201105轴心受力构件.ppt

关于剪切中心和形心 由弯扭屈曲决定的稳定承载力 －－－新规范改动内容 得出单轴对称截面绕对称轴弯扭屈曲失稳时，改为求换算长细比： 角钢及角钢组合截面 详规范 第 5.1.2 条 简化算法 例题 钢屋架上弦杆 某桁架上弦杆，截面为2∠125×10的组合T形截面如图所示，节点板厚12mm。承受轴心压力设计值，钢材为Q235。已知计算长度，。试验算此压杆的稳定性。 国家大剧院 整个壳体钢结构东西长212.20m，南北长143.64m，高约46m，中间无一柱子。钢结构总重约6750t，壳体 表面积约3.5万m2。每平米重约193kg。 短轴可见区域的梁架截面仅为60mm钢板制作的板梁，不可见区域 为上下翼缘不等宽的焊接H型钢截面(100mm,160mm） 整体线性屈曲特征值仅3.5左右，按照国内规范，是通不过的。 推导培利公式 * 第三章 轴心受力构件 第一节 轴心受力构件的应用与截面 应用 　　构成钢屋架、塔架、网架中的杆件以及支撑构件 工作平面、单层或多层框架中柱 截面型式 截面型式 截面型式 第二节 轴心受力构件的强度和刚度 轴心受力构件的强度(strength)计算 　以全截面达到屈服应力为强度极限状态 σ＝N/A≤f (A: Gross Area) 　以空洞削弱的截面有应力集中存在 σ＝N/An≤f (An: Net Area) 轴心受力构件的刚度(stiffness) 由长细比(slenderness ratio)λ＝l0/i来决定，长细比过大，容易在运输和使用过程中因自重产生挠曲曲 ，动力荷载作用下容易产生振动， λx＝l0x/ix≤[λ] λ y＝l0y/iy≤[λ] 第三节 轴心受压构件的整体稳定(Stability) 破坏现象 弯曲失稳：抗弯刚度较小时：工 Flexural buckling 扭转失稳：扭转刚度较小时：十 Torsional Buckling 弯扭失稳：二者都不大时：T Flexural-Torsional Buckling 第三节 轴心受力构件的整体稳定 稳定概念 1.和强度概念的区别： 强度是某一个截面的问题，而稳定是构件整体的问题 2.稳定破坏呈脆性破坏特征 设计时避免由受压失稳控制，而尽量由拉杆来控制设计。 弹性屈曲 （以两端铰结为例） 除直线平衡状态外的微弯平衡状态 平衡状态的分枝。 当应力比例极限,弹塑性屈曲 （以两端铰结为例） 切线模量理论 当应力比例极限,弹塑性屈曲 （以两端铰结为例） 切线模量理论 构件缺陷对屈曲临界应力的影响 1.初弯曲(Initial curve) 　　　先分析两端铰结、具有微小初弯曲、等截面轴心受压构件在弹性稳定状态时挠度随轴心受压力N逐渐增加而增长的情况. 设初弯曲为： 构件缺陷对屈曲临界应力的影响 　　　有初弯曲的轴心受压构件，其承载力总是低于欧拉临界力，只有当挠度趋于无穷大时，压力Ｎ才可能接近或达到ＮＥ 　　　 　　　如果以边缘纤维开始屈服时的a点代替c点以简化计算，叫边缘纤维屈服准则．　　 构件缺陷对屈曲临界应力的影响 2.初偏心(Initial eccentricity) 　　　先分析两端铰结、两端具有方向相同的初偏心e、等截面轴心受压构件在弹性稳定状态时,挠度随轴心受压力N逐渐增加而增长的情况． 构件缺陷对屈曲临界应力的影响 　　　有初偏心的轴心受压构件，其承载力总是低于欧拉临界力，同有初弯曲类似的结果，但是当初偏心e0和初弯曲v0相等时，初偏心更不利． 　　　　另外由于两种几何缺陷对轴心受压构件的影响类似，有时为了简单可合并一种缺陷代表两种缺陷的影响 构件缺陷对屈曲临界应力的影响 3.残余应力 构件缺陷对屈曲临界应力的影响 3.残余应力 　以两端铰结的轧制工型截面构件为例， 　　受力时使构件更早的进入弹塑性受力状态，使屈曲时截面抵抗弯曲变形的刚度减小 构件缺陷对屈曲临界应力的影响 4.几种缺陷的综合影响 　 极限承载力理论：综合考虑几种缺陷的计算方法，也叫 最大强度理论或极限荷载理论或压溃理论 一根具有残余应力和初弯曲（或初偏心）、两端铰结的轴心受压构件的受力简图和N-Ym图 φ-λ曲线 考虑截面的不同形式和尺寸，不同的加工条件及相应的残余应力图形，l/1000的初弯曲，按极限承载力理论，用计算机模拟出96条柱的φ-λ曲线 截面分类 轴心受压构件整体稳定公式 考虑荷载设计值除以截面