《軸心受力和拉彎壓彎構(gòu)件PPT學(xué)習(xí)教案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《軸心受力和拉彎壓彎構(gòu)件PPT學(xué)習(xí)教案（119頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、會(huì)計(jì)學(xué)1大綱要求:1、了解拉彎和壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式；2、了解壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定的基本原理；掌握其計(jì)算方法；5、掌握實(shí)腹式壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法及其主要的構(gòu)造要求；4、掌握拉彎和壓彎的強(qiáng)度和剛度計(jì)算;3、了解實(shí)腹式壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定的基本原理；掌握其計(jì) 算方法；6、掌握格構(gòu)式壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法及其主要的構(gòu)造要求；第1頁(yè)/共119頁(yè)6-1 構(gòu)件類型一、軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用3.塔架1.桁架2.網(wǎng)架第2頁(yè)/共119頁(yè) 軸心受力構(gòu)件常用截面形式實(shí)腹式、格構(gòu)式圖 柱的組成第3頁(yè)/共119頁(yè)(a)型鋼(b)組合截面1、實(shí)腹式構(gòu)件截面形式圖 軸心受力實(shí)腹式構(gòu)件的截面形式第4頁(yè)/共119頁(yè)(c)雙角鋼(d)冷彎薄壁型鋼

2、圖 軸心受力實(shí)腹式構(gòu)件的截面形式第5頁(yè)/共119頁(yè)2.格構(gòu)式構(gòu)件的常用截面形式圖4.4 格構(gòu)式構(gòu)件常用截面形式圖4.5 綴板柱第6頁(yè)/共119頁(yè)3、格構(gòu)式構(gòu)件綴材布置綴條、綴板l01l1l1圖 格構(gòu)式構(gòu)件的綴材布置(a) 綴條柱；(b)綴板柱第7頁(yè)/共119頁(yè)NMNe二、拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用第8頁(yè)/共119頁(yè)NNeeNNa)b)第9頁(yè)/共119頁(yè)a)b)第10頁(yè)/共119頁(yè)一、強(qiáng)度計(jì)算（承載能力極限狀態(tài)）N軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值； An構(gòu)件的凈截面面積； f鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。fANn軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)截面無(wú)削弱時(shí)，強(qiáng)度不必計(jì)算。軸心受力構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件強(qiáng)度（承載能力極限狀態(tài)）剛度（

3、正常使用極限狀態(tài)）強(qiáng)度剛度（正常使用極限狀態(tài)）穩(wěn)定（承載能力極限狀態(tài)）第11頁(yè)/共119頁(yè)截截面面的的回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半徑徑； AIi0il構(gòu)構(gòu)件件的的計(jì)計(jì)算算長(zhǎng)長(zhǎng)度度； 0l取取值值詳詳見(jiàn)見(jiàn)規(guī)規(guī)范范或或教教材材。構(gòu)構(gòu)件件的的容容許許長(zhǎng)長(zhǎng)細(xì)細(xì)比比，其其 保證構(gòu)件在運(yùn)輸、安裝、使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過(guò)大變形。 第12頁(yè)/共119頁(yè)il00l 構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度i-截面的回轉(zhuǎn)半徑 構(gòu)件的最大長(zhǎng)細(xì)比00yyyxxxilil二剛度計(jì)算項(xiàng)項(xiàng)次次構(gòu)件名稱構(gòu)件名稱承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)直接承受動(dòng)力直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)荷載的結(jié)構(gòu)一般建筑結(jié)構(gòu)一般建筑結(jié)構(gòu)有重級(jí)工作制吊車的廠房有重

4、級(jí)工作制吊車的廠房1 1桁架的桿件桁架的桿件3503502502502502502 2吊車梁或吊車桁架以吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐下的柱間支撐3003002002003 3其他拉桿、支撐、系其他拉桿、支撐、系桿桿( (張緊的圓鋼除外張緊的圓鋼除外) )400400350350表 受拉構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比第13頁(yè)/共119頁(yè)項(xiàng)項(xiàng) 次次構(gòu)構(gòu) 件件 名名 稱稱容許長(zhǎng)細(xì)比容許長(zhǎng)細(xì)比1 1柱、桁架和天窗架構(gòu)件柱、桁架和天窗架構(gòu)件150150柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐2 2支撐支撐( (吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐除外吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐除

5、外) )200200用以減小受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比的桿件用以減小受壓構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比的桿件表 受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比軸心拉桿的設(shè)計(jì) 受拉構(gòu)件的極限承載力一般由強(qiáng)度控制，設(shè)計(jì)時(shí)只考慮強(qiáng)度和剛度。 鋼材比其他材料更適于受拉，所以鋼拉桿不但用于鋼結(jié)構(gòu)，還用于鋼與鋼筋混凝土或木材的組合結(jié)構(gòu)中。此種組合結(jié)構(gòu)的受壓構(gòu)件用鋼筋混凝土或木材制作，而拉桿用鋼材做成。第14頁(yè)/共119頁(yè)一、軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定（一）軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的基本理論1、軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)形式 理想的軸心受壓構(gòu)件(桿件挺直、荷載無(wú)偏心、無(wú)初始應(yīng)力、無(wú)初彎曲、無(wú)初偏心、截面均勻等）的失穩(wěn)形式分為：第15頁(yè)/共119頁(yè) 理想軸心壓桿：假定桿件完全挺直、荷載

6、沿桿件形心軸作用, 桿件在受荷之前無(wú)初始應(yīng)力、初彎曲和初偏心, 截面沿桿件是均勻的。 此種桿件失穩(wěn), 稱為發(fā)生屈曲。屈曲形式: 1)彎曲屈曲：只發(fā)生彎曲變形, 截面繞一個(gè)主軸旋轉(zhuǎn)； 2)扭轉(zhuǎn)屈曲：繞縱軸扭轉(zhuǎn); 3)彎扭屈曲：即有彎曲變形也有扭轉(zhuǎn)變形。1、整體穩(wěn)定的臨界應(yīng)力 （1）理想軸心壓桿-屈曲準(zhǔn)則 6-3 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 第16頁(yè)/共119頁(yè)彎曲屈曲：雙軸對(duì)稱截面，單軸對(duì)稱截面繞非對(duì)稱軸；扭轉(zhuǎn)屈曲：十字形截面；彎扭屈曲：?jiǎn)屋S對(duì)稱截面（槽鋼，等邊角鋼）。圖4.11 軸心壓桿的屈曲變形(a)彎曲屈曲；(b)扭轉(zhuǎn)屈曲；(c)彎扭屈曲第17頁(yè)/共119頁(yè)歐拉臨界應(yīng)力a）理想軸心壓桿彈性彎曲

7、屈曲臨界應(yīng)力22lEINNEcrNE 歐拉（Euler）臨界力 222222222222E(l/I )EilEAIlEAlEIANEEcr)(l/2l/2圖4.12 有初彎曲的軸心壓桿桿件長(zhǎng)細(xì)比，=l/i；i 截面對(duì)應(yīng)于屈曲的回轉(zhuǎn)半徑， i = I/A。第18頁(yè)/共119頁(yè) 當(dāng) ， ，壓桿進(jìn)入彈塑性階段。采用切線模量理論計(jì)算。ppcrf22,ttcrE22,lIENttcrEt-切線摸量E為常量, 因此cr 不超過(guò)材料的比例極限 fpb)理想壓桿的彈塑性彎曲屈曲臨界應(yīng)力屈曲準(zhǔn)則建立 的臨界應(yīng)力2crp2Efpp/Ef或長(zhǎng)細(xì)比圖4.13 應(yīng)力-應(yīng)變曲線fpcrE第19頁(yè)/共119頁(yè)(2)實(shí)際軸心

8、受壓構(gòu)件實(shí)際軸心受壓構(gòu)件存在初始缺陷 - 初彎曲、初偏心、殘余應(yīng)力考慮初始缺陷的臨界應(yīng)力-邊緣屈服準(zhǔn)則uNNABOvve0kN e0kN v0圖4.14 有初彎曲的軸心壓桿及其壓力撓度曲線第20頁(yè)/共119頁(yè)e0 zy y N ke00N v kv v =0.10y 01.00.50=0.3y y EN /N =00 z 0e =0.3e =000e =0.11.00.5N /N E0 彈塑性階段壓力撓度曲線 有初彎曲(初偏心)時(shí)，一開(kāi)始就產(chǎn)生撓曲,荷載，v, 當(dāng)N NE時(shí)，v 初彎曲（初偏心）越大,同樣壓力下變形越大。 初彎曲（初偏心）即使很小,也有 a）初彎曲和初偏心的影響crENN圖4.

9、15 軸心壓桿及其壓力撓度曲線第21頁(yè)/共119頁(yè) 彈塑性階段壓力撓度曲線 壓力超過(guò)NA后,構(gòu)件進(jìn)入彈塑性階段,塑性區(qū), v B點(diǎn)是具有初彎曲壓桿真正的極限承載力 “最大強(qiáng)度準(zhǔn)則”以NB作為最大承載力。最大強(qiáng)度準(zhǔn)則 撓度 v 增大到一定程度,桿件中點(diǎn)截面邊緣( A或A), 塑性區(qū)增加-彈塑性階段, 壓力小于Ncr喪失承載力。 A表示壓桿跨中截面邊緣屈服“邊緣屈服準(zhǔn)則” 以NA作為最大承載力圖4.15 軸心壓桿及其壓力撓度曲線第22頁(yè)/共119頁(yè)b)理想軸心壓桿與實(shí)際軸心壓桿承載能力比較1-歐拉臨界力2-切線摸量臨界力3-有初彎曲臨界力圖4.16 軸心壓桿的壓力撓度曲線第23頁(yè)/共119頁(yè) 軸心

10、壓桿即使面積相同, 材料相同, 但截面形式不同,加工條件不同, 其殘余應(yīng)力影響也不同 - 既承載力不同,柱子曲線不同。2. 軸心受壓構(gòu)件的柱子曲線 各國(guó)都采用多柱子曲線,我國(guó)采用4條曲線, 即把柱子截面分為4類. a曲線包括的截面殘余應(yīng)力影響最小,相同的值, 承載力大, 穩(wěn)定系數(shù)大； c曲線包括的截面殘余應(yīng)力影響較大； d曲線承載力最低。 cr與長(zhǎng)細(xì)比的關(guān)系曲線稱為柱子曲線，越大，承載力越低，即cr 越小, 穩(wěn)定系數(shù)=cr/R 越小。第24頁(yè)/共119頁(yè)y/235f圖4.17 我國(guó)的柱子曲線第25頁(yè)/共119頁(yè)表得到。類和構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比查穩(wěn)定系數(shù)，可按截面分即：fANfffANRyycrRcr公式

11、使用說(shuō)明： （1）截面分類：見(jiàn)教材表；第26頁(yè)/共119頁(yè)xxyyyoyyxoxxilil 對(duì)于雙軸對(duì)稱十字形截面，為了防止扭轉(zhuǎn)屈曲，尚應(yīng)滿足：懸伸板件寬厚比。懸伸板件寬厚比?；蚧?tbtbyx07. 5 、截面為單軸對(duì)稱構(gòu)件：xxyyxoxxilx 軸軸：繞繞非非對(duì)對(duì)稱稱軸軸繞對(duì)稱軸y軸屈曲時(shí)，一般為彎扭屈曲，其臨界力低于彎曲屈曲，所以計(jì)算時(shí)，以換算長(zhǎng)細(xì)比yz代替y ，計(jì)算公式如下：xxyybt第27頁(yè)/共119頁(yè)()()()21222020222221421zyzyzyyzie()22202022027 .25yxtziieilIIAi。構(gòu)件，取構(gòu)件，取或兩端嵌固完全約束的或兩端嵌固完全約

12、束的翹曲翹曲對(duì)兩端鉸接端部可自由對(duì)兩端鉸接端部可自由扭轉(zhuǎn)屈曲的計(jì)算長(zhǎng)度，扭轉(zhuǎn)屈曲的計(jì)算長(zhǎng)度，；面近似取面近似取、十字形截面和角形截、十字形截面和角形截雙角鋼組合雙角鋼組合軋制、雙板焊接、軋制、雙板焊接、形截面形截面毛截面扇性慣性矩；對(duì)毛截面扇性慣性矩；對(duì)毛截面抗扭慣性矩；毛截面抗扭慣性矩；扭轉(zhuǎn)屈曲的換算長(zhǎng)細(xì)比扭轉(zhuǎn)屈曲的換算長(zhǎng)細(xì)比徑；徑；截面對(duì)剪心的極回轉(zhuǎn)半截面對(duì)剪心的極回轉(zhuǎn)半毛截面面積；毛截面面積；距離；距離；截面形心至剪切中心的截面形心至剪切中心的式中：式中：ytzlllIIIiAe0000)(T 第28頁(yè)/共119頁(yè)yytb（a）A、等邊單角鋼截面，圖（a）42200220405 .131

13、78. 454. 085. 0154. 0btltbbltbtlbbltbyyzyyyyzy時(shí)：當(dāng)時(shí)：當(dāng)?shù)?9頁(yè)/共119頁(yè)B、等邊雙角鋼截面，圖（b）42200220406 .1819 . 358. 0475. 0158. 0btltbbltbtlbbltbyyzyyyyzy時(shí)：當(dāng)時(shí)：當(dāng)yybb（b）第30頁(yè)/共119頁(yè)C、長(zhǎng)肢相并的不等邊角鋼截面， 圖（C）422202202220422024 .1711 . 548. 009. 1148. 0btltbbltbtlbbltbyyzyyyyzy時(shí)：當(dāng)時(shí)：當(dāng)yyb2b2b1（C）第31頁(yè)/共119頁(yè)D、短肢相并的不等邊角鋼截面， 圖（D）41

14、22011011017 .5217 . 356. 056. 0btltbbltbbltbyyzyyyzy時(shí)：當(dāng)時(shí)，近似?。寒?dāng)yyb2b1b1（D）第32頁(yè)/共119頁(yè)uub 當(dāng)計(jì)算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸（u軸)穩(wěn)定時(shí)，可按下式計(jì)算換算長(zhǎng)細(xì)比，并按b類截面確定 值： 軸的長(zhǎng)細(xì)比。，構(gòu)件對(duì)式中：時(shí)：當(dāng)時(shí)：當(dāng)uiltbbltbtlbbltbuuuuzuuuuzu000220404 . 569. 025. 0169. 0第33頁(yè)/共119頁(yè)3、格構(gòu)式截面中的槽形截面分肢，計(jì)算其繞對(duì)稱軸（y軸）的穩(wěn)定性時(shí)，不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，直接用y查穩(wěn)定系數(shù) 。 yyxx實(shí)軸虛軸第34頁(yè)/共119頁(yè)u3、對(duì)中間無(wú)聯(lián)系的單角

15、鋼壓桿， 按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算，當(dāng) 20時(shí)，取=20。xxx0 x0y0y0第35頁(yè)/共119頁(yè)bABCDEFOPABCDEFG第36頁(yè)/共119頁(yè)圖 軸心受壓構(gòu)件的局部失穩(wěn)由彈性穩(wěn)定理論，板件的臨界應(yīng)力：222)()1 (12btEcr第37頁(yè)/共119頁(yè)等穩(wěn)定條件：保證板件的局部失穩(wěn) 臨界應(yīng)力不小于構(gòu)件 整體穩(wěn)定的臨界力。ycrfbtE222)()1 (12由此確定寬厚比限值 b / t采用等穩(wěn)定準(zhǔn)則cryf圖 軸心受壓構(gòu)件的局部失穩(wěn)(c)對(duì)于普通鋼結(jié)構(gòu)，一般要求：局部失穩(wěn)不早于整體失穩(wěn)，即板件的臨界應(yīng)力不小于構(gòu)件的臨界應(yīng)力，所以：第38頁(yè)/共119頁(yè)btbttbtb第39頁(yè)/共119頁(yè)()

16、。時(shí)，??；當(dāng)取時(shí)值，當(dāng)構(gòu)件兩方向長(zhǎng)細(xì)比較大式中：10010030,302351 . 010yftbB、箱形截面翼緣板yyftbftb23540235130bb0t第40頁(yè)/共119頁(yè) 2、腹板： A、工字形、H形截面腹板twh0h0tw()。時(shí)，?。划?dāng)取時(shí)值，當(dāng)構(gòu)件兩方向長(zhǎng)細(xì)比較大式中：10010030,302355 . 0250ywfth第41頁(yè)/共119頁(yè) B、箱形截面腹板bb0th0twywfth235400 C、T形截面腹板 自由邊受拉時(shí)：twh0h0tw()ywfth2352 . 015T0形鋼：熱扎剖分()ywfth23517. 013T0形鋼：焊接第42頁(yè)/共119頁(yè)DtyftD

17、2351002、對(duì)于H形、工字形和箱形截面，當(dāng)腹板高厚比不滿足以上規(guī)定時(shí)，在計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)，腹板截面取有效截面，即取腹板計(jì)算高度范圍內(nèi)兩側(cè)各為 部分，但計(jì)算構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)時(shí)仍取全截面。ywft23520第43頁(yè)/共119頁(yè)twh0ywft23520ywft23520 腹板屈曲后， 實(shí)際平板可由一應(yīng)力等于fy的等效平板代替，如圖。be/2be/2fy第44頁(yè)/共119頁(yè)10tw0.75twh0縱向加勁肋橫向加勁肋第45頁(yè)/共119頁(yè)1、截面形式 圖 軸心受壓實(shí)腹柱常用截面6-5 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)第46頁(yè)/共119頁(yè)截面選擇的原則：（1）截面盡量開(kāi)展； （2）兩主軸方向等穩(wěn)；（3

18、）便于連接；（4）構(gòu)造簡(jiǎn)單，制造省工，取材方便。2、截面設(shè)計(jì)假設(shè)=（50-100）由查, 求AfNA(1)初選截面面積AN 大、l O 小， 取小值； 工字鋼回轉(zhuǎn)半徑小，取大值； H型鋼回轉(zhuǎn)半徑大，取小值； 組合截面取小值。第47頁(yè)/共119頁(yè)21yxibih(3)型鋼構(gòu)件由A、ix、iy 選擇型鋼號(hào)，查幾何值驗(yàn)算； 焊接截面由ix、iy 求兩個(gè)方向的尺寸。(2)求兩個(gè)主軸所需的回轉(zhuǎn)半徑xxli0yyli0(4)由所需要的A、h、b 等，再考慮構(gòu)造要求、局部穩(wěn)定 以及鋼材規(guī)格等，確定截面的初選尺寸。對(duì)于焊接工字形截面：bh；A1=(0.350.40)A,tw=(0.40.7)t6mm。第48頁(yè)

19、/共119頁(yè)表 各種截面回轉(zhuǎn)半徑的近似值第49頁(yè)/共119頁(yè) 局部穩(wěn)定驗(yàn)算 yftb235)1 . 010(ywfth235)5 . 025(0 剛度驗(yàn)算 整體穩(wěn)定驗(yàn)算fAN 強(qiáng)度驗(yàn)算fANn熱軋型鋼,可不驗(yàn)算局穩(wěn)。 截面無(wú)削弱可不驗(yàn)算強(qiáng)度。 (5)構(gòu)件強(qiáng)度、穩(wěn)定和剛度驗(yàn)算第50頁(yè)/共119頁(yè)3.構(gòu)造要求當(dāng) 設(shè)橫向加勁肋800wth 間距a3h0， 寬度bs=h0/30+40mm厚度ts=bs/15atwbs 腹板與翼緣焊縫hf =4 - 8mm 實(shí)腹柱的腹板加勁肋第51頁(yè)/共119頁(yè)1、格構(gòu)柱的截面形式 格構(gòu)式構(gòu)件常用截面形式 綴板柱6-5 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)第52頁(yè)/共119頁(yè)Xyy

20、X軸- 虛軸y軸- 實(shí)軸l01l1l1格構(gòu)式構(gòu)件的綴材布置(a) 綴條柱；(b)綴板柱圖 綴板柱第53頁(yè)/共119頁(yè)截面選取原則盡可能做到等穩(wěn)定性要求。yyxx（a）實(shí)軸虛軸xxyy（b）虛軸虛軸xxyy（c）虛軸虛軸1等穩(wěn)定性；2寬肢薄壁；3制造省工；4連接簡(jiǎn)便；第54頁(yè)/共119頁(yè)1、強(qiáng)度f(wàn)AN n N軸心壓力設(shè)計(jì)值； An柱肢凈截面面積之和。yyxx實(shí)軸虛軸N第55頁(yè)/共119頁(yè)對(duì)于常見(jiàn)的格構(gòu)式截面形式，只能產(chǎn)生彎曲屈曲，其彈性屈曲時(shí)的臨界力為：12222cr11 lEIlEIN 。換算長(zhǎng)細(xì)比，換算長(zhǎng)細(xì)比，（轉(zhuǎn)角轉(zhuǎn)角單位剪力作用時(shí)的軸線單位剪力作用時(shí)的軸線1220011; )/; EAG

21、A 20212222cr11 EAEAEAN 或：第56頁(yè)/共119頁(yè)（1）對(duì)實(shí)軸（y-y軸）的整體穩(wěn)定得。得。并按相應(yīng)的截面分類查并按相應(yīng)的截面分類查由由yyyfAN 2y2cry E 因很小，因此可以忽略剪切變形，o=y,其彈性屈曲時(shí)的臨界應(yīng)力為：1 則穩(wěn)定計(jì)算：yyxx實(shí)軸虛軸第57頁(yè)/共119頁(yè)20212222crx11xxxEAEAEAN 繞x軸（虛軸）彎曲屈曲時(shí)，因綴材的剪切剛度較小，剪切變形大，1則不能被忽略，因此：12200EAxxx繞虛軸的換算長(zhǎng)細(xì)比：則穩(wěn)定計(jì)算：得。得。并按相應(yīng)的截面分類查并按相應(yīng)的截面分類查由由xxxfAN0 第58頁(yè)/共119頁(yè) 由于不同的綴材體系剪切剛

22、度不同， 1亦不同，所以換算長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算就不相同。通常有兩種綴材體系，即綴條式和綴板式體系，其換算長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算如下： 雙肢綴條柱 設(shè)一個(gè)節(jié)間兩側(cè)斜綴條面積之和為A1；節(jié)間長(zhǎng)度為l1 sin1 dN cos1lld VV單位剪力作用下斜綴條長(zhǎng)度及其內(nèi)力為：V=1V=1d11l1ldabcdb第59頁(yè)/共119頁(yè) cossin111EAllEANddd cossinsin211EAld cossin12111EAlV=1V=1d11l1ldabcdbe第60頁(yè)/共119頁(yè)12220cossinAAxx的關(guān)系曲線如下：的關(guān)系曲線如下：與與由于由于 )cos(sin22整個(gè)柱的毛截面面積。；整個(gè)柱對(duì)虛軸的

23、長(zhǎng)細(xì)比AAAxxx12027第61頁(yè)/共119頁(yè)abcdl1aI1Ibaxx11l1aa1-21-21-21-2l1-2l1-2l1-aT=11112abcdef第62頁(yè)/共119頁(yè)2120 xx距離。距離。鄰兩綴板邊緣螺栓的鄰兩綴板邊緣螺栓的離；螺栓連接時(shí)，取相離；螺栓連接時(shí)，取相，取相鄰綴板間凈距，取相鄰綴板間凈距分肢計(jì)算長(zhǎng)度，焊接時(shí)分肢計(jì)算長(zhǎng)度，焊接時(shí)；的長(zhǎng)細(xì)比的長(zhǎng)細(xì)比分肢對(duì)最小剛度軸分肢對(duì)最小剛度軸的長(zhǎng)細(xì)比；的長(zhǎng)細(xì)比；虛軸虛軸軸軸整個(gè)構(gòu)件對(duì)整個(gè)構(gòu)件對(duì) 0110111,11)(lilxx 對(duì)于三肢柱和四肢柱的換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算見(jiàn)規(guī)范。第63頁(yè)/共119頁(yè)(1)軸心受壓格構(gòu)柱的橫向剪力235

24、85yffAV A 柱的毛截面面積； f 鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；f y鋼材的屈服強(qiáng)度。3、綴材設(shè)計(jì) 剪力計(jì)算簡(jiǎn)圖第64頁(yè)/共119頁(yè)21VV 內(nèi)力：彎曲可能或左或右，剪力 方向變化，綴條或拉或壓。一個(gè)綴材面上的剪力一個(gè)綴條的內(nèi)力cos11nVN (2) 綴條的設(shè)計(jì)V1分配到一個(gè)綴材面上的剪力; n 一個(gè)綴材面承受剪力的斜綴條數(shù)。單系綴條 時(shí)，n=1,交叉綴條時(shí)，n2 ； 綴條與橫向剪力的夾角 。 綴條的內(nèi)力第65頁(yè)/共119頁(yè) 強(qiáng)度折減 單角鋼有偏心，受壓時(shí)產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)。101il斜綴條對(duì)最小剛度軸的長(zhǎng)細(xì)比，20時(shí), 取=20, l01-斜綴條長(zhǎng)度. 按軸壓構(gòu)件計(jì)算fANn1fAN1按軸心受力計(jì)算構(gòu)件的

25、強(qiáng)度和連接時(shí) ，=0.85。按軸心受壓計(jì)算構(gòu)件的穩(wěn)定性時(shí) 等邊角鋼 ： ,但不大于1.0 短邊相連的不等邊角鋼： ,但不大于1.0 長(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼：=0.700.60.00150.50.0025第66頁(yè)/共119頁(yè) 橫綴條 交叉綴條體系： 按承受壓力N=V1計(jì)算; 單系綴條體系： 主要為減小分肢計(jì)算長(zhǎng)度, 取和斜綴條相同的截面。 交叉綴條體系和單系綴條體系第67頁(yè)/共119頁(yè)V1/2l12l12V1/2a/2TalVT11TMd2211lVaTM肢件軸線間距；肢件軸線間距；綴板中心間距；綴板中心間距；式中：式中： al1T和M即為綴板與肢件連接處的設(shè)計(jì)內(nèi)力。第68頁(yè)/共119頁(yè)61 kk

26、b綴板的構(gòu)造要求：axx11l1ad第69頁(yè)/共119頁(yè)yxxAA 12027yxx 21201227AAyx即：212yx即：第70頁(yè)/共119頁(yè)xxxli 0 對(duì)虛軸的回轉(zhuǎn)半徑：1 xib 第71頁(yè)/共119頁(yè) yxil ，0maxmax111max7.0 50,50max5.040maxmax0maxmax1011 取取時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)，且且yxil第72頁(yè)/共119頁(yè)第73頁(yè)/共119頁(yè)沿柱身8m或9b設(shè)置每運(yùn)送單元端部均應(yīng)設(shè)置圖 柱的橫隔(a)、(b)格構(gòu)柱；(c)、(d)大型實(shí)腹柱（三）柱子的橫隔第74頁(yè)/共119頁(yè)圖 柱的橫隔(e)第75頁(yè)/共119頁(yè) 取值同軸壓構(gòu)件。取值同軸壓構(gòu)件。

27、,maxmax yx第76頁(yè)/共119頁(yè)強(qiáng)度穩(wěn)定實(shí)腹式 格構(gòu)式 彎矩作用在實(shí)軸上 彎矩作用在虛軸上 (分肢穩(wěn)定)整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定 平面外穩(wěn)定 承載能力極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài) 取值同軸壓構(gòu)件。取值同軸壓構(gòu)件。 ,maxmax yx剛度第77頁(yè)/共119頁(yè)yxnxnfWMANhhwAfAfAwfy(A)(A)彈性工作階段第78頁(yè)/共119頁(yè)HHNhhwAfAfAwfy(A)fy(B)fyfy(C)fyfy(D)(D)塑性工作階段塑性鉸(強(qiáng)度極限)(B)最大壓應(yīng)力一側(cè)截面部分屈服(C)截面兩側(cè)均有部分屈服hhh-2h 對(duì)于工字形截面壓彎構(gòu)件，由圖（D）內(nèi)力平衡條件可得，N、M無(wú)量綱相關(guān)曲

28、線：第79頁(yè)/共119頁(yè)01.01.01 pxxpMMNNpxxMMpNN1pxxpMMNN式中：ypxpxypfWMAfN 由于全截面達(dá)到塑性狀態(tài)后，變形過(guò)大，因此規(guī)范對(duì)不同截面限制其塑性發(fā)展區(qū)域?yàn)椋?/8-1/4）h 第80頁(yè)/共119頁(yè)ynxxpxynpfWMfAN fWMANnxxxn上式即為規(guī)范給定的在N、Mx作用下的強(qiáng)度計(jì)算公式。對(duì)于在N、Mx 、My作用下的強(qiáng)度計(jì)算公式，規(guī)范采用了與上式相銜接的線形公式：fWMWMANnyyynxxxnyx,MMyx, 兩個(gè)主軸方向的彎矩兩個(gè)主軸方向的塑性發(fā)展因數(shù)第81頁(yè)/共119頁(yè)05. 1x 20. 1y 1.0yx 如工字形，當(dāng)直接承受動(dòng)力

29、荷載時(shí)，其他截面的塑性發(fā)展系數(shù)見(jiàn)教材。第82頁(yè)/共119頁(yè)c)Nk_+e yl/2 z yl1lNka) ye zb)+m0=N/Amy12113223B1B2B3_+ 在彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)屬第二類穩(wěn)定，偏心壓桿的臨界力與其相對(duì)偏心率 有關(guān)， 為截面核心矩， 大則臨界力低。eAW e第83頁(yè)/共119頁(yè)1)1 (Ee0pxxNNMeNMNN式中:N、Mx軸心壓力和沿構(gòu)件全長(zhǎng)均布的彎矩;e0各種初始缺陷的等效偏心距；Np無(wú)彎矩作用時(shí)，全截面屈服的極限承載 力， Np =Afy；Me無(wú)軸心力作用時(shí)，彈性階段的最大彎矩, Me=W1xfy第84頁(yè)/共119頁(yè)( () )xNNE-112x2E EAN

30、x 歐拉臨界力;在上式中，令Mx=0，則式中的N即為有缺陷的軸心受壓構(gòu)件的臨界力N0，得：()()2(0000ExpExpeNNNNNNNMe) 1 (1)1 (Ee0pxxNNMeNMNN第85頁(yè)/共119頁(yè)fNNWMANxx)1 (Ex1xmxx上式是由彈性階段的邊緣屈服準(zhǔn)則導(dǎo)出的，與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的考慮塑性發(fā)展理論有差別，規(guī)范在數(shù)值計(jì)算基礎(chǔ)上給出了以下實(shí)用表達(dá)式：11EpxxexxNNMMNN考慮抗力分項(xiàng)系數(shù)并引入彎矩非均勻分布時(shí)的等效彎矩系數(shù)mx后，得第86頁(yè)/共119頁(yè)fNNWMANxxx)8 . 01 (E1xmxx下：等效彎矩系數(shù)，取值如塑性發(fā)展系數(shù)；量；大受壓纖維的毛截面模在彎

31、矩作用平面內(nèi)對(duì)較計(jì)算區(qū)段的最大彎矩；件的穩(wěn)定系數(shù)；彎矩作用平面內(nèi)軸壓構(gòu)修正系數(shù)的均值；抗力分項(xiàng)系數(shù)，；計(jì)算段軸心壓力設(shè)計(jì)值式中：mxxxxxRxExExExWMEANNNN122;8 . 01 . 11 . 1第87頁(yè)/共119頁(yè)規(guī)范mx對(duì)作出具體規(guī)定： 1、框架柱和兩端支承構(gòu)件 （1）沒(méi)有橫向荷載作用時(shí)： M1、 M2為端彎矩，無(wú)反彎點(diǎn)時(shí)取同號(hào)，否 則取異號(hào)，M1M212mx0.350.65MM （2）有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí):使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí): mx =1.0使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時(shí): mx =0.85（3）僅有橫向荷載時(shí)：mx =1.02、懸臂構(gòu)件: mx =1.0第88頁(yè)/共119

32、頁(yè)對(duì)于單軸對(duì)稱截面，當(dāng)彎矩使較大翼緣受壓時(shí)，受拉區(qū)可能先受拉出現(xiàn)塑性，為此應(yīng)滿足：fNNWMAN)1.251 (Ex2xxxmx其余符號(hào)同前。其余符號(hào)同前。）的毛截面模量；）的毛截面模量；對(duì)無(wú)翼緣端（受拉邊緣對(duì)無(wú)翼緣端（受拉邊緣式中：式中： xW2第89頁(yè)/共119頁(yè)fWMAN1xbxtxy式中:；，其余截面，其余截面面面截面影響系數(shù)，閉口截截面影響系數(shù)，閉口截件的穩(wěn)定系數(shù)；件的穩(wěn)定系數(shù)；彎矩作用平面內(nèi)軸壓構(gòu)彎矩作用平面內(nèi)軸壓構(gòu)0 . 17 . 0 y第90頁(yè)/共119頁(yè)tx等效彎矩系數(shù)，取平面外兩相鄰支承點(diǎn)間構(gòu)件為 計(jì)算單元，取值同mx ；：體穩(wěn)定系數(shù)，計(jì)算如下體穩(wěn)定系數(shù)，計(jì)算如下均勻彎曲受

33、彎構(gòu)件的整均勻彎曲受彎構(gòu)件的整 b 2354400007. 12yybf ( () )的慣性矩；的慣性矩；軸軸翼緣對(duì)翼緣對(duì)分別為受壓翼緣和受拉分別為受壓翼緣和受拉、，yIIIIIfAhWbyybxb2121121235140001 . 0207. 1 第91頁(yè)/共119頁(yè)2350017. 00 . 1yybf 2350022. 00 . 1yybf 2350005. 00 . 1yybf 彎矩使翼緣受拉，且腹板寬厚比不大于 時(shí)：yf23518第92頁(yè)/共119頁(yè)第93頁(yè)/共119頁(yè)fWMNNWMANybyytyExxxxmxx118 . 01fNNWMWMANEyyyymyxbxxtxy8 .

34、 0111第94頁(yè)/共119頁(yè)第95頁(yè)/共119頁(yè)第96頁(yè)/共119頁(yè)第97頁(yè)/共119頁(yè)_+xxxxxx y y y y y yex y0exexey y0 y0MN fya)c)b)d)xxx y y y1 y2a11A1A1N2NN1N el1第98頁(yè)/共119頁(yè)其余符號(hào)同前。其余符號(hào)同前。離，二者取大值。離，二者取大值。大分肢腹板外邊緣的距大分肢腹板外邊緣的距線距離或到壓力較線距離或到壓力較軸到壓力較大分肢的軸軸到壓力較大分肢的軸為由為由軸的毛截面慣性矩；軸的毛截面慣性矩；對(duì)對(duì)計(jì)算區(qū)段的最大彎矩；計(jì)算區(qū)段的最大彎矩；數(shù)；數(shù)；確定的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系確定的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系由由式中：式中：xyx

35、IyIWMxxxxxx 0010, fNNWMANxx)1 (Ex1xmxx第99頁(yè)/共119頁(yè)122121NNNaMayNNx ：分肢分肢：分肢分肢分肢按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。分肢1分肢2xxyy2211MxNy2y1a第100頁(yè)/共119頁(yè)二壓彎格構(gòu)柱彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)的整體穩(wěn)定計(jì)算 由于其受力性能與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同，故其平面內(nèi)、平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算均與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同，但在計(jì)算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定時(shí)，構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比取換算長(zhǎng)細(xì)比，b取1.0。第101頁(yè)/共119頁(yè)613 梁與柱的連接（一）連接構(gòu)造為了使柱子實(shí)現(xiàn)軸心受壓，并安全將荷載傳至基礎(chǔ)，必須合理構(gòu)造柱頭、柱腳。設(shè)計(jì)原則是：傳力明確、過(guò)

36、程簡(jiǎn)潔、經(jīng)濟(jì)合理、安全可靠，并具有足夠的剛度且構(gòu)造又不復(fù)雜。第102頁(yè)/共119頁(yè)傳力路線：梁 突緣 柱頂板 加勁肋 柱身焊縫墊板焊縫焊縫柱頂板加勁肋柱梁梁突緣墊板填板填板構(gòu)造螺栓第103頁(yè)/共119頁(yè)(1)梁端局部承壓計(jì)算梁設(shè)計(jì)中講授(2)柱頂板平面尺寸超出柱輪廓尺寸15-20mm，厚度不小于14mm。（3）加勁肋 加勁肋與柱腹板的連接焊縫按承受剪力V=N/2和彎矩M=Nl/4計(jì)算。N/2l/2l15-20mm15-20mmt14mm第104頁(yè)/共119頁(yè) 實(shí)際的鉸接柱腳型式有以下幾種：1、軸承式柱腳 制作安裝復(fù)雜，費(fèi)鋼材，但與力學(xué)符合較好。樞軸6-14 柱腳第105頁(yè)/共119頁(yè)XYN靴梁

37、隔板底板隔板錨栓柱第106頁(yè)/共119頁(yè) 錨栓用以固定柱腳位置，沿軸線布置2個(gè)，直徑20-24mm。肋板b1第107頁(yè)/共119頁(yè)1.傳力途徑柱 靴梁 底板 混凝土基礎(chǔ)隔板（肋板）實(shí)際計(jì)算不考慮cca1Bt1t1Lab1靴梁隔板底板隔板錨栓柱N第108頁(yè)/共119頁(yè)(1)底板的面積 假設(shè)基礎(chǔ)與底板間的壓應(yīng)力均勻分布。式中：fc-混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；l-基礎(chǔ)混凝土局部承壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù)。 fc 、l均按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范取值。An底版凈面積，An =BL-A0。Ao-錨栓孔面積，一般錨栓孔直徑為錨栓直徑的 11.5倍。clnfNAcca1Bt1t1ab1靴梁隔板底板L第109頁(yè)/共119頁(yè)

38、a1 構(gòu)件截面高度；t1 靴梁厚度一般為1014mm；c 懸臂寬度，c=34倍螺栓直 徑d，d=2024mm，則 L 可求。(2)底板的厚度 底板的厚度，取決于受力大小，可將其分為不同受力區(qū)域：一邊(懸臂板)、兩邊、三邊和四邊支承板。 一邊支承部分（懸臂板）221cqMnANq ctaB2211 cca1Bt1t1ab1L第110頁(yè)/共119頁(yè) 二相鄰邊支承部分： 222aqM -對(duì)角線長(zhǎng)度； -系數(shù)，與 有關(guān)。 2a22/ab式中：b b2 2/a/a2 20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.0260.0420.0560.0720.0850.0920.1040.1

39、110.1200.125cca1Bt1t1ab1La2b2第111頁(yè)/共119頁(yè) 三邊支承部分： 213aqM -自由邊長(zhǎng)度； -系數(shù)，與 有關(guān)。 1a11/ab式中：cca1Bt1t1ab1L當(dāng)b1/a10.3時(shí)，可按懸臂長(zhǎng)度為b1的懸臂板計(jì)算。b b1 1/a/a1 10.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.0260.0420.0560.0720.0850.0920.1040.1110.1200.125第112頁(yè)/共119頁(yè) 四邊支承部分： 24aqM式中： a-四邊支承板短邊長(zhǎng)度； b-四邊支承板長(zhǎng)邊長(zhǎng)度； 系數(shù)，與b/a有關(guān)。mmfMtMMMMM146maxma

40、x4321max故，底板厚：，取b/a1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.03.04.00.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1010.1190.125cca1Bt1t1ab1L第113頁(yè)/共119頁(yè)A、靴梁的最小厚度不宜小于10mm，高度由其與柱間的焊縫（4條）長(zhǎng)度確定。cca1Bt1t1ab1L靴梁hafwffwhfhNl607 . 04 的倍數(shù)。的倍數(shù)。且取且取所以：所以：102fwahlh 第114頁(yè)/共119頁(yè)qlhalRReRllqM 2fhtMWMa 216 抗彎：抗彎：RlqV vaf

41、htVItVS 115 . 1 抗剪：抗剪： 按支承在柱邊的雙懸臂外伸梁受均布反力作用。cca1Bt1t1ab1Lle情況計(jì)算。情況計(jì)算。為線荷載，按實(shí)際為線荷載，按實(shí)際上式中的上式中的q M第115頁(yè)/共119頁(yè) 隔板的厚度不得小于其寬度的1/50，高度由計(jì)算確定，且略小于靴梁的高度。 隔板可視為簡(jiǎn)支于靴梁的簡(jiǎn)支梁，負(fù)荷范圍如圖。cca1Bt1t1ab1Lha隔板h1qh1a1)(27 . 05 . 011111取整取整fwwffwhlhfhaql 第116頁(yè)/共119頁(yè)fhtMWM 2126 抗彎：抗彎：vfhtVItVS 1225 . 1 抗剪：抗剪：qh1a1)(502812121取整取整ataqVaqM 式中：(5)靴梁及隔板與底板間的焊縫的計(jì)算 按正面角焊縫，承擔(dān)全部軸力計(jì)算，焊腳尺寸由構(gòu)造確定。wfwffflhN 7 . 0 第117頁(yè)/共119頁(yè)焊縫布置原則：考慮施焊的方便與可能第118頁(yè)/共119頁(yè)