項目5軸心受力構件

1、項目項目5 5 軸心受力構件軸心受力構件 Page 2教學目標教學目標清楚柱頭和柱腳的基本構造形式，并能對柱腳底板清楚柱頭和柱腳的基本構造形式，并能對柱腳底板和靴梁進行受力計算和靴梁進行受力計算 能正確應用所學知識，利用教材所提供的公式和能正確應用所學知識，利用教材所提供的公式和表格對實腹式和格構式受壓柱進行承載能力計算表格對實腹式和格構式受壓柱進行承載能力計算 能按照正確的步驟，利用已知公式和教材提供的表格對簡能按照正確的步驟，利用已知公式和教材提供的表格對簡單的實腹式和格構式受壓柱進行截面設計和構件整體設計單的實腹式和格構式受壓柱進行截面設計和構件整體設計 Page 3任務任務5.1 概概

2、 述述 軸軸心心受受力力構構件件是指承受通過構件截面形心軸線的軸向力作用的構是指承受通過構件截面形心軸線的軸向力作用的構件。件。當這種軸向力為拉力時，稱為軸心受拉構件，簡稱當這種軸向力為拉力時，稱為軸心受拉構件，簡稱軸心拉桿；軸心拉桿；當這種軸向力為壓力時，稱為軸心受壓構件，簡稱當這種軸向力為壓力時，稱為軸心受壓構件，簡稱軸心壓桿。軸心壓桿。Page 4任務任務5.1 概概 述述 軸軸心心受受力力構構件件軸心受力構件廣泛地應用于承重鋼結構，如屋架、軸心受力構件廣泛地應用于承重鋼結構，如屋架、托架、塔架、網(wǎng)架和網(wǎng)殼等各種類型的平面或空間托架、塔架、網(wǎng)架和網(wǎng)殼等各種類型的平面或空間格構式體系以及支

3、撐系統(tǒng)中。支承屋蓋、樓蓋或工格構式體系以及支撐系統(tǒng)中。支承屋蓋、樓蓋或工作平臺的豎向受壓構件通常稱為柱，包括軸心受壓作平臺的豎向受壓構件通常稱為柱，包括軸心受壓柱。柱。Page 5任務任務5.1 概概 述述 軸心受力構件在工程中的應用實例軸心受力構件在工程中的應用實例(a) (a) 桁架；桁架；(b) (b) 網(wǎng)架；網(wǎng)架；(c) (c) 塔架；塔架；(d) (d) 柱柱 Page 6任務任務5.1 概概 述述 軸心受力構件在工程中的應用實例軸心受力構件在工程中的應用實例(a) (a) 桁架；桁架；(b) (b) 網(wǎng)架；網(wǎng)架；(c) (c) 塔架；塔架；(d) (d) 柱柱 Page 7任務任務

4、5.1 概概 述述軸心受力構件類型軸心受力構件類型1實腹式構件實腹式構件具有整體連通的具有整體連通的截面截面 2格構式構件格構式構件一般由兩個或多一般由兩個或多個分肢用綴件聯(lián)個分肢用綴件聯(lián)系組成系組成 按其按其截面截面組成組成形式形式Page 8任務任務5.1 5.1 概概 述述實腹式構件常見的截面形式實腹式構件常見的截面形式 是熱軋型鋼截面是熱軋型鋼截面 1冷彎型鋼截面冷彎型鋼截面 2型鋼或鋼板連接而成的組合截面型鋼或鋼板連接而成的組合截面 3Page 9任務任務5.1 5.1 概概 述述熱軋型鋼截面熱軋型鋼截面 圓鋼圓鋼 無縫鋼管無縫鋼管 單角鋼單角鋼 T型鋼型鋼 槽鋼槽鋼 工字鋼工字鋼

5、H型鋼型鋼熱軋型鋼截面最常用的是工字形或熱軋型鋼截面最常用的是工字形或H形截面，其制作方便，形截面，其制作方便，省工，但工字型側(cè)向剛度較小，僅當受軸心力，或偏心距很省工，但工字型側(cè)向剛度較小，僅當受軸心力，或偏心距很小，且在剛度較大平面內(nèi)的計算長度較平面外的計算長度大小，且在剛度較大平面內(nèi)的計算長度較平面外的計算長度大很多時，方可作為獨立柱采用，一般多用于平臺柱、墻架柱很多時，方可作為獨立柱采用，一般多用于平臺柱、墻架柱及格構式柱的柱肢及格構式柱的柱肢 Page 10任務任務5.1 5.1 概概 述述冷彎型鋼截面冷彎型鋼截面 如卷邊和不卷邊的角鋼或槽鋼與方管等，它們只需要簡單加如卷邊和不卷邊的

6、角鋼或槽鋼與方管等，它們只需要簡單加工就可以用作構件，成本較低，適用于受力較小的構件工就可以用作構件，成本較低，適用于受力較小的構件 Page 11任務任務5.1 5.1 概概 述述型鋼或鋼板連接而成的組合截面型鋼或鋼板連接而成的組合截面 工字形截面工字形截面 箱形截面箱形截面 H形截面形截面 十字形截面十字形截面 T形截面形截面Page 12任務任務5.1 概概 述述格構式構件格構式構件一般由兩個或多個分肢用綴件聯(lián)系組成。一般由兩個或多個分肢用綴件聯(lián)系組成。 采用較多的是兩分肢格構式構件。采用較多的是兩分肢格構式構件。在格構式構件截面中，通在格構式構件截面中，通過分肢腹板的主軸叫做實軸，過分

7、肢腹板的主軸叫做實軸，通過分肢綴件的主軸叫做虛軸通過分肢綴件的主軸叫做虛軸。分肢通常采用軋制槽鋼或工字鋼或。分肢通常采用軋制槽鋼或工字鋼或H型鋼。型鋼。 Page 13有綴條或綴板兩種，一般設置在分肢翼緣兩側(cè)有綴條或綴板兩種，一般設置在分肢翼緣兩側(cè)平面內(nèi)，其作用是將各分肢連成整體，使其共平面內(nèi)，其作用是將各分肢連成整體，使其共同受力，并承受繞虛軸彎曲時產(chǎn)生的剪力。同受力，并承受繞虛軸彎曲時產(chǎn)生的剪力。綴綴件件 綴條用斜桿組成或斜桿綴條用斜桿組成或斜桿與橫桿共同組成，綴條與橫桿共同組成，綴條常采用單角鋼，與分肢常采用單角鋼，與分肢翼緣組成桁架體系，使翼緣組成桁架體系，使承受橫向剪力時有較大承受橫

8、向剪力時有較大的剛度。的剛度。 綴板常采用鋼板，與分肢翼緣綴板常采用鋼板，與分肢翼緣組成剛架體系。在構件產(chǎn)生繞組成剛架體系。在構件產(chǎn)生繞虛軸彎曲而承受橫向剪力時，虛軸彎曲而承受橫向剪力時，剛度比綴條格構式構件略低，剛度比綴條格構式構件略低，所以通常用于受拉構件或壓力所以通常用于受拉構件或壓力較小的受壓構件。較小的受壓構件。 任務任務5.1 5.1 概概 述述Page 14綴綴件件 任務任務5.1 5.1 概概 述述Page 15比格構式構件構造簡單，制造方便，整體受力和比格構式構件構造簡單，制造方便，整體受力和抗剪性能好，但截面尺寸較大時鋼材用量較多抗剪性能好，但截面尺寸較大時鋼材用量較多 實

9、腹式構件實腹式構件 容易實現(xiàn)兩主軸方向的等穩(wěn)定性，剛度較大，容易實現(xiàn)兩主軸方向的等穩(wěn)定性，剛度較大，抗扭性能較好，用料較省。抗扭性能較好，用料較省。 格構式構件格構式構件 優(yōu)缺點優(yōu)缺點任務任務5.1 5.1 概概 述述Page 165.2.1 強度計算強度計算任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 從鋼材的應力應變關系可知，在無孔洞等削弱的軸心受壓從鋼材的應力應變關系可知，在無孔洞等削弱的軸心受壓構件中，軸心壓力作用下使截面內(nèi)產(chǎn)生均勻分布的受壓正應構件中，軸心壓力作用下使截面內(nèi)產(chǎn)生均勻分布的受壓正應力。力。(a) 彈性狀態(tài)應力彈性狀態(tài)應力 (b) 極限狀態(tài)應力

10、極限狀態(tài)應力孔洞處截面應力分布孔洞處截面應力分布 Page 175.2.1強度計算強度計算任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 為合理使用鋼材，充分發(fā)揮其強度，軸心受壓構件的強度承為合理使用鋼材，充分發(fā)揮其強度，軸心受壓構件的強度承載力是以截面的平均應力達到鋼材的屈服應力為極限。載力是以截面的平均應力達到鋼材的屈服應力為極限。 對軸心受壓構件的強度計算，對軸心受壓構件的強度計算，鋼結構設計規(guī)范鋼結構設計規(guī)范規(guī)定凈截規(guī)定凈截面的平均應力不應超過鋼材的強度設計值。從構件的受力性面的平均應力不應超過鋼材的強度設計值。從構件的受力性能看，一般是偏于安全的，可按下式計

11、算：能看，一般是偏于安全的，可按下式計算： nNfANfnA式中式中 構件的軸心壓力設計值；構件的軸心壓力設計值； 鋼材的抗壓強度設計值；鋼材的抗壓強度設計值； 構件的凈截面面積。構件的凈截面面積。 Page 185.2.1強度計算強度計算任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 對于摩擦型高強度螺栓連接的桿件，除按式上式驗算凈截面對于摩擦型高強度螺栓連接的桿件，除按式上式驗算凈截面強度外，還應按下式驗算毛截面強度：強度外，還應按下式驗算毛截面強度：式中式中 構件的毛截面面積。構件的毛截面面積。 NfAAPage 19任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和

12、剛度軸心受力構件的強度和剛度 軸心受壓構件的剛度通常用長細比來衡量，長細比愈小，表軸心受壓構件的剛度通常用長細比來衡量，長細比愈小，表示構件剛度愈大，反之則剛度愈小。示構件剛度愈大，反之則剛度愈小。 軸心受壓構件的剛度是以保證長細比限值來實現(xiàn)的，即：軸心受壓構件的剛度是以保證長細比限值來實現(xiàn)的，即： 5.2.2 剛度計算剛度計算 0li0li 式中式中 構件的最大長細比；構件的最大長細比； 構件的計算長度；構件的計算長度； 構件截面的回轉(zhuǎn)半徑；構件截面的回轉(zhuǎn)半徑； 規(guī)范規(guī)定的軸心受壓構件的容許長細比規(guī)范規(guī)定的軸心受壓構件的容許長細比 0lll式中式中 計算長度系數(shù)，由構件兩端的約束情況決定計算

13、長度系數(shù)，由構件兩端的約束情況決定 構件的實際長度。構件的實際長度。 Page 20任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 5.2.2 剛度計算剛度計算構件兩端構件兩端約束情況約束情況兩端鉸支兩端鉸支一端固定一端固定一端自由一端自由兩端固定兩端固定一端固定一端固定一端鉸支一端鉸支一端鉸支，另一端鉸支，另一端不能轉(zhuǎn)動一端不能轉(zhuǎn)動但能側(cè)移但能側(cè)移一端固定，另一端固定，另一端不能轉(zhuǎn)動一端不能轉(zhuǎn)動但能側(cè)移但能側(cè)移壓桿圖形壓桿圖形長度系數(shù)理論值長度系數(shù)理論值1.02.00.50.72.01.0長度系數(shù)建議取值長度系數(shù)建議取值1.02.10.650.82.01.2構件的長

14、度系數(shù)構件的長度系數(shù) Page 21任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 5.2.2 剛度計算剛度計算Page 22構件的長細比太大時，會產(chǎn)生下列不利影響構件的長細比太大時，會產(chǎn)生下列不利影響 在制造、運輸和安裝過程中產(chǎn)生較在制造、運輸和安裝過程中產(chǎn)生較大的彎曲變形。大的彎曲變形。 1使用期間因其自重產(chǎn)生較大的撓使用期間因其自重產(chǎn)生較大的撓度。度。 2在動力荷載作用下發(fā)生較大的振動。在動力荷載作用下發(fā)生較大的振動。 3構件的極限承載力顯著降低，同時構件的極限承載力顯著降低，同時，初彎曲和自重產(chǎn)生的撓度也將對，初彎曲和自重產(chǎn)生的撓度也將對構件的整體穩(wěn)定帶來不利

15、影響。構件的整體穩(wěn)定帶來不利影響。 4不不利利影影響響任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 Page 23任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 受拉構件的容許長細比受拉構件的容許長細比 項次項次構件名稱構件名稱承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結構承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結構直接承受動力荷直接承受動力荷載的結構載的結構一般建筑結構一般建筑結構有重級工作制吊車的廠房有重級工作制吊車的廠房1桁架的桿件桁架的桿件3502502502桁架的桿件桁架的桿件 吊車梁或吊車桁架以下的柱吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐間支撐30020

16、03其他拉桿、支撐、系桿等其他拉桿、支撐、系桿等(張張緊的圓鋼除外緊的圓鋼除外)400350Page 24任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 受拉構件的容許長細比受拉構件的容許長細比 注：注：(1) 承受靜力荷載的結構中，可僅計算受拉構件在豎向平面內(nèi)的長細承受靜力荷載的結構中，可僅計算受拉構件在豎向平面內(nèi)的長細比；比； (2) 在直接或間接承受動力荷載的結構中，計算單角鋼受拉構件長細在直接或間接承受動力荷載的結構中，計算單角鋼受拉構件長細比時，應采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑。但計算在交叉點相互連接的交叉桿比時，應采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑。但計算在交叉點相互連接的交

17、叉桿件平面外的長細比時，可采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑；件平面外的長細比時，可采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑； (3) 中、重級工作制吊車桁架下弦桿的長細比不宜超過中、重級工作制吊車桁架下弦桿的長細比不宜超過200； (4) 在設有夾鉗吊車或剛性料耙吊車的廠房中，支撐在設有夾鉗吊車或剛性料耙吊車的廠房中，支撐(表中第表中第2項除外項除外)的長細比不宜超過的長細比不宜超過300； (5) 受拉構件在永久荷載與風荷載組合作用下受壓時，其長細比不宜受拉構件在永久荷載與風荷載組合作用下受壓時，其長細比不宜超過超過250； (6) 跨度等于或大于跨度等于或大于60m的桁架，其受拉弦桿和腹桿的長細比不宜

18、超的桁架，其受拉弦桿和腹桿的長細比不宜超過過300(承受靜力荷載承受靜力荷載)或或250(承受動力荷載承受動力荷載)。Page 25任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 受壓構件的容許長細比受壓構件的容許長細比 項次項次構件名稱構件名稱容許長細比容許長細比1柱、桁架和天窗架中的桿件柱、桁架和天窗架中的桿件150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外)200用以減小受壓構件長細比的桿件用以減小受壓構件長細比的桿件Page 26任務任務5.2

19、 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 受壓構件的容許長細比受壓構件的容許長細比 注：注：(1) 桁架桁架(包括空間桁架包括空間桁架)的受壓腹桿，當其內(nèi)力等于或小于承載力的的受壓腹桿，當其內(nèi)力等于或小于承載力的50%時，容許長細比值可取為時，容許長細比值可取為200； (2) 計算單角鋼受壓構件的長細比時，應采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑；計算單角鋼受壓構件的長細比時，應采用角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑；但計算在交叉點相互連接的交叉桿件平面外的長細比時，應采用與角鋼但計算在交叉點相互連接的交叉桿件平面外的長細比時，應采用與角鋼肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑；肢邊平行軸的回轉(zhuǎn)半徑； (3) 跨度等于或大

20、于跨度等于或大于60m的桁架，其受壓弦桿和端壓桿的容許長細比的桁架，其受壓弦桿和端壓桿的容許長細比值宜取值宜取100，其他受壓腹桿可取，其他受壓腹桿可取150(承受靜力荷載或間接承受動力荷載承受靜力荷載或間接承受動力荷載)或或120(直接承受動力荷載直接承受動力荷載)； (4) 由容許長細比控制截面的桿件，在計算其長細比時，可不考慮扭由容許長細比控制截面的桿件，在計算其長細比時，可不考慮扭轉(zhuǎn)效應。轉(zhuǎn)效應。Page 27任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 例例5-1 驗算某中級工作制吊車的廠房雙角鋼壓桿。截面如圖所示驗算某中級工作制吊車的廠房雙角鋼壓桿。截面

21、如圖所示，承受軸心壓力，承受軸心壓力N=500kN，計算長度，計算長度 ， ，材，材料為料為Q235鋼。鋼。 0 x300mml0y600mmlPage 28任務任務5.2 5.2 軸心受力構件的強度和剛度軸心受力構件的強度和剛度 解解 強度驗算。強度驗算。由附錄由附錄1附表附表1查得查得1008截面面積，則此壓桿凈截面面積為：截面面積，則此壓桿凈截面面積為： N/mm2215N/mm2 (2) 長細比驗算。長細比驗算。由附錄由附錄1附表附表1查得其回轉(zhuǎn)半徑為：查得其回轉(zhuǎn)半徑為： ， =150 =150 22n2(15.62.15 0.8)27.76cm2 776mmA n500 000180

22、.02 776NAx3.08cmi y4.48cmi 0 xxx300973.08li0yxy6001344.48li Page 295.3.1 理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 理想軸心受壓構件是認為構件是等截面的，截面形心縱軸是理想軸心受壓構件是認為構件是等截面的，截面形心縱軸是一直線，壓力的作用線與形心縱軸重合，材料是完全均勻和一直線，壓力的作用線與形心縱軸重合，材料是完全均勻和彈性的。理想軸心受壓構件是理論分析用的計算模型，現(xiàn)實彈性的。理想軸心受壓構件是理論分析用的計算模型，現(xiàn)實當中不存在理想軸心

23、受壓構件。當中不存在理想軸心受壓構件。當軸心受壓構件的截面當軸心受壓構件的截面形狀和尺寸不同時形狀和尺寸不同時彎扭屈曲彎扭屈曲 扭轉(zhuǎn)屈曲扭轉(zhuǎn)屈曲 彎曲屈曲彎曲屈曲 Page 305.3.1 理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 (a) 彎曲屈曲彎曲屈曲 (b) 扭轉(zhuǎn)屈曲扭轉(zhuǎn)屈曲 (c) 彎扭屈曲彎扭屈曲Page 315.3.1 理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 1穩(wěn)定平衡穩(wěn)定平衡2中性平衡中性平衡3不穩(wěn)定平衡不穩(wěn)定平衡中

24、性平衡是從穩(wěn)定平衡過渡到不穩(wěn)定平衡的臨界狀態(tài)，中性中性平衡是從穩(wěn)定平衡過渡到不穩(wěn)定平衡的臨界狀態(tài)，中性平衡時的壓力稱為臨界力平衡時的壓力稱為臨界力，相應的截面應力稱為臨界應力，相應的截面應力稱為臨界應力，常低于鋼材屈服強度，即構件的應力達到強度極限狀態(tài)之前常低于鋼材屈服強度，即構件的應力達到強度極限狀態(tài)之前就喪失穩(wěn)定。就喪失穩(wěn)定。 Page 325.3.1 理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 結構喪失穩(wěn)定時，平衡形式發(fā)生改變的，為第一類穩(wěn)定失穩(wěn)或平衡分支結構喪失穩(wěn)定時，平衡形式發(fā)生改變的，為第一類穩(wěn)定失穩(wěn)或

25、平衡分支失穩(wěn)。失穩(wěn)。喪失第二類穩(wěn)定性的特征是喪失穩(wěn)定性時結構彎曲平衡形式不發(fā)生改變喪失第二類穩(wěn)定性的特征是喪失穩(wěn)定性時結構彎曲平衡形式不發(fā)生改變，只是由于結構原來的彎曲變形增大將不能正常工作。喪失第二類穩(wěn)定，只是由于結構原來的彎曲變形增大將不能正常工作。喪失第二類穩(wěn)定也稱為極值點失穩(wěn)。也稱為極值點失穩(wěn)。 第一類喪失穩(wěn)第一類喪失穩(wěn)定問題定問題 第二類穩(wěn)定性問第二類穩(wěn)定性問題題 Page 335.3.1 理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 扭轉(zhuǎn)屈曲扭轉(zhuǎn)屈曲 彎扭屈曲彎扭屈曲 彎曲屈曲彎曲屈曲 當當N再增大時，構

26、件將產(chǎn)生不可恢復的彎曲變形，而使構件最終喪失承載力。再增大時，構件將產(chǎn)生不可恢復的彎曲變形，而使構件最終喪失承載力。 對于單軸對稱截面對于單軸對稱截面(如如T形形)的軸心受壓構件的軸心受壓構件,其繞非對稱軸屈曲時為彎曲屈曲，但繞對其繞非對稱軸屈曲時為彎曲屈曲，但繞對稱軸屈曲時，由于形心與剪切中心不重合，彎曲產(chǎn)生的剪力不經(jīng)過截面的剪切中心，稱軸屈曲時，由于形心與剪切中心不重合，彎曲產(chǎn)生的剪力不經(jīng)過截面的剪切中心，將會有附加扭矩產(chǎn)生。因此，繞對稱軸的彎曲變形總會伴隨著扭矩變形將會有附加扭矩產(chǎn)生。因此，繞對稱軸的彎曲變形總會伴隨著扭矩變形 當軸心受壓構件截面的抗扭剛度較差時，當達到某一界限值時，構件

27、將由原來的當軸心受壓構件截面的抗扭剛度較差時，當達到某一界限值時，構件將由原來的直線穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)槔@構件縱軸微微扭轉(zhuǎn)的平衡狀態(tài)，當再稍增加，則扭轉(zhuǎn)變形迅直線穩(wěn)定狀態(tài)變?yōu)槔@構件縱軸微微扭轉(zhuǎn)的平衡狀態(tài)，當再稍增加，則扭轉(zhuǎn)變形迅速增大，而使構件喪失承載能力。速增大，而使構件喪失承載能力。 Page 345.3.2 理想軸心壓桿的彎曲屈曲理想軸心壓桿的彎曲屈曲 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 承受軸心壓力兩端鉸支的理想細長壓桿，發(fā)生彎曲時截面中承受軸心壓力兩端鉸支的理想細長壓桿，發(fā)生彎曲時截面中將產(chǎn)生彎矩將產(chǎn)生彎矩M和剪力和剪力V，由材料力學可得：，由材料力學可得：

28、解方程后可以得到兩端鉸接軸心壓桿的歐拉臨界力：解方程后可以得到兩端鉸接軸心壓桿的歐拉臨界力： 式中式中 E材料的彈性模量材料的彈性模量 I構件截面慣性矩構件截面慣性矩 L構件的長度構件的長度 22ddyMxEI 2cr2 EINlPage 355.3.2 理想軸心壓桿的彎曲屈曲理想軸心壓桿的彎曲屈曲 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 當構件兩端不是鉸支而是其他情況時，可以用當構件兩端不是鉸支而是其他情況時，可以用 代替上式代替上式中的中的 。各種支承情況時的。各種支承情況時的 值見表值見表 歐拉臨界應力為：歐拉臨界應力為： 式中式中 A構件截面面積構件截面面

29、積 構件的長細比構件的長細比 0lll222crcr22200NEIEIEAl AlAPage 365.3.2 理想軸心壓桿的彎曲屈曲理想軸心壓桿的彎曲屈曲 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 對于長細比較小的軸心受壓構件，往往是在荷載到達歐拉荷對于長細比較小的軸心受壓構件，往往是在荷載到達歐拉荷載以前，其軸心應力已超過比例極限，此時就應該考慮鋼材載以前，其軸心應力已超過比例極限，此時就應該考慮鋼材的非彈性性能，也就是必須研究軸心受壓構件的彈塑性彎曲的非彈性性能，也就是必須研究軸心受壓構件的彈塑性彎曲屈曲。其長細比的分界點就是屈曲。其長細比的分界點就是 當當

30、時為彈時為彈性彎曲屈曲，當性彎曲屈曲，當 時為彈塑性彎曲屈曲。時為彈塑性彎曲屈曲。 在彈塑性階段發(fā)生失穩(wěn)的軸心受壓構件，由于截面的應力應在彈塑性階段發(fā)生失穩(wěn)的軸心受壓構件，由于截面的應力應變是非線性的，確定臨界力就很困難，這時可采用切線模量變是非線性的，確定臨界力就很困難，這時可采用切線模量理論來計算桿件的彈塑性臨界力。理論來計算桿件的彈塑性臨界力。 pp/E fppPage 375.3.2 理想軸心壓桿的彎曲屈曲理想軸心壓桿的彎曲屈曲 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 (1) 當軸心壓力達到臨界當軸心壓力達到臨界壓力壓力 時，桿件仍保持時，桿件仍保持順直，

31、但微彎時，軸心力順直，但微彎時，軸心力增加了增加了 (2) 雖然雖然 很小，但所很小，但所增加的平均壓應力恰好增加的平均壓應力恰好等于截面凸側(cè)所產(chǎn)生的等于截面凸側(cè)所產(chǎn)生的彎曲拉應力彎曲拉應力 切線模量理論采用了兩個假設切線模量理論采用了兩個假設 crNNNPage 385.3.2 理想軸心壓桿的彎曲屈曲理想軸心壓桿的彎曲屈曲 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 由切線模量理論得到的計算公式為：由切線模量理論得到的計算公式為： 式中式中 彈塑性階段失穩(wěn)的臨界力彈塑性階段失穩(wěn)的臨界力 材料的切線彈性模量材料的切線彈性模量 切線模量臨界應力為：切線模量臨界應力為：

32、由于由于 ，故由切線模量理論確定的臨界力能較好地反映，故由切線模量理論確定的臨界力能較好地反映軸心受壓構件在彈塑性階段屈曲的承載能力，且偏于安全軸心受壓構件在彈塑性階段屈曲的承載能力，且偏于安全 。2tcrt2 E INl2tcrt2 EcrtNtEtEEPage 395.3.3 影響軸心受壓構件穩(wěn)定承載力的主要因素影響軸心受壓構件穩(wěn)定承載力的主要因素任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 構件的截面構件的截面形狀和尺寸形狀和尺寸 材料的力材料的力學性能學性能 桿端的約桿端的約束條件束條件 構件的失構件的失穩(wěn)方向穩(wěn)方向 鋼結構鋼結構的焊接的焊接 構件的初彎構件的初

33、彎曲和初偏心曲和初偏心 加工過程中產(chǎn)加工過程中產(chǎn)生的殘余應力生的殘余應力 Page 405.3.4 實際軸心受壓構件的穩(wěn)定曲線實際軸心受壓構件的穩(wěn)定曲線 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 鋼結構設計規(guī)范鋼結構設計規(guī)范的穩(wěn)定曲線的穩(wěn)定曲線 Page 415.3.4 實際軸心受壓構件的穩(wěn)定曲線實際軸心受壓構件的穩(wěn)定曲線 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 一般的截面情況屬于一般的截面情況屬于b類類 軋制圓管以及軋制普通工字鋼繞軸失穩(wěn)時其殘余應力或軋制圓管以及軋制普通工字鋼繞軸失穩(wěn)時其殘余應力或為拉應力對繞強軸彎曲穩(wěn)定有利，或影響

34、較小，故屬為拉應力對繞強軸彎曲穩(wěn)定有利，或影響較小，故屬a類類 Page 425.3.5 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 軸心受壓構件所受應力應不大于整體穩(wěn)定的臨界應力，考慮軸心受壓構件所受應力應不大于整體穩(wěn)定的臨界應力，考慮抗力分項系數(shù)后，為：抗力分項系數(shù)后，為： 鋼結構設計規(guī)范鋼結構設計規(guī)范(GB500172003)中軸心受壓構件的穩(wěn)中軸心受壓構件的穩(wěn)定性應按下式計算：定性應按下式計算：ycrcrRyRfNfAfNfAPage 435.3.5 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算 任

35、務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 對于構件長細比應按照下列規(guī)定確定：對于構件長細比應按照下列規(guī)定確定：截面為雙軸對稱或極對稱的構件：截面為雙軸對稱或極對稱的構件： 式中式中 、 構件對主軸的計算長度構件對主軸的計算長度 、 構件截面對主軸的回轉(zhuǎn)半徑構件截面對主軸的回轉(zhuǎn)半徑 對雙軸對稱十字形截面構件，對雙軸對稱十字形截面構件， 或或 取值不得小于取值不得小于 (其中其中 為懸伸板件寬厚比為懸伸板件寬厚比) x0 xx/liy0yy/li0 xl0ylxiyixy5.07 /b t/b tPage 445.3.5 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計算軸心受壓構件的整體穩(wěn)定計

36、算 任務任務5.3 5.3 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 (2) 截面為單軸對稱的實腹式構件，繞非對稱軸的長細比截面為單軸對稱的實腹式構件，繞非對稱軸的長細比 仍仍按上式計算，但繞對稱軸應取計及扭轉(zhuǎn)效應的換算長細比按上式計算，但繞對稱軸應取計及扭轉(zhuǎn)效應的換算長細比 代替代替 ， 的計算方法可參見鋼結構規(guī)范的相關條文。的計算方法可參見鋼結構規(guī)范的相關條文。(3) 格構式軸心受壓構件穩(wěn)定性仍按式格構式軸心受壓構件穩(wěn)定性仍按式 計算，但對于計算，但對于虛軸的長細比應取換算長細比，其值應按下表所列的公式虛軸的長細比應取換算長細比，其值應按下表所列的公式計算。計算。 xyzyyzNfAP

37、age 455.4.1 均勻受壓板的屈曲問題均勻受壓板的屈曲問題 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 軸心受壓構件不僅有喪失整體穩(wěn)定的可能性，而且也有喪失軸心受壓構件不僅有喪失整體穩(wěn)定的可能性，而且也有喪失局部穩(wěn)定的可能性。組成構件的板件，如工字形截面構件的局部穩(wěn)定的可能性。組成構件的板件，如工字形截面構件的翼緣和腹板，其厚度與板其他兩個尺寸相比都較小。在均勻翼緣和腹板，其厚度與板其他兩個尺寸相比都較小。在均勻壓力的作用下，當壓力到達某一數(shù)值時，板件不能繼續(xù)維持壓力的作用下，當壓力到達某一數(shù)值時，板件不能繼續(xù)維持平面平衡狀態(tài)而產(chǎn)生凸曲現(xiàn)象，因為板件只是構件的一部分平面

38、平衡狀態(tài)而產(chǎn)生凸曲現(xiàn)象，因為板件只是構件的一部分，所以把這種屈曲現(xiàn)象稱為喪失局部穩(wěn)定。，所以把這種屈曲現(xiàn)象稱為喪失局部穩(wěn)定。Page 465.4.1 均勻受壓板的屈曲問題均勻受壓板的屈曲問題 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 如圖所示為一工字形截面軸心受壓構如圖所示為一工字形截面軸心受壓構件發(fā)生局部失穩(wěn)的變形形態(tài)示意，在件發(fā)生局部失穩(wěn)的變形形態(tài)示意，在腹板和翼緣失穩(wěn)的情況下，構件還可腹板和翼緣失穩(wěn)的情況下，構件還可能維持著整體穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，但由能維持著整體穩(wěn)定的平衡狀態(tài)，但由于部分板件屈曲后退出工作，使構件于部分板件屈曲后退出工作，使構件的有效截面減少，導致構件過

39、早喪失的有效截面減少，導致構件過早喪失承載能力。因此，承載能力。因此，規(guī)范規(guī)范規(guī)定軸心規(guī)定軸心受壓構件必須滿足局部穩(wěn)定的要求受壓構件必須滿足局部穩(wěn)定的要求。軸心受壓構件的局部屈曲軸心受壓構件的局部屈曲 Page 475.4.2.1 翼緣自由外伸段寬厚比的限值翼緣自由外伸段寬厚比的限值 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 由于工字形截面的腹板一般較翼緣薄，腹板對翼緣板幾乎沒由于工字形截面的腹板一般較翼緣薄，腹板對翼緣板幾乎沒有嵌固作用，因此翼緣可視為三邊簡支一邊自由的均勻受壓有嵌固作用，因此翼緣可視為三邊簡支一邊自由的均勻受壓板。按照等穩(wěn)定理論，可以得到翼緣板自由外伸寬

40、度板。按照等穩(wěn)定理論，可以得到翼緣板自由外伸寬度b與其厚與其厚度度t之比，應符合：之比，應符合： 式中式中 構件兩方向長細比的較大值，當構件兩方向長細比的較大值，當 100時取時取 =100。 上式同樣適用于計算上式同樣適用于計算T形、形、H形截面翼緣板的寬厚比形截面翼緣板的寬厚比( )限值限值 bty235(100.1 )f/b tPage 485.4.2.2 腹板高厚比的限值腹板高厚比的限值任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 腹板可視為四邊支承板，且當腹板發(fā)生屈曲時，翼緣板作為腹板可視為四邊支承板，且當腹板發(fā)生屈曲時，翼緣板作為腹板縱向邊的支承，對腹板將起一定的彈

41、性嵌固作用，這種腹板縱向邊的支承，對腹板將起一定的彈性嵌固作用，這種嵌固作用可使腹板的臨界應力提高。按照等穩(wěn)定理論，可以嵌固作用可使腹板的臨界應力提高。按照等穩(wěn)定理論，可以得到腹板計算高度與其厚度之比，應符合：得到腹板計算高度與其厚度之比，應符合： 上式同樣適用于計算上式同樣適用于計算H形截面腹板的寬厚比形截面腹板的寬厚比( )限值。限值。 0w/h t0wht235(250.5 )yfPage 49【例例5-2】 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 驗算截面的強度、剛度和穩(wěn)定性。截面為焊接工字形，具有軋制驗算截面的強度、剛度和穩(wěn)定性。截面為焊接工字形，具有軋制邊翼緣

42、，截面尺寸如圖所示。承受軸心壓力設計值邊翼緣，截面尺寸如圖所示。承受軸心壓力設計值 ， ， 。材料為。材料為 鋼，鋼， 。 1 000kNN 0500cmxl0250cmylQ2352215N/mmf Page 50解解 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 (1) 計算截面幾何特性。計算截面幾何特性。毛截面面積：毛截面面積：截面慣性矩：截面慣性矩：截面回轉(zhuǎn)半徑：截面回轉(zhuǎn)半徑：2222 1200.656cmA 334x(222221.420 ) /125 254.7cmI 334y2(1 22 /12)200.6 /121 775cmI xx5 254.79.69cm5

43、6IiAyy1 7755.63cm56IiAPage 51解解 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 (2) 剛度驗算。剛度驗算。(3) 整體穩(wěn)定驗算。整體穩(wěn)定驗算。從截面分類表可知，截面翼緣為軋制，對截面的強軸屈曲時屬于從截面分類表可知，截面翼緣為軋制，對截面的強軸屈曲時屬于b類截面，類截面，由附表由附表13按按 查得查得 ；對弱軸屈曲時；對弱軸屈曲時屬于屬于c類截面，由附表按類截面，由附表按 查得查得 。再在二者之中選小值，再在二者之中選小值， ，則：，則：經(jīng)驗算可知，此截面滿足整體穩(wěn)定和剛度要求，因截面無削弱不需要進行經(jīng)驗算可知，此截面滿足整體穩(wěn)定和剛度要求，因截

44、面無削弱不需要進行強度驗算。強度驗算。0 xxx50051.6 1509.69li0yyy25044.4 1505.63lix51.6x0.852(0.8520.847)0.60.849x44.4y0.814(0.8140.807)0.40.811miny0.8113222min1 000 10220.2N/mm215N/mm0.811 56 10NfAPage 52解解 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 (4) 局部穩(wěn)定驗算。局部穩(wěn)定驗算。腹板高厚比：腹板高厚比： 翼緣自由外伸段寬厚比：翼緣自由外伸段寬厚比： 局部穩(wěn)定滿足。局部穩(wěn)定滿足。 0w20033.336h

45、ty235235(250.5 )(250.551.6)50.8235f1(2206)/210.710bty235235(100.1 )(100.1 51.6)15.16235fPage 53【例例5-3】 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 試驗算如圖所示焊接箱截面柱。承受軸心壓力永久荷載標準值試驗算如圖所示焊接箱截面柱。承受軸心壓力永久荷載標準值 ，可變荷載標準值，可變荷載標準值 。柱高。柱高9m，上端鉸接，下端固定，上端鉸接，下端固定。鋼材為。鋼材為Q235，截面無削弱。，截面無削弱。 Gk1500kNN3 000kNN Page 54解解 任務任務5.4 軸心受

46、壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 解：解：(1) 設計資料。設計資料。荷載設計值荷載設計值計算長度計算長度(2) 計算截面幾何特性。計算截面幾何特性。毛截面面積：毛截面面積： 截面慣性矩：截面慣性矩：截面回轉(zhuǎn)半徑：截面回轉(zhuǎn)半徑： GkQk1.21.41.2 1 5001.43 0006 000kNNNN0 x0y0.80.8 97.2mlll22 1.6 (5048)313.6cmA334x(50 51.246.8 48 )/12127 932cmI 334y(51.2504846.8 )/12123 320cmI xx127 93220.20cm313.6IiAyy123 32019.

47、83cm313.6IiA Page 55解解 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 (3) 剛度驗算。剛度驗算。(4) 局部穩(wěn)定驗算。局部穩(wěn)定驗算。腹板高厚比：腹板高厚比： 翼緣自由外伸段寬厚比：翼緣自由外伸段寬厚比： 局部穩(wěn)定滿足。局部穩(wěn)定滿足。 0 xxx72035.6 15020.20li0yyy72036.3 15019.83li0w46829.316hty235235404040235f04803016bty235235404040235fPage 56解解 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 (5) 整體穩(wěn)定驗算。整體穩(wěn)定驗算。從截

48、面分類表可知，從截面分類表可知， ， 二者均大于二者均大于20，屬于，屬于b類截面，由類截面，由附表附表13按按 查得查得 ，則，則 經(jīng)驗算可知，此截面滿足穩(wěn)定和剛度要求，因截面無削弱不需要進行強度經(jīng)驗算可知，此截面滿足穩(wěn)定和剛度要求，因截面無削弱不需要進行強度驗算。驗算。 030bt029.3whtxymax(,)36.3 0.914(0.9140.910)0.30.9133226 000 10209.6N/mm0.913 313.6 10NA2215N/mmf Page 57【例例5-4】 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 某桁架上弦桿，截面為某桁架上弦桿，截面

49、為212510的組合的組合T形截面，如圖所示形截面，如圖所示，節(jié)點板厚，節(jié)點板厚 。承受軸心壓力設計值。承受軸心壓力設計值 ， ， 。鋼材為。鋼材為Q235，截面無削弱。試驗算此壓桿的穩(wěn)定，截面無削弱。試驗算此壓桿的穩(wěn)定性。性。 12mm780kNN 0150cmxl0300cmylPage 58解解 任務任務5.4 軸心受壓構件的局部穩(wěn)定軸心受壓構件的局部穩(wěn)定 (1) 計算截面幾何特性。計算截面幾何特性。查附錄查附錄1可知：可知： ， ， 0.8，所以不論對，所以不論對x軸或軸或y軸失穩(wěn)時都屬于軸失穩(wěn)時都屬于b類截面，當類截面，當 時，由附時，由附錄錄3查得查得 。需要的截面幾何特性：。需要

50、的截面幾何特性：由附錄由附錄1中不可能選出同時滿足中不可能選出同時滿足A、和的工字鋼，可適當考慮、和的工字鋼，可適當考慮A和進行和進行選擇。現(xiàn)試選選擇?，F(xiàn)試選HW250250914， ， ， 。 60/b h600.807321 600 109 222mm0.807215NAf0 xx6 000100mm60li0yy3 00050mm60li292.18cmAx10.8cmi y6.29cmi Page 78解：解： 任務任務5.5 實腹式軸心受壓構件的截面設計實腹式軸心受壓構件的截面設計 2) 截面驗算。截面驗算。剛度驗算：剛度驗算：整體穩(wěn)定驗算：整體穩(wěn)定驗算：由截面分類表可知，對于寬翼緣

51、由截面分類表可知，對于寬翼緣H型鋼，因型鋼，因 ，所以不論對，所以不論對x軸或軸或y軸失穩(wěn)時都屬于軸失穩(wěn)時都屬于b類截面，取類截面，取 時，由附表時，由附表13查得查得 ，則：，則：經(jīng)驗算可知，此截面滿足整體穩(wěn)定和剛度要求。因截面無削弱，可不經(jīng)驗算可知，此截面滿足整體穩(wěn)定和剛度要求。因截面無削弱，可不需要進行強度驗算。又因為是熱軋型鋼，可不驗算局部穩(wěn)定。需要進行強度驗算。又因為是熱軋型鋼，可不驗算局部穩(wěn)定。 0 xxx6 00055.6 150108li0yyy3 00047.7 15062.9li/0.8b h x55.6x0.833(0.8330.828)0.60.83032221 600

52、 10209.1N/mm215N/mm0.83092.18 10NfAPage 79解：解： 任務任務5.5 實腹式軸心受壓構件的截面設計實腹式軸心受壓構件的截面設計 (3) 焊接工字形截面如圖焊接工字形截面如圖(c)所示。所示。1) 初選截面。初選截面。參照熱軋參照熱軋H型鋼截面，選用截面如圖型鋼截面，選用截面如圖 (c)所示，翼緣所示，翼緣225014，腹，腹板板12508。截面幾何特性：。截面幾何特性：23343342250 14250 89 000mm1(250278242250 )132 499 000mm1211214250250 836 468 934mm1212132 499

53、000121.3mm9 00036 468 93463.7mm9 000 xyxyAIIiiPage 80解：解： 任務任務5.5 實腹式軸心受壓構件的截面設計實腹式軸心受壓構件的截面設計 2) 截面驗算。截面驗算。 剛度驗算。剛度驗算。 整體穩(wěn)定驗算。整體穩(wěn)定驗算。由截面分類表可知，對于焊接工字形截面由截面分類表可知，對于焊接工字形截面(翼緣采用焰切邊翼緣采用焰切邊)，所以不，所以不論對論對x軸或軸或y軸失穩(wěn)時都屬于軸失穩(wěn)時都屬于b類截面，取類截面，取 時，由附表時，由附表13查得查得 ，則：，則：0 xxx6 00049.5 150121.3li0yyy3 00047.1 15063.7l

54、ix49.50.861(0.861x0.856)0.50.85832221 600 10207.2N/mm215N/mm0.85890 10NfAPage 81解：解： 任務任務5.5 實腹式軸心受壓構件的截面設計實腹式軸心受壓構件的截面設計 局部穩(wěn)定驗算。局部穩(wěn)定驗算。翼緣外伸部分：翼緣外伸部分： 腹板：腹板： 經(jīng)驗算可知，此截面滿足整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和剛度要求。因截面無經(jīng)驗算可知，此截面滿足整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和剛度要求。因截面無削弱，可不需要進行強度驗算。削弱，可不需要進行強度驗算。12.50.48.61.4bty235(100.1 )15f0w2531.30.8hty235(250.5

55、)49.8fPage 825.6.1 格構式軸心壓桿的組成格構式軸心壓桿的組成 任務任務5.6 格構式軸心受壓構件的截面設計格構式軸心受壓構件的截面設計 熱軋槽鋼熱軋槽鋼 格構式軸格構式軸心壓桿心壓桿 熱軋工字鋼熱軋工字鋼和和H型鋼型鋼 Page 835.6.1 格構式軸心壓桿的組成格構式軸心壓桿的組成 任務任務5.6 格構式軸心受壓構件的截面設計格構式軸心受壓構件的截面設計 槽鋼肢件的翼緣向內(nèi)者比較普槽鋼肢件的翼緣向內(nèi)者比較普遍，因為這樣可以有一個如圖遍，因為這樣可以有一個如圖 (a)所示平整的外表，而且與如所示平整的外表，而且與如圖圖 (b)所示肢件翼緣向外的比較所示肢件翼緣向外的比較，在

56、輪廓尺寸相同的情況下，在輪廓尺寸相同的情況下，前者可以得到較大的截面慣性前者可以得到較大的截面慣性矩。對于長度較大而且受力不矩。對于長度較大而且受力不大的壓桿，肢件可以由大的壓桿，肢件可以由4個角鋼個角鋼組成，如圖組成，如圖 (d)所示。四周均用所示。四周均用綴材連接，由綴材連接，由3個肢件組成的格個肢件組成的格構式柱，有時用于桅桿等結構構式柱，有時用于桅桿等結構。(a) (b) (c)Page 845.6.1 格構式軸心壓桿的組成格構式軸心壓桿的組成 任務任務5.6 格構式軸心受壓構件的截面設計格構式軸心受壓構件的截面設計 綴條式綴條式綴板式綴板式角鋼，一般與構件軸角鋼，一般與構件軸線成線成

57、=4070 夾夾角斜放。角斜放。鋼板，一般等距離鋼板，一般等距離垂直于構件直線橫垂直于構件直線橫放。放。Page 855.6.1 格構式軸心壓桿的組成格構式軸心壓桿的組成 任務任務5.6 格構式軸心受壓構件的截面設計格構式軸心受壓構件的截面設計 Page 865.6.2 剪切變形對虛軸穩(wěn)定性的影響剪切變形對虛軸穩(wěn)定性的影響 對于格構式軸心受壓構件，還應考慮其分肢的穩(wěn)定性。對于格構式軸心受壓構件，還應考慮其分肢的穩(wěn)定性。任務任務5.6 格構式軸心受壓構件的截面設計格構式軸心受壓構件的截面設計 軸心受壓構件兩分肢的受力是相同的軸心受壓構件兩分肢的受力是相同的 理想情況理想情況由于初彎曲和初偏心等初

58、始缺陷，兩分肢由于初彎曲和初偏心等初始缺陷，兩分肢 的受力是不等的的受力是不等的 分肢本身又可能具有初彎曲等缺陷分肢本身又可能具有初彎曲等缺陷 實際情況實際情況Page 875.6.2 剪切變形對虛軸穩(wěn)定性的影響剪切變形對虛軸穩(wěn)定性的影響 驗算格構式軸心受壓構件的分肢穩(wěn)定性時，可以把分肢看作驗算格構式軸心受壓構件的分肢穩(wěn)定性時，可以把分肢看作是一個單獨的實腹式軸心受壓構件，因此應保證它不先于構是一個單獨的實腹式軸心受壓構件，因此應保證它不先于構件整體失去承載能力。為了保證單肢的穩(wěn)定性不低于構件的件整體失去承載能力。為了保證單肢的穩(wěn)定性不低于構件的整體穩(wěn)定性，整體穩(wěn)定性，鋼結構設計規(guī)范鋼結構設計

59、規(guī)范(GB500172003)對規(guī)定對規(guī)定如下：如下： 格構式綴條柱格構式綴條柱 ： 格構式綴板柱格構式綴板柱 ：任務任務5.6 格構式軸心受壓構件的截面設計格構式軸心受壓構件的截面設計 maxmax17 . 0max115 . 0,40且Page 885.6.3 桿件的截面選擇桿件的截面選擇 格構式柱對實軸的穩(wěn)定計算也和實腹式壓桿一樣，可確定肢格構式柱對實軸的穩(wěn)定計算也和實腹式壓桿一樣，可確定肢件截面尺寸。肢件之間的距離需根據(jù)對實軸和虛軸的等穩(wěn)定件截面尺寸。肢件之間的距離需根據(jù)對實軸和虛軸的等穩(wěn)定條件決定。條件決定。等穩(wěn)定條件是等穩(wěn)定條件是 ，以此關系代入表，以此關系代入表5-4項次項次1中

60、可以得到中可以得到對虛軸的長細比是：對虛軸的長細比是： 或或任務任務5.6 格構式軸心受壓構件的截面設計格構式軸心受壓構件的截面設計 oxy22xox1xy1x27 /27 /A AA A2222xox1y1Page 895.6.4 綴條和綴板的設計和計算綴條和綴板的設計和計算 在格構式軸心受壓構件中，綴材用以連接構件的分肢，并承在格構式軸心受壓構件中，綴材用以連接構件的分肢，并承擔抵抗剪力的作用。下面分別敘述綴條和綴板及其連接的設擔抵抗剪力的作用。下面分別敘述綴條和綴板及其連接的設計和計算。計和計算。 任務任務5.6 格構式軸心受壓構件的截面設計格構式軸心受壓構件的截面設計 Page 905