第4章軸心受力構件_第1頁
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文檔簡介

1、 理解軸心受力構件的設計要求。理解軸心受拉和軸心受壓構件的強度和剛度計算。 深入理解軸心受壓構件整體穩定的基本概念、設計規范對軸心受壓構件穩定承載力的計算規定 理解實腹式軸心受壓構件局部穩定的概念及保證措施。熟練掌握格構式軸心受壓構件的設計與構造。 理解綴材的設計及柱頭和柱腳設計及構造要求。軸心受力構件是指只受通過構件截面重心的縱向力作用的構件,分為軸心受拉構件和軸心受壓構件。從截面形式及構造來看,軸心受力構件的截面可分為型鋼截面和組合截面兩大類,組合截面又可分為實腹式組合截面和格構式組合截面。一般而言,型鋼截面適用于受力較小的構件,實腹式組合截面適用于受力較大的構件,格構式組合截面適用于受力

2、小、構件長、剛度起絕對控制作用的構件。軸心受力構件的承載力極限狀態是以屈服強度為極限。規范規定凈截面的平均應力不應超過鋼材的強度設計值。除高強度螺栓摩擦型連接處外,應按下式計算:ffANRyn對于高強度螺栓摩擦型連接處的強度,由于計算截面(最外列螺栓處)的高強度螺栓所承受力的一半已通過摩擦力傳遞,故應按下式計算:fANnnn)5 . 01 (10il23,502, 421510968mmfNAreqnfmmNAN223/1911063.501096835010585. 23000 xxxil35018971. 714580yyyil滿足要求。1222211lEIlEINcr22lEINcr22

3、EANcrcr歐拉公式理論上嚴謹,最后得出的解析式簡單,對細長柱其計算結果與實測結果吻合較好,故現仍為基礎課之經典公式。22tcrE式中:EffffEppyyt)()(AIiil/,/0fffANRyycrRcr)(/ycrf/IIEIIEEIEIEIlEIlEINNeppecrcr2122221221)()(/)(/)(khtbhtkbIINNxxexcrxcr22,2,1,)2/(2)2/()(2333,2,1,12/12/)(kbtkbtIINNyyeycrycrfffANRyycrRcr)()(222)()1 (12btEkcr222)()1 (12btEkcr2)(mbaambk屈曲

4、系數(臨界應力)變化較大,而實際工程中幾乎沒有這種情況(因為需要設置較多的橫向加勁肋,不經濟)。因此,可按a/b1的情況考慮并偏于安全的取k=kmin=4。同時考慮到四邊有一定的彈性嵌固作用,屈曲系數提高30%,即取=1.3。21)(425. 0abk22222)()1 (12EbtEkcr12)1 (12Cktb即ycrfbtEk95. 0)()1 (1222222295. 0)1 (12CfEktby即yftb235)1 . 010(1ywfth235)5 . 025(0翼緣腹板自由外伸翼緣yftb235151腹板(腹板間無支撐翼緣)ywftbth23540)(00或式中 b0為翼緣在兩腹

5、板之間的無支撐寬度ywfthtb235)2 . 015()(01或熱軋剖分T形鋼焊接T形鋼ywfthtb235)17. 013()(01或)235(100yftD式中 D、t分別為圓管的外徑和壁厚1222211lEIlEINcr1221lEI令則式(4.5)成為22)( lEINcr22lEINcr2222202cossin21cossin21dxdxxAAAlI21271xAA最后得雙肢綴條柱對虛軸(x-x軸)的換算長細比:120/27AAxxx圖4.16所示為雙肢綴板柱處于臨界狀態微微彎曲的情況。由于綴板是一塊鋼板,在其平面內的剛度大,它和分肢之間的連接可看成固接,并和分肢一起組成多層框架

6、體系。121121111243)2)(21(2/EIlEIlltg式中I1=Ai12/2是單個分肢對自身軸11的慣性矩(i1是相應的回轉半徑),A是柱兩個分肢的截面面積,l1是節間長度。單個分肢長細比1=l1/i1,代入式(4.22)(并注意應用到虛軸x-x軸),得221222212021121121xxxxEAlEI2120 xxxfANx分肢的穩定性格構式軸心受壓構件相鄰兩綴材之間的分肢是一個單獨的實腹式軸心受壓構件。和實腹式軸心受壓構件中局部失穩不先于構件的整體失穩一樣,分肢失穩應不先于構件整體失穩。LyNVmcrmaxyxmcrcrfhIyNAN)2/(maxyxxmcrcrfiAiy

7、NAN)135. 1/(21135. 1xmiy) 11(88. 0 xmiy代入式(4.27),得KNNVcrxcr)1(88. 0max經分析,對通常情況x=40160,當采用Q235鋼材時,可統一取K=85,再考慮不同鋼材的強度換算系數,有23585maxyfAfV)cos2/(cos/max11VVN綴條穩定驗算=N1/Af (4.30)式中:是根據斜綴條的長細比=l1/i1查表而得的穩定系數,這里l1是斜綴條的幾何長度,i1是斜綴條的最小回轉半徑。需要指出的是:綴條常用單角鋼,綴條實際上屬偏心受壓,但規范為簡化計算,仍按軸心受壓計算,至于偏心矩的不利因素,是通過對其強度設計值f進行折減來考慮的。其折減系數為:等邊角鋼 0.6+0.0015,且1.0;短邊相連的不等邊角鋼 0.5+0.0025,且1.0;長邊相連的不等邊角鋼 0.7。綴條體系中的橫桿(水平綴條)不受力,其作用主要用來減小分肢在綴條平面的計算長度,以提高分肢的穩定。一般采用和斜綴條相同的截面,因為它比斜綴條短又不受力,當然無需進行驗算。用T、M

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