6h0,8 截面形式 对：轴对y轴 轧制虹字形 <80mm 类 c -十-x H形发面 t≥80mm c类 d类 b 翼续为焰切边 6类 白0“ 焊接工形面 翼续为轧制域均啦 c类 * 洋忠舌干 板件宽厚加 b类 b类 焊接椭形藏面 板件宽厚比2 c类 c类 传白学采 b先 -米x
表4.4 轴心受压构件的截面分类(板厚t<40mm) 表4.5 轴心受压构件的截面分类(板厚t40mm)
·4.4、轴心压杆的局部稳定计算 4.4.1受压薄板的临界应力 +2、⊙ 64W D( dp 8)+N8w 7.a4W *20 (4-33) 四边简支板： D=Et3 /12(1-y2) N ● 板的临界应力 (4-37) 12(1-v2) b
• 4.4、轴心压杆的局部稳定计算 • 4.4.1 受压薄板的临界应力 • （4-33） • • 四边简支板： • • • • • • • ( 2 ) 0 2 2 4 4 2 2 4 4 4 = + + + x W N y W x y W x W D x 12(1 ) 2 3 − D = Et Nx Nx y x 板的临界应力 f （4－37） b k E t cr − = ( ) 12(1 ) 2 2