[PPT]鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軸心受力構(gòu)件

1、第四章軸心受力構(gòu)件第一節(jié) 概 述第二節(jié) 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度第三節(jié) 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定第四節(jié) 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定第五節(jié) 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)第六節(jié) 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第一節(jié) 概 述軸心受力構(gòu)件分軸心受拉及受壓兩類構(gòu)件，作為一種受力構(gòu)件，就應(yīng)滿足承載能力與正常使用兩種極限狀態(tài)的要求。正常使用極限狀態(tài)的要求用構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比來(lái)控制；承載能力極限狀態(tài)包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定三方面的要求。穩(wěn)定問(wèn)題是鋼構(gòu)件的重點(diǎn)問(wèn)題，所有鋼構(gòu)件都涉及到穩(wěn)定問(wèn)題，是鋼構(gòu)件設(shè)計(jì)的重點(diǎn)與難點(diǎn)。本章將簡(jiǎn)單講述鋼結(jié)構(gòu)的鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論的一般概念，為下序章節(jié)打基礎(chǔ)。軸心受力構(gòu)件的截面分：實(shí)腹式與格構(gòu)式

2、兩類（P97圖4.2）實(shí)腹式又分型鋼截面（包括普通型鋼與薄壁型鋼），組合截面（鋼板組合與型鋼組合截面）格構(gòu)式截面又分綴條式截面與綴板式截面第二節(jié) 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度一、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度 以凈截面的平均應(yīng)力強(qiáng)度為準(zhǔn)則：即二、軸心受力構(gòu)件的剛度 以構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比來(lái)控制，即第三節(jié) 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定一、穩(wěn)定問(wèn)題的概述 所謂的穩(wěn)定是指結(jié)構(gòu)或構(gòu)件受載變形后，所處平衡狀態(tài)的屬性。如圖4.4，穩(wěn)定分穩(wěn)定平衡、隨遇平衡、不穩(wěn)定平衡。結(jié)構(gòu)或構(gòu)件失穩(wěn)實(shí)際上為從穩(wěn)定平衡狀態(tài)經(jīng)過(guò)臨界平衡狀態(tài)，進(jìn)入不穩(wěn)定狀態(tài)，臨界狀態(tài)的荷載即為結(jié)構(gòu)或構(gòu)件的穩(wěn)定極限荷載，構(gòu)件必須工作在臨界荷載之前。 穩(wěn)定問(wèn)題為鋼結(jié)構(gòu)的重

3、點(diǎn)問(wèn)題，所有鋼結(jié)構(gòu)構(gòu)件均件均存在穩(wěn)定問(wèn)題，穩(wěn)定問(wèn)題分構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。二、理想軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn) 1、理想條件：絕對(duì)直桿、材料均質(zhì)、無(wú)荷載偏心、無(wú)初始應(yīng) 力、完全彈性。 2、典型失穩(wěn)形式（p101，圖4.5） 彎曲失穩(wěn)只有彎曲變形； 扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)只有扭轉(zhuǎn)變形。 彎扭失穩(wěn)彎曲變形的同時(shí)伴隨有扭轉(zhuǎn)變形。 單對(duì)稱截面繞對(duì)稱軸（或不對(duì)稱截面）彎曲失穩(wěn)時(shí)，由于截面的形心（內(nèi)力作用點(diǎn)）與剪心（截面的扭轉(zhuǎn)中心）不重合，截面內(nèi)的內(nèi)力分量相對(duì)于剪心產(chǎn)生偏心產(chǎn)生扭矩，從而產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。失穩(wěn)承載力低于彎曲失穩(wěn)承載力。 只有類似于十字型截面扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載力小于彎曲失穩(wěn)承載力，其他截面一般來(lái)說(shuō)彎曲穩(wěn)定承載力均大于

4、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)承載力。3、理想構(gòu)件的彈性彎曲失穩(wěn)根據(jù)右圖列平衡方程解平衡方程：得4、理想構(gòu)件的彈塑性彎曲失穩(wěn)構(gòu)件失穩(wěn)時(shí)如果截面應(yīng)力超出彈性極限，則構(gòu)件進(jìn)入彈塑性工作階段，這時(shí)應(yīng)按切線模量理論進(jìn)行分析3、實(shí)際構(gòu)件的整體穩(wěn)定 實(shí)際構(gòu)件與理想構(gòu)件間存在著初始缺陷，缺陷主要有：初始彎曲、殘余應(yīng)力、初始偏心。、初始彎曲的影響、初始偏心的影響、殘余應(yīng)力的影響 前面已講：鋼構(gòu)件在軋制、焊接、剪切等過(guò)程中，會(huì)在鋼構(gòu)件中產(chǎn)生內(nèi)部自相平衡的殘余應(yīng)力，殘余應(yīng)力對(duì)構(gòu)件的強(qiáng)度無(wú)影響，但會(huì)對(duì)構(gòu)件的穩(wěn)定承載力產(chǎn)生不利影響。注：殘余應(yīng)力對(duì)弱軸的影響大于對(duì) 強(qiáng)軸的影響4、實(shí)際軸壓構(gòu)件的工程計(jì)算方法 初始彎曲與初始偏心的影響規(guī)律相同，按概率理論兩者同時(shí)取最大值的幾率很小，工程中把初彎曲考慮為最大（桿長(zhǎng)的千分之一）以兼并考慮初彎曲的影響；按彎曲失穩(wěn)理論計(jì)算，考慮彎扭失穩(wěn)的影響，同時(shí)考慮殘余應(yīng)力的影響，根據(jù)各類影響因素的不同將構(gòu)件截面類型分為a、b、c及d四類（詳見(jiàn)p112，圖4.16及p113，表4.