鋼結構設計原理軸心受力構件課件匯報人：AA2024-01-31CATALOGUE目錄緒論軸心受力構件基本概念軸心受力構件設計原理軸心受力構件截面形式及選擇軸心受力構件連接與節(jié)點設計軸心受力構件計算示例與解析軸心受力構件在工程中的應用及發(fā)展趨勢緒論01

鋼結構設計概述鋼結構設計基本原則確保結構安全、經濟合理、技術先進，滿足使用功能和美觀要求。鋼結構發(fā)展歷史從古代簡單木結構到現(xiàn)代復雜鋼結構的發(fā)展歷程，反映了人類文明的進步和科技的發(fā)展。鋼結構應用領域廣泛應用于建筑、橋梁、海洋工程、航空航天等領域，是現(xiàn)代工程建設的重要組成部分。03軸心受力構件設計要求具有足夠的強度、剛度和穩(wěn)定性，確保在荷載作用下不發(fā)生破壞或過大變形。01軸心受力構件定義指主要承受軸向拉力或壓力的構件，如鋼柱、鋼梁等。02軸心受力構件作用在鋼結構中承擔重要角色，直接影響結構的整體穩(wěn)定性、承載能力和使用壽命。軸心受力構件重要性掌握鋼結構設計基本原理和方法，了解軸心受力構件的受力特點、設計方法和構造要求，培養(yǎng)分析和解決鋼結構設計問題的能力。課程目的熟悉鋼結構材料的力學性能和連接方式，理解軸心受力構件的受力分析和設計方法，了解相關規(guī)范和標準，能夠進行簡單的鋼結構設計和計算。同時，注重理論與實踐相結合，加強實際操作和工程應用能力的培養(yǎng)。課程要求課程目的與要求軸心受力構件基本概念020102軸心受力構件定義在外力作用下，軸心受力構件的橫截面上只有軸力，沒有彎矩和剪力。軸心受力構件是指只承受通過構件軸線的軸向力作用的構件，如支撐、桁架和框架中的桿件等。在外力作用下，構件的軸向力為拉力，如懸臂梁的受拉鋼筋等。軸心受拉構件在外力作用下，構件的軸向力為壓力，如柱、墻等豎向承重構件。軸心受壓構件軸心受力構件分類軸心受力構件只承受軸向力作用，受力狀態(tài)較為簡單明確。受力簡單明確在軸向力作用下，軸心受力構件將產生軸向伸長或縮短變形，但不會發(fā)生彎曲變形。變形特點軸心受力構件的承載能力主要取決于材料的強度和構件的截面面積，與構件的長度和約束條件等因素也有一定關系。承載能力對于軸心受壓構件，當長細比較大時，構件可能發(fā)生失穩(wěn)破壞，因此需要進行穩(wěn)定性驗算。穩(wěn)定性問題軸心受力構件特點軸心受力構件設計原理03根據(jù)所用鋼材的屈服點、抗拉強度等確定其容許應力。材料的強度指標截面設計強度校核根據(jù)構件所受軸力和所選材料的強度指標，計算所需截面面積，并進行截面設計。對設計好的截面進行強度校核，確保在規(guī)定的荷載作用下，構件不會產生塑性變形或斷裂。030201強度設計原理為保證構件在正常使用條件下具有足夠的剛度，需要限制其長細比和撓度。剛度要求選擇合適的截面形狀和尺寸，以滿足剛度要求并盡量節(jié)省材料。截面形狀與尺寸對設計好的截面進行剛度校核，確保在規(guī)定的荷載作用下，構件的變形量不會超過允許值。剛度校核剛度設計原理穩(wěn)定性概念01軸心受力構件在受到壓應力作用時，可能會發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，因此需要對其進行穩(wěn)定性設計。臨界應力與長細比02根據(jù)構件的支承情況、截面形狀和尺寸等因素，確定其臨界應力和長細比限值。穩(wěn)定性校核03對設計好的截面進行穩(wěn)定性校核，確保在規(guī)定的荷載作用下，構件不會發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象。同時，需要考慮殘余應力、初彎曲等不利因素對穩(wěn)定性的影響。穩(wěn)定性設計原理軸心受力構件截面形式及選擇04實腹式截面是指由鋼板或型鋼構成的截面，其內部沒有空隙或孔洞。實腹式截面的定義實腹式截面具有承載能力強、剛度大、穩(wěn)定性好等優(yōu)點，適用于承受較大軸心壓力的構件。實腹式截面的優(yōu)點在選擇實腹式截面時，需要考慮構件的受力情況、材料供應、加工制作等因素，同時應滿足規(guī)范要求的構造細節(jié)。實腹式截面的選擇實腹式截面形式及選擇格構式截面的優(yōu)點格構式截面具有自重輕、節(jié)省材料、便于運輸和安裝等優(yōu)點，適用于承受較小軸心壓力的構件。格構式截面的定義格構式截面是由兩個或多個型鋼或鋼板通過連接件連接而成的截面，其內部形成一定的空隙。格構式截面的選擇在選擇格構式截面時，需要考慮構件的受力情況、材料供應、加工制作等因素，同時應滿足規(guī)范要求的構造細節(jié)和連接方式。格構式截面形式及選擇截面選擇注意事項滿足規(guī)范要求在選擇截面時，應滿足相關規(guī)范的要求，包括截面尺寸、構造細節(jié)、連接方式等。考慮受力情況應根據(jù)構件的受力情況選擇合適的截面形式，確保構件具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性。考慮材料供應和加工制作在選擇截面時，應考慮材料的供應情況和加工制作的難易程度，盡量選擇易于采購和加工制作的截面形式。考慮經濟性和美觀性在滿足受力要求和規(guī)范要求的前提下，應盡量選擇經濟合理且美觀的截面形式。軸心受力構件連接與節(jié)點設計05通過電弧或氣體火焰將構件連接在一起，具有構造簡單、連接剛度大、不削弱構件截面等優(yōu)點，但存在焊接殘余應力和變形等問題。焊接連接通過螺栓將構件連接在一起，具有裝拆方便、適用于承受動力荷載和變荷載等優(yōu)點，但連接剛度相對較小。螺栓連接通過鉚釘將構件連接在一起，適用于較厚鋼板和大型構件的連接，但勞動強度大、效率低，現(xiàn)已較少使用。鉚釘連接連接方式及特點010204節(jié)點設計原則與要求節(jié)點設計應符合構造簡單、傳力明確、受力合理、便于制造和安裝等原則。節(jié)點應具有較高的承載能力和較好的延性，以保證結構的整體穩(wěn)定性和抗震性能。節(jié)點設計應考慮制造和安裝的工藝要求，盡可能減少現(xiàn)場焊接和避免仰焊。對于承受動力荷載和變荷載的節(jié)點，應采取防止疲勞破壞的措施。03螺栓球節(jié)點螺栓球節(jié)點是通過高強度螺栓將鋼球和桿件連接在一起形成的空間網格結構節(jié)點。這種節(jié)點具有裝拆方便、適用于大跨度空間結構的優(yōu)點。蓋板節(jié)點蓋板節(jié)點是在受力較大的桿件端部焊上蓋板，以增加桿件端部的承載面積和剛度，同時通過蓋板將力傳遞給其他桿件。插板節(jié)點插板節(jié)點是在受力較小的桿件上開設插槽，將另一桿件插入其中并通過螺栓或焊接連接。這種節(jié)點構造簡單、傳力明確，但連接剛度較小。相貫節(jié)點相貫節(jié)點是指兩個或多個桿件在空間中相交并通過焊接或其他方式連接在一起。這種節(jié)點構造復雜、受力性能較好，但制造和安裝難度較大。典型節(jié)點構造做法軸心受力構件計算示例與解析06選取自實際工程項目或經典教材案例。示例來源軸心受力構件，如柱、梁等。構件類型承受軸向壓力或拉力作用。受力情況鋼材類型、截面形狀與尺寸等。材料與截面特性計算示例背景介紹荷載分析截面特性計算強度計算穩(wěn)定性驗算計算過程詳細解析確定構件所受軸向力大小及作用點位置。根據(jù)材料力學原理，計算構件正應力、剪應力等強度指標。計算構件截面面積、慣性矩等參數(shù)。針對細長構件，進行壓桿穩(wěn)定驗算，防止失穩(wěn)破壞。整理計算過程中的關鍵數(shù)據(jù)和結果。計算結果匯總結果合理性判斷優(yōu)化建議討論與擴展根據(jù)工程經驗和規(guī)范要求，判斷計算結果是否合理。針對不合理結果，提出改進措施和優(yōu)化方案。對計算過程中遇到的問題進行深入討論，并引申出相關知識點和擴展內容。結果分析與討論軸心受力構件在工程中的應用及發(fā)展趨勢07建筑結構軸心受力構件廣泛應用于各類建筑結構中，如高層建筑、大跨度橋梁、廠房等，承擔著傳遞和承受重力的重要作用。機械設備在機械設備中，軸心受力構件也扮演著重要角色，如起重機、挖掘機等重型設備的支撐結構。能源領域在電力、石油、化工等能源領域，軸心受力構件也廣泛應用于各種塔架、管道支架等設備中。軸心受力構件在工程中的應用軸心受力構件發(fā)展趨勢及前景展望在環(huán)保理念日益深入人心的背景下，軸心受力構件的設計、制造和使用將更加注重環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展，如采用可再生材料和低能耗制造工藝等。綠色環(huán)保隨著高強度鋼材的不斷研發(fā)和應用，軸心受力構件的承載能力將不斷提高，同時自重也會減輕，有利于工程結構的輕量化設計。高強度材料應用未來軸心受力構件的制造將更加智能化，通過自動化生產線和機器人技術實現(xiàn)高效、精準的制造過程。智能化制造新型軸心受力構件介紹這是一種由空心鋼管和混凝土組合而成的新型軸心受力構件