第3章 轴心受力构件.ppt

格构柱 缀条格构柱 缀板格构柱 在柱的横截面上穿过构件腹板的轴叫实轴，穿过两肢之间缀材面的轴叫虚轴。 y y x x 单虚轴 实轴 虚轴 x x y y 双虚轴 虚轴 虚轴 3.6.2 格构式轴压构件的整体稳定计算 格构柱绕实轴的稳定计算与实腹柱一样。但绕虚轴的整体稳定临界力比实腹柱低。 轴心受压构件整体弯曲后，沿杆长各截面上将存在弯矩和剪力。对实腹式构件,剪力引起的附加变形很小,对临界力的影响只占3／1000左右。因此，在确定实腹式轴心受压构件整体稳定的临界力时，仅仅考虑了由弯矩作用所产生的变形，而忽略了剪力所产生的变形。 对于格构式柱，当绕虚轴失稳时，情况有所不同，因被件之间并不是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来。柱的剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响就不能忽略。在格构式柱的设计中，对虚轴失稳的计算，常以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响，加大后的长细比称为换算长细比。 钢结构设计规范对缀条柱和缀板柱采用不同的换算长细比计算公式。 根据弹性稳定理论，当考虑剪力影响后，其临界力可表达为 缀条构件: 缀板构件: 式中： —构件虚轴方向长细比。 A —肢件的毛截面面积。 —构件截面中垂直于虚轴的各斜缀条的毛截面面积之和。 —肢件节间段对平行于虚轴的形心轴1-1轴的长细比， 3.6.3 格构式轴压构件的单肢稳定 缀条构件: 缀板构件: 是构件两方向长细比较大值，对虚轴取换算长细比 。当 是，取 对y轴 对x轴 截面形式 c类 c类 c类 b类 焊接，翼缘为轧制或剪切边 x x y y x x y y x x y y 焊接，翼缘为轧制或剪切边 x y x y 焊接，板件宽厚比≤20 x y x y y x x y x y 焊接 b类 b类 格构式 x y y x y x y x 轴心受压构件截面分类（板厚t≥40mm） c类 c类 板件宽厚比小于等于20 d类 c类 翼缘为轧制或剪切边 板件宽厚比大于20 翼缘为焰切边 d类 c类 t≥80mm t＜80mm c类 b类 b类 b类 b类 b类 对y轴 对x轴 截面形式 x y h b 轧制工字形或H形截面 焊接工字形形截面 x x y y x y 焊接箱形截面 3.4.4 轴心受压构件的扭转屈曲和弯扭屈曲 ①截面为双轴对称或极对称构件： x x y y 对双轴对称十字形截面，为了防止发生扭转屈曲，尚应满足： lox、 loy——构件对主轴x和y的计算长度； ix、iy——构件截面对主轴x和y的回转半径。 x x y y x x y y b t ②截面为单轴对称的构件： 绕非对称轴x轴失稳形式为弯曲失稳，长细比： x x y y 绕对称轴y轴失稳时，一般为弯扭失稳，其临界力比弯曲失稳的要低，所以计算时，以计及扭转效应的换算长细比λyz代替λy ，计算公式如下： x x y y Eo —截面形心至剪切中心的距离； Io —截面对剪切中心的极回转半径； λy—构件对对称轴的长细比； λz—扭转屈曲的换算长细比； It —毛截面抗扭惯性矩； A —毛截面面积； 式中： Iω——毛截面扇性惯性矩，对T形截面（轧制、双板焊接、双角钢组合）、十字形截面和角形截面可近似取Iω 0； lω——扭转屈曲的计算长度，对两端铰接端部截面可自由翘曲或两端嵌固端部截面的翘曲完全受到约束的构件，取lω loy。 讨论1：剪切中心 剪心是截面的一个特征,仅与截面的形状、尺寸有关，与荷载无关。 截面剪心的位置具有以下规律： 在构件截面上有一特殊点S，当外力产生的剪力作用在该点时构件只产生线位移，不产生扭转，这一点S称为构件的剪切中心，也称弯曲中心。 （A）有对称轴的截面，剪心一定在对称轴上； （B）双轴对称截面，剪心与形心重合； （C）由矩形薄板相交于一点组成的截面，剪心必在交点上。 x x y y S,O x x y y S,O x x y y O S x x y y O S O S y x x O S 图4.3.15 简单截面的剪切中心S和形心O位置 ③角钢截面简化计算方法 单角钢截面和双角钢组合T形截面绕对称轴y轴换算长细比λyz可用下列简化方法确定： y y t b （A）等边单角钢截面 等边单角钢 λyz简化公式 条 件 （B）等边双角钢截面 条 件 λyz简化公式 等边双角钢 y y b b （C）长肢相并的不