新疆大学：《钢结构基本原理》课程授课教案（课件讲稿）第四章 轴心受力构件

第四章轴心受力构件 第一节轴心受力构件的应用及截面形式 第二节轴心受力构件的强度与刚度 。第三节轴心受压构件的整体稳定 第四节实腹式轴心受压构件的局部稳定 第五节实腹式轴心受压构件设计 第六节格构式轴心受压构件设计 第七节轴心受压柱柱头和柱脚的构造与计算 ”第八节 钢索的力学性能和分析方法

第四章 轴心受力构件  第一节 轴心受力构件的应用及截面形式  第二节 轴心受力构件的强度与刚度  第三节 轴心受压构件的整体稳定  第四节 实腹式轴心受压构件的局部稳定  第五节 实腹式轴心受压构件设计  第六节 格构式轴心受压构件设计  第七节 轴心受压柱柱头和柱脚的构造与计算  第八节 钢索的力学性能和分析方法

第一节轴心受力构件的应用及截面形式 一、轴心受力构件的应用 1、轴心受力构件：承受通过截面形心的轴向力作用 的一种受力构件。 2、在进行设计时，构件应同时满足承载力极限状态 和正常使用极限状态的要求。对极限承载力极限状 态，在轴心受压构件需同时满足强度和稳定性的要 求；对正常使用极限状态，通过限制构件的长细比 保证构件的刚度。 二、 截面形式 按生产制作情况分为型钢截面和组合截面，组合截 面又分为实服式组合截面和格构式组合截面

一、轴心受力构件的应用 1、轴心受力构件：承受通过截面形心的轴向力作用 的一种受力构件。 2、在进行设计时，构件应同时满足承载力极限状态 和正常使用极限状态的要求。对极限承载力极限状 态，在轴心受压构件需同时满足强度和稳定性的要 求；对正常使用极限状态，通过限制构件的长细比 保证构件的刚度。 二、截面形式 按生产制作情况分为型钢截面和组合截面，组合截 面又分为实服式组合截面和格构式组合截面。 第一节 轴心受力构件的应用及截面形式

第二节轴心受力构件的强度和刚度 。一、轴心受力构件的强度 N O- ≤f An 冬二、轴心受拉构件和轴心受压构件的刚度 m-4s闪

第二节 轴心受力构件的强度和刚度  一、轴心受力构件的强度  二、轴心受拉构件和轴心受压构件的刚度 N A n ＝  f   0 max l i    

第三节轴心受压构件的整体稳定 理想轴心受压构件的屈曲形式 )弯铺霜用 (6):扭转的(c弯扭据曲

2.1 轴心受压构件的失稳类型 第三节 轴心受压构件的整体稳定 一、理想轴心受压构件的屈曲形式 （a）弯曲屈曲 （b）扭转屈曲 （c）弯扭屈曲

二、理想轴心压杆的整体稳定临界力的确定 根据右图列平衡方程 EId'y dh2+水=0 解平衡方程：得 Na= 元2ELπ2E 16 元2E 0。= Na A 2 (b) (c) 4、理想构件的弹塑性弯曲失稳构件 失稳时如果截面应力超出弹性极限， 则构件进入弹塑性工作阶段，这时 应按切线模量理论进行分析

二、理想轴心压杆的整体稳定临界力的确定 根据右图列平衡方程 解平衡方程：得 4、理想构件的弹塑性弯曲失稳构件 失稳时如果截面应力超出弹性极限， 则构件进入弹塑性工作阶段，这时 应按切线模量理论进行分析 0 2 2  Ny  dx d y EI A E l EI Ncr 2 2 2 0 2 λ π π   2 2 λ π σ E A N cr cr   2 2 λ π σ Eτ A N cr cr  

三、初始缺陷对轴心压杆稳定性的影响 实际构件与理想构件间存在着初始缺陷，缺陷主要有：残 余应力、初始弯曲、初始偏心 1、残余应力的影响 e)Eogv tmm6w,<r<人 ,=0 -,mr女-女 a) 制4.9发余之力对了的法利 n 2 Ek n2Ek 3 0 cry k=≤1 注：残余应力对弱轴的影响大于对强轴的影响

三、初始缺陷对轴心压杆稳定性的影响 实际构件与理想构件间存在着初始缺陷，缺陷主要有： 残 余应力、初始弯曲、初始偏心 1、残余应力的影响 注：残余应力对弱轴的影响大于对强轴的影响 2 2 y cry Ek λ π σ  2 2 3 x crx Ek λ π σ    1 I I k e

2、初始弯曲的影响 E4+Ny+,sm)=0 42 =。+ Vm=Yo+V= 1-N/N, (a V/V. 3、初始偏心的影响 R=1 B安+0+e)-0 vsec IN1

2、初始弯曲的影响 3、初始偏心的影响 ( sin ) 0 2 0 2    l x N y v dx d y EI π cr m N N v v v v 1 / 0 0     ( ) 0 2 0 2  N y e  dx d y EI        / 1 2 sec 0 N Ncr v e π

四、轴心受压构件整体稳定计算 ·1、轴心受压构件整体稳定计算式 N ≤pf 或 A PA N 轴心压力设计值 A 构件毛截面积 f 钢材抗压强度设计值 p 轴心受压构件整体稳定系数

四、轴心受压构件整体稳定计算  1、轴心受压构件整体稳定计算式 或 ——轴心压力设计值 ——构件毛截面积 ——钢材抗压强度设计值 ——轴心受压构件整体稳定系数 N A   ＝  f N A f   N A f 

2、其中截面的分类 表451触心更压购件的量图分美1板厚示的一 对：轴 对，轴 g Fc8 mm 轧刻工字形成H形黛圆 ≥0 翼峰为销博迪 b美 解接工序形 其腰为机制成到虹边 年黄 餐得宽形比>0 类 每接箱形截到 餐件宽界比≤0

2、其中截面的分类

第四节实腹式轴心受压构件的局部稳定 ·实腹式轴心受压构件是靠腹板和翼缘来承受轴向压 力的，当腹板和翼缘较薄时，在轴心压力作用下， 腹板和翼缘都有可能达到临界承载力而丧失稳定 (a) 图416轴心受压构件的局部失稳

第四节 实腹式轴心受压构件的局部稳定  实腹式轴心受压构件是靠腹板和翼缘来承受轴向压 力的，当腹板和翼缘较薄时，在轴心压力作用下， 腹板和翼缘都有可能达到临界承载力而丧失稳定