钢结构基本原理第四章.ppt

本章内容: (1)轴心受力构件的强度和刚度 (2)轴心受压构件的稳定 (3)轴心受压柱的设计 (4)柱脚的构造与计算 本章重点：轴心受压构件的稳定 本章难点：轴心受压构件的稳定理论 实腹柱、格构柱的设计; 4 轴心受力构件 4.1 概述; 轴心受力构件常用截面形式—实腹式、格构式;型钢;组合截面;2、;3、格构式构件 缀材布置— 缀条、缀板;轴心受力构件应满足两个极限状态：; 4.2 轴心受力构件的强度和刚度 ; a）构件净截面面积计算;孔前传力;摩擦型高强螺栓净截面强度：;4.2.2 刚度计算;【例4-1】;【解】; 理想轴心压杆：假定杆件完全挺直、荷载沿杆件形心轴作用, 杆件在受荷之前无初始应力、初弯曲和初偏心, 截面沿杆件是均匀的。 此种杆件失稳, 称为发生屈曲。; ;欧拉临界应力; 当 ， ，压杆进入弹塑性阶段。采用切线模量理论计算。;(2)实际轴心受压构件 ;e; ; 轴心压杆即使面积相同, 材料相同, 但截面形式不同, 加工条件不同, 其残余应力影响也不同 ---- 既承载力不同, 柱子曲线不同。;;3. 轴心受压构件的整体稳定计算;对于第①②种情况的计算框图;例4.2 :验算轴心受压构件的强度、刚度和整体稳定性。 Q235钢材，热轧型钢，Ⅰ32a，强轴平面内一端固定, 一端铰接， 柱高6m, N=980KN。;例4.3 图示焊接工字形截面轴压柱，在截面有两个M20的C级螺栓 孔，并在跨中有一侧向支撑，该杆能承担多大外荷载？已知：钢 材Q235--AF，;解：;4.3.2 局部稳定;由弹性稳定理论，板件的临界应力：;（1）翼缘（三边简支一边自由）;（2）腹板（四边简支）;腹板不满足局部稳定要求时 可设置加劲肋;4.4 轴心受压构件的设计;截面设计的原则;(3) 型钢构件由A、ix、iy 选择型钢号，进行验算； 焊接截面由ix、iy 求两个方向的尺寸;;;④ 局部稳定验算 ;3.构造要求;;;X; 【解】 ; (2)截面验算 ; 设λ=60, b/h0.8, 对x轴、对y轴b类, ; (2)截面验算; 设λ=60, 参H型截面， 翼缘2-250×14，腹板250×8;;（3）局部稳定;二、格构柱设计;X轴- 虚轴; 2 . 格构柱绕虚轴的换算长细比; A1 – 两个缀条截面面积。;（2）双肢缀板柱; 3 缀材设计;一个缀材面上的剪力;Θ 强度折减 单角钢有偏心，受压时产生扭转。; 横缀条 交叉缀条体系： 按承受压力N=V1计算; 单系缀条体系： 主要为减小分肢计算长度, 取和斜缀条相同的截面。;（3）缀板设计;;3）计算缀板的强度和连接; 3 格构柱的设计步骤;缀板柱： 设λ1≤40 或 0.5λy;单肢的稳定;压柱计算框图 格构式轴心受;三、柱的横隔;;(1)对实轴;验算整体稳定性;验算对虚轴的稳定性;(3)缀板和横隔;一侧剪力;图4.36 缀板柱简图; 某缀板式轴压柱由两槽钢2[20a组成,Q235-AF,柱高为7m, 两端铰接,在柱中间设有一侧向支撑, l0x=7m, l0y=3.5m,全截面的 回转半径 iy =7.86cm, f= 215N/mm2 , 试确定其确定最大承载力 设计值(已知单个槽钢[20a的几何特性: =28.84cm2,I1=128cm4, );解：;荷载： 梁支承加劲肋 柱翼缘。 调整定位后，用螺栓固定。;荷载： 突缘加劲肋 短肋 腹板;设隔板---支撑顶板;图4.37 梁与柱的铰接连接;4.5.2 柱脚;图4.38 平板式铰接柱脚;①底板的面积;③单位宽度上的最大弯矩;靴梁可作为承受底面焊缝传来的均布力 并支承于柱边的双悬臂简支梁计算。;[例4.5]设计柱脚。轴心压力设计值为1700kN,柱脚钢材为Q235钢,焊条E43型。基础砼采用C15，其抗压强度设计值 fc=7.2N/mm2。;[解] ;底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。;2、隔板计算;设;3、靴梁计算;靴梁与底板的连接焊缝和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的焊脚尺寸均为 。