鋼結(jié)構(gòu)原理__第6章_軸心受壓構(gòu)件

1、第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 軸心受壓構(gòu)件是指承受通過構(gòu)件截面形心軸線的軸心受壓構(gòu)件是指承受通過構(gòu)件截面形心軸線的軸向壓力作用的構(gòu)件，簡稱軸心壓桿。軸向壓力作用的構(gòu)件，簡稱軸心壓桿。 3.3.塔架塔架1.1.桁架桁架2.2.網(wǎng)架網(wǎng)架軸心受力構(gòu)件的應用軸心受力構(gòu)件的應用第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理截面形式截面形式熱軋型鋼截面熱軋型鋼截面 冷彎型鋼截面冷彎型鋼截面 第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)

2、構(gòu)設(shè)計原理（1 1）彎曲失穩(wěn)彎曲失穩(wěn)-只發(fā)生彎曲變形，截面只繞一個主只發(fā)生彎曲變形，截面只繞一個主軸旋轉(zhuǎn)，桿縱軸由直線變?yōu)榍€，是雙軸對稱截面常見軸旋轉(zhuǎn)，桿縱軸由直線變?yōu)榍€，是雙軸對稱截面常見的失穩(wěn)形式；的失穩(wěn)形式；第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（2 2）扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)-失穩(wěn)時除桿件的支撐端外，各截面失穩(wěn)時除桿件的支撐端外，各截面均繞縱軸扭轉(zhuǎn)，均繞縱軸扭轉(zhuǎn)，是某些雙軸對稱截面可能發(fā)生的失穩(wěn)形是某些雙軸對稱截面可能發(fā)生的失穩(wěn)形式；式；第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理（3 3）彎扭失穩(wěn)彎扭失穩(wěn)單軸對稱截面繞對稱軸屈曲時，桿單

3、軸對稱截面繞對稱軸屈曲時，桿件發(fā)生彎曲變形的同時必然伴隨著扭轉(zhuǎn)。件發(fā)生彎曲變形的同時必然伴隨著扭轉(zhuǎn)。第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理軸心受壓桿件的彈性彎曲屈曲軸心受壓桿件的彈性彎曲屈曲l lNNFFFNNNNNcrNcrNcrNcrNNNcrNcrA穩(wěn)穩(wěn)定定平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)B隨隨遇遇平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)C臨臨界界狀狀態(tài)態(tài)第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理下面推導臨界力下面推導臨界力NE 設(shè)設(shè)M作用下引起的變形為作用下引起的變形為y y1 1，剪力作用下引起的變形，剪力作用下引起的變形為為y y2 2，總變形，總變形y=yy=y1 1

4、+y+y2 2。 由材料力學知：由材料力學知：NENEl lyy1y2NENEM=NEyxEIMdxyd 212剪力剪力V V產(chǎn)生的軸線轉(zhuǎn)角為：產(chǎn)生的軸線轉(zhuǎn)角為：dxdMGAVGAdxdy 2。與與截截面面形形狀狀有有關(guān)關(guān)的的系系數(shù)數(shù)量量；材材料料彈彈性性模模量量和和剪剪變變模模、桿桿件件截截面面積積和和慣慣性性矩矩；、 GEIA第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理222222EEAlEINEE 通常剪切變形的影響較小，可忽略不計，即得歐通常剪切變形的影響較小，可忽略不計，即得歐拉臨界力和臨界應力：拉臨界力和臨界應力： 上述推導過程中，假定上述推導過程中，假定E為

5、常量為常量（材料滿足虎克定（材料滿足虎克定律），所以律），所以crcr不應大于材料的比例極限不應大于材料的比例極限f fp p，即：，即：PppcrfEfE :22或或長長細細比比第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理 影響軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力的主要因素影響軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定承載力的主要因素 ：第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理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 彈塑性階段彈塑性階段壓

6、力撓度曲線壓力撓度曲線 有初彎曲有初彎曲( (初偏心初偏心) )時，一開始就產(chǎn)生撓曲時，一開始就產(chǎn)生撓曲, ,荷載荷載，v v, , 當當N NEN NE時，時，v v 初彎曲（初偏心）越大初彎曲（初偏心）越大, ,同樣壓力下變形越大。同樣壓力下變形越大。 初彎曲（初偏心）即使很小初彎曲（初偏心）即使很小, ,也有也有 (1(1）初彎曲和初偏心的影響）初彎曲和初偏心的影響crENN 軸心壓桿及其壓力撓度曲線軸心壓桿及其壓力撓度曲線第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理+-0.361f0.361fy y0.805f0.805fy y(a)熱扎工字鋼熱扎工字鋼0.3f0.3fy y0.3f0.3fy y0.3f0.3fy y(b)熱扎熱扎H型鋼型鋼f fy y(c)扎制邊焊接扎制邊焊接0.3f0.3fy y1 1f fy y(d)焰切邊焊接焰切邊焊接0.2f0.2fy yf fy y0.75f0.75fy y(e)焊接焊接0.53f0.53fy yf fy y2 2f fy y2 2f fy y( f )熱扎等邊角鋼熱扎等邊角鋼第六章第六章 軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理3、實際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算實際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計算 軸心受壓構(gòu)件不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件為，軸心受壓構(gòu)件不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件