第六章軸心受壓構(gòu)件

1、第六章第六章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 6-16-1軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式 6-26-2軸心受力構(gòu)件的強度和剛度軸心受力構(gòu)件的強度和剛度 6-36-3軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 6-46-4實際軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的計算實際軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的計算 6-56-5軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定 6-66-6實腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計實腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計 6-76-7格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件 6-86-8冷彎薄壁型鋼軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計特點冷彎薄壁型鋼軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計特點 1、了解、了解“軸心受力構(gòu)件軸心受力

2、構(gòu)件”的應(yīng)用和截面形式；的應(yīng)用和截面形式； 2、掌握軸心受拉構(gòu)件設(shè)計計算掌握軸心受拉構(gòu)件設(shè)計計算； 3、了解、了解“軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件”穩(wěn)定理論的基本概念和分穩(wěn)定理論的基本概念和分析方法；析方法； 4、掌握現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于掌握現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于“軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件”設(shè)計計算方設(shè)計計算方法，重點及難點是構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定法，重點及難點是構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定； 5、掌握格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計方法掌握格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計方法。大綱要求大綱要求6.1 軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式一、軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用一、軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用塔架塔架桁架桁架網(wǎng)架網(wǎng)架軸力構(gòu)件應(yīng)用桁

3、架、網(wǎng)架、塔架桁架、網(wǎng)架、塔架軸心受壓柱軸心受壓柱實腹式軸壓柱與格構(gòu)式軸壓柱實腹式軸壓柱與格構(gòu)式軸壓柱二、軸心受壓構(gòu)件的截面形式二、軸心受壓構(gòu)件的截面形式截面形式可分為：截面形式可分為：實腹式實腹式和和格構(gòu)式格構(gòu)式兩大類。兩大類。1.1.實腹式截面實腹式截面2.2.格構(gòu)式截面格構(gòu)式截面- -截面由兩個或多個型鋼肢件通過綴材連接而成。截面由兩個或多個型鋼肢件通過綴材連接而成。6.2 軸心受力構(gòu)件的強度和剛度軸心受力構(gòu)件的強度和剛度6.2.1 強度計算（承載能力極限狀態(tài)）強度計算（承載能力極限狀態(tài)）N軸心拉力或壓力設(shè)計值；軸心拉力或壓力設(shè)計值； An構(gòu)件的凈截面面積；構(gòu)件的凈截面面積； f鋼材的抗

4、拉強度設(shè)計值。鋼材的抗拉強度設(shè)計值。).(226nfAN 軸心受力構(gòu)軸心受力構(gòu)件件軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件強度強度 （承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)）剛度剛度 （正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）強度強度剛度剛度 （正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）穩(wěn)定穩(wěn)定（承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)）NNbt tt t1 1b1 普通螺栓群軸心力作用下，為了防止板件被拉斷普通螺栓群軸心力作用下，為了防止板件被拉斷尚應(yīng)進行板件的凈截面驗算。尚應(yīng)進行板件的凈截面驗算。拼接板的危險截面為拼接板的危險截面為2-2截面截面: :A A、螺栓采用并列排列時、螺栓采用并列排列時: :主板的

5、危險截面為主板的危險截面為1-1截面截面: :1122 主主板板厚厚度度。主主板板寬寬度度；危危險險截截面面上上的的螺螺栓栓數(shù)數(shù)；螺螺栓栓孔孔直直徑徑；鋼鋼材材強強度度設(shè)設(shè)計計值值 tbmdftdmbAfANnn001 ,1 ,; 拼拼接接板板厚厚度度。危危險險截截面面上上的的螺螺栓栓數(shù)數(shù)；拼拼接接板板寬寬度度；螺螺栓栓孔孔直直徑徑；鋼鋼材材強強度度設(shè)設(shè)計計值值 1101012,2,;5 . 0tmbdftdmbAfANnn NNt tt t1 1bc2c3c4c1B B、螺栓采用錯列排列時、螺栓采用錯列排列時: :主板的危險截面為主板的危險截面為1-1和和1-1截面截面: : 主主板板厚厚度

6、度。主主板板寬寬度度；危危險險截截面面上上的的螺螺栓栓數(shù)數(shù)；螺螺栓栓孔孔直直徑徑；鋼鋼材材強強度度設(shè)設(shè)計計值值；式式中中：截截面面：對對于于截截面面：對對于于 tbmdftdmccmcAtdmbAfANnnn00222140;1211;11 1111NNbt tt t1 1b1c2c3c4c1拼接板的危險截面為拼接板的危險截面為2-2和和2-2截面截面: : 拼拼接接板板厚厚度度。拼拼接接板板寬寬度度；危危險險截截面面上上的的螺螺栓栓數(shù)數(shù)；螺螺栓栓孔孔直直徑徑；鋼鋼材材強強度度設(shè)設(shè)計計值值；式式中中：截截面面：對對于于截截面面：對對于于 1101022214101;1222;225 . 0tb

7、mdftdmccmcAtdmbAfANnnn 2222NNbt tt t1 1b1 高強度螺栓群軸心力作用下高強度螺栓群軸心力作用下,為了防止板件被拉斷尚應(yīng)進行板為了防止板件被拉斷尚應(yīng)進行板件的凈截面驗算件的凈截面驗算.A、高強度螺栓摩擦型連接、高強度螺栓摩擦型連接主板的危險截面為主板的危險截面為1-1截面。截面。11 主主板板厚厚度度。主主板板寬寬度度；螺螺栓栓孔孔直直徑徑；鋼鋼材材強強度度設(shè)設(shè)計計值值其其中中： tbdftdnbAfANnn0011 ,1 ,; 考慮孔前傳力考慮孔前傳力50%得：得： 連連接接一一側(cè)側(cè)的的螺螺栓栓總總數(shù)數(shù)。計計算算截截面面上上的的螺螺栓栓數(shù)數(shù)； nnnnNN

8、115 . 011-1截面的內(nèi)力為：截面的內(nèi)力為：連連接接一一側(cè)側(cè)的的螺螺栓栓總總數(shù)數(shù)。計計算算截截面面上上的的螺螺栓栓數(shù)數(shù)； nnnnNN225 . 015 . 0NNbt tt t1 1b1拼接板的危險截面為拼接板的危險截面為2-2截面。截面。22 拼接板厚度。拼接板厚度。拼接板寬度；拼接板寬度；螺栓孔直徑；螺栓孔直徑；鋼材強度設(shè)計值鋼材強度設(shè)計值其中：其中： 11010212,2,;tbdftdnbAfANnn 考慮孔前傳力考慮孔前傳力50%得：得： 2-2截面的內(nèi)力為：截面的內(nèi)力為：B、高強度螺栓承壓型連接的凈截面驗算與普通螺栓的凈截面、高強度螺栓承壓型連接的凈截面驗算與普通螺栓的凈截

9、面驗算完全相同。驗算完全相同。6.2.2 剛度計算（正常使用極限狀態(tài)）剛度計算（正常使用極限狀態(tài)）截截面面的的回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半徑徑； AIi).(4260 il構(gòu)構(gòu)件件的的計計算算長長度度； 0l取取值值詳詳見見規(guī)規(guī)范范或或教教材材。構(gòu)構(gòu)件件的的容容許許長長細細比比，其其 保證構(gòu)件在運輸、安裝、使用時不會產(chǎn)生過保證構(gòu)件在運輸、安裝、使用時不會產(chǎn)生過大變形。大變形。 6.3 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定6.3.1 軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)現(xiàn)象軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)現(xiàn)象 軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)軸心受壓構(gòu)件受外力作用后，軸心受壓構(gòu)件受外力作用后，當截面上的平均應(yīng)力遠低

10、于鋼材的屈服點時，常由于內(nèi)力和外當截面上的平均應(yīng)力遠低于鋼材的屈服點時，常由于內(nèi)力和外力間不能保持平衡的穩(wěn)定性，些微的擾動即足以使構(gòu)件產(chǎn)生很力間不能保持平衡的穩(wěn)定性，些微的擾動即足以使構(gòu)件產(chǎn)生很大的的彎曲變形，或扭轉(zhuǎn)變形或又彎又扭而喪失承載能力，這大的的彎曲變形，或扭轉(zhuǎn)變形或又彎又扭而喪失承載能力，這種現(xiàn)象稱為喪失整體穩(wěn)定性。種現(xiàn)象稱為喪失整體穩(wěn)定性。 軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)形式分為：軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)形式分為：1、彈性彎曲屈曲（理想的軸心壓桿的臨界屈曲力）、彈性彎曲屈曲（理想的軸心壓桿的臨界屈曲力） 理想的軸心受壓構(gòu)件理想的軸心受壓構(gòu)件( (理想無限彈性，桿件挺直、理想無限彈性，桿件挺直、無初彎

11、曲，荷載無偏心、無初始應(yīng)力、無初偏心、截無初彎曲，荷載無偏心、無初始應(yīng)力、無初偏心、截面均勻等）面均勻等）6.3.2 無缺陷軸心受壓構(gòu)件的屈曲無缺陷軸心受壓構(gòu)件的屈曲2.2.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)（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；（2 2）扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)-失穩(wěn)

12、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；（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)。下面推導(dǎo)臨界力下面推導(dǎo)臨界力Ncr 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+y+y2 2。 由材料力學(xué)知：由材料力學(xué)知：NcrNcrl lyy1y2NcrNcrM=Ncry

13、xEIMdxyd 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；、 GEIA0122 ykyGANEINkcrcr，則則：令令 22222dxMdGAdxyd 因因為為：2222221222dxMdGAEIMdxyddxyddxyd 所所以以：dxdMGAVGAdxdy 2EIMdxyd 2122222dxydGANyEINdxydyNMcrcrcr ，得得：由由于于01 yEINGANycrcr 即即：02 yky對于常系數(shù)線

14、形二階齊次方程：對于常系數(shù)線形二階齊次方程：其通解為：其通解為：kxBkxAycossin kxAyByxsin000 ，從從而而：，得得，引引入入邊邊界界條條件件：0sin0 klAylx，得得：，再再引引入入邊邊界界條條件件：條條件件，舍舍去去。不不符符合合桿桿件件微微彎彎的的前前提提解解上上式式，得得： 0A22213210sinlkklnnnklkl 即：即：，得：，得：取?。∟crNcrl lyy1y2NcrNcrM=Ncryx2221lGANEINkcrcr 因因：GAlEIlEINNcrcr 222211：故故，臨臨界界力力GAEAEANcrcrcr 222211：臨臨界界應(yīng)

15、應(yīng)力力222222 EEAlEINcrcr 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(yīng)力：拉臨界力和臨界應(yīng)力： 上述推導(dǎo)過程中，假定上述推導(dǎo)過程中，假定E為常量為常量（材料滿足虎克定（材料滿足虎克定律），所以律），所以crcr不應(yīng)大于材料的比例極限不應(yīng)大于材料的比例極限f fp p，即：，即：PppcrfEfE :22或或長長細細比比4.4.軸心受壓桿件的彈塑性彎曲屈曲軸心受壓桿件的彈塑性彎曲屈曲Ncr,rNcr,rl lx xy yd1d2crcr形心軸形心軸中和軸中和軸(1)(1)雙模量理論雙模量理論 該理論認為，軸壓構(gòu)件在微彎的中

16、性平衡時，截面平均應(yīng)該理論認為，軸壓構(gòu)件在微彎的中性平衡時，截面平均應(yīng)力力(crcr) )要疊加上彎曲應(yīng)力，彎曲受壓一側(cè)應(yīng)力增加遵循切線模要疊加上彎曲應(yīng)力，彎曲受壓一側(cè)應(yīng)力增加遵循切線模量量Et規(guī)律（規(guī)律（分布圖形為曲線分布圖形為曲線），由于是微彎，故其數(shù)值較），由于是微彎，故其數(shù)值較crcr小小的多，可近似取直線。而彎曲受拉一側(cè)應(yīng)力發(fā)生退降的多，可近似取直線。而彎曲受拉一側(cè)應(yīng)力發(fā)生退降, ,且應(yīng)力退且應(yīng)力退降遵循彈性規(guī)律。又因為降遵循彈性規(guī)律。又因為EEt，且彎曲拉、壓應(yīng)力平衡，所以，且彎曲拉、壓應(yīng)力平衡，所以中和軸向受拉一側(cè)移動。中和軸向受拉一側(cè)移動。crcrf fp p0E E1dd d

17、dEt 歷史上有兩種歷史上有兩種理論來解決該問題，理論來解決該問題，即：即： 當當crcr大于大于f fp p后后-曲線為非線曲線為非線性性, ,crcr難以確定。難以確定。Ncr,rNcr,rl lx xy y令：令：I I1 1為彎曲受拉一側(cè)截面為彎曲受拉一側(cè)截面（退降（退降區(qū)）區(qū)）對中和軸的慣性矩；對中和軸的慣性矩； yNyIEEIt 21解此微分方程，即得理想的軸心壓桿微彎狀態(tài)下的彈解此微分方程，即得理想的軸心壓桿微彎狀態(tài)下的彈塑性臨界力：塑性臨界力： IIEEIEElIElIEEINtrrrtrcr21222212,)74( 折折算算模模量量， d1d2crcr形心軸形心軸中和軸中和

18、軸I I2 2為彎曲受壓一側(cè)截面對中為彎曲受壓一側(cè)截面對中和軸的慣性矩；和軸的慣性矩；且忽略剪切變形的影響，由且忽略剪切變形的影響，由內(nèi)、外彎矩平衡得：內(nèi)、外彎矩平衡得：) 84(22,22, ttcrttcrElIEN(2)(2)切線模量理論切線模量理論Ncr,rNcr,rlx xy ycrcr,t,t中和軸中和軸假定假定: :A A、達到臨界力、達到臨界力N Ncr,tcr,t時桿件時桿件 挺直挺直; ;B B、桿微彎時、桿微彎時, ,軸心力增加軸心力增加 N N，其產(chǎn)生的平均壓，其產(chǎn)生的平均壓 應(yīng)力與彎曲拉應(yīng)力相等。應(yīng)力與彎曲拉應(yīng)力相等。 所以應(yīng)力、應(yīng)變?nèi)孛嬖黾?，無退降區(qū)，切線模所以應(yīng)

19、力、應(yīng)變?nèi)孛嬖黾?，無退降區(qū)，切線模量量Et通用于全截面。由于通用于全截面。由于N較較Ncr,t小的多，近似取小的多，近似取Ncr,t作為臨界力。因此以作為臨界力。因此以Et替代彈性屈曲理論臨界力公替代彈性屈曲理論臨界力公式中的式中的E，即得該理論的臨界力和臨界應(yīng)力：即得該理論的臨界力和臨界應(yīng)力：（二）初始缺陷對壓桿穩(wěn)定的影響（二）初始缺陷對壓桿穩(wěn)定的影響 但試驗結(jié)果卻常位于但試驗結(jié)果卻常位于藍色虛線藍色虛線位置，即試驗值小位置，即試驗值小于理論值。這主要由于壓桿于理論值。這主要由于壓桿初始缺陷初始缺陷的存在。的存在。 如前所述，如果將鋼材視為理想的彈塑性材料，如前所述，如果將鋼材視為理想的彈

20、塑性材料，則壓桿的臨界力與長細比的關(guān)系曲線則壓桿的臨界力與長細比的關(guān)系曲線（柱子曲線）（柱子曲線）應(yīng)為：應(yīng)為：f fy y0f fy y=f=fp p1.01.00ycrf yyfE 歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線初始缺陷初始缺陷幾何缺陷：幾何缺陷：初彎曲初彎曲、初偏心初偏心等；等；力學(xué)缺陷：力學(xué)缺陷：殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力、材料不均勻等。、材料不均勻等。6.3.3 力學(xué)缺陷對軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲的影響力學(xué)缺陷對軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲的影響1.1.殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因及其分布殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因及其分布A A、產(chǎn)生的原因、產(chǎn)生的原因 焊接時的不均勻加熱和冷卻，如前所述；焊接時的不均勻加熱和冷卻，如前所述； 型鋼

21、熱扎后的不均勻冷卻；型鋼熱扎后的不均勻冷卻； 板邊緣經(jīng)火焰切割后的熱塑性收縮；板邊緣經(jīng)火焰切割后的熱塑性收縮； 構(gòu)件冷校正后產(chǎn)生的塑性變形。構(gòu)件冷校正后產(chǎn)生的塑性變形。 實測的殘余應(yīng)力分布較復(fù)雜而離散，分析時常采用實測的殘余應(yīng)力分布較復(fù)雜而離散，分析時常采用其簡化分布圖（計算簡圖）：其簡化分布圖（計算簡圖）：+-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0.2

22、f0.2fy 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(2)(2)、殘余應(yīng)力影響下短柱的、殘余應(yīng)力影響下短柱的-曲線曲線 以熱扎以熱扎H型鋼短柱為例：型鋼短柱為例：0.3f0.3fy y0.3f0.3fy y0.3f0.3fy y0.3f0.3fy yrcrc=0.3f=0.3fy y=0.7f=0.7fy yf fy y（A）0.7f0.7fy yf fp=fy-rcrc時，截面出現(xiàn)塑時，截面出現(xiàn)塑性區(qū)，應(yīng)力分布如圖。性區(qū)，應(yīng)力分布如圖。 222222224242xxxe

23、xxcrxEtbhhbtEIIExx)(軸軸屈屈曲曲時時：對對 柱屈曲可能的彎曲形式有兩種：柱屈曲可能的彎曲形式有兩種：沿強軸（沿強軸（x軸）軸）和和沿弱軸（沿弱軸（y軸）軸）因此，臨界應(yīng)力為：因此，臨界應(yīng)力為：322332222122122 yyyeyycryEtbbtEIIEyy)(軸軸屈屈曲曲時時：對對f fy yacacb1 1rtbrcth h1 1t b bb bxxy 222222224242xxxexxcrxEtbhhbtEIIExx)(軸軸屈屈曲曲時時：對對322332222122122 yyyeyycryEtbbtEIIEyy)(軸軸屈屈曲曲時時：對對 顯然，殘余應(yīng)力對弱軸

24、的影響顯然，殘余應(yīng)力對弱軸的影響要大于對強軸的影響要大于對強軸的影響（ 1）。th ht b bb bxxy 為消掉參數(shù)為消掉參數(shù) ，有以下補充方程：，有以下補充方程：由由abcabcabcabc得得: :f fy yacacb1 1rtbrcrtrcrtrcbb 11即即：2225022 rtrcyrtrcycrycrxfbtbtbtf.)(或或由力的平衡可得截面平均應(yīng)力由力的平衡可得截面平均應(yīng)力: :EffEyyn 縱坐標是臨界應(yīng)力與屈服強度的比值縱坐標是臨界應(yīng)力與屈服強度的比值, ,橫坐標是相橫坐標是相對長細比對長細比( (正則化長細比正則化長細比) )。聯(lián)合求解聯(lián)合求解, ,即得即得c

25、rxcrx(x x) ); ; 聯(lián)合求解聯(lián)合求解, ,即得即得crycry(y y) )?？蓪⑵洚嫵蔁o量綱曲線可將其畫成無量綱曲線( (柱子曲線柱子曲線) )，如下；，如下；1.01.00ycrf n n歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線1.01.0crxcrxcrycryE E僅考慮殘余應(yīng)力僅考慮殘余應(yīng)力的柱子曲線的柱子曲線假定：兩端鉸支壓桿的初彎曲曲線為：假定：兩端鉸支壓桿的初彎曲曲線為：2 2、初彎曲的影響、初彎曲的影響1000)124(sin0000lvvlxvy 規(guī)規(guī)范范規(guī)規(guī)定定：。長長度度中中點點最最大大初初始始撓撓度度式式中中： NNl l/ /2 2l l/ /2 2v0 0y0 0v1

26、 1yxyvy0yNNM=N(y 0+ y)xy令令: N作用下的撓度作用下的撓度的增加值為的增加值為y, 由力由力矩平衡得矩平衡得: 0yyNyEI 將式將式5-12代入上式代入上式,得得: 另外另外, ,由前述推導(dǎo)可知，由前述推導(dǎo)可知，N作用下的撓度的增加值作用下的撓度的增加值為為y，也呈正弦曲線分布：，也呈正弦曲線分布：) 1 (0sin0 lxvyNyEI 撓度。長度中點所增加的最大式中：11)2(sinvlxvy上式求二階導(dǎo)數(shù)：上式求二階導(dǎo)數(shù)：)3(sin221lxlvy 將式將式(1)(1)和和(2)(2)代入式代入式(3)(3)，整理得：，整理得：)4(0sin01221vvNl

27、EIvlx 求解上式，因求解上式，因 sin(sin(x/x/l) 0) 0，所以所以: : NNNvvlEINvvNNvEEE 01220110因因此此：式式中中： 桿長中點總撓度為：桿長中點總撓度為：)184(1100001 EENNvvNNNvvvv 根據(jù)上式，可得理想無限彈性體的壓力根據(jù)上式，可得理想無限彈性體的壓力撓度曲撓度曲線，具有以下特點：線，具有以下特點：v隨隨N非線形增加非線形增加, ,當當N N趨于趨于N NE E時，時，v趨于無窮趨于無窮; ;相同相同N N作用下作用下, ,v隨隨v0 0的增大而增加的增大而增加; ;初初彎曲的存在使壓桿承載力低于歐拉臨界力彎曲的存在使壓

28、桿承載力低于歐拉臨界力N NE E。0.51.00vv0 0=3mm=3mmv0 0=1mm=1mmv0 0=0=0ENN001221vvNlEIvlx sin 實際壓桿并非無限彈性體，當實際壓桿并非無限彈性體，當N達到某值時，在達到某值時，在N和和Nv的共同作用下，截面邊緣開始屈服的共同作用下，截面邊緣開始屈服( (A A或或A A點點) )，進入彈塑性階段，其壓力進入彈塑性階段，其壓力-撓度曲線如虛線所示。撓度曲線如虛線所示。 0.51.00vv0 0=3mm=3mmv0 0=1mm=1mmv0 0=0=0ENNABBA 對于僅考慮初彎曲的軸心壓桿，對于僅考慮初彎曲的軸心壓桿，截面邊緣開始

29、屈服截面邊緣開始屈服的條件為：的條件為： 最后在最后在N N未達到未達到N NE E時失去承載時失去承載能力，能力，B B或或B B點點為其極限承載力。為其極限承載力。yEEfNNNWvNANWvNAN 0yEEfWAvAN 01).(193610yEEf 毛毛截截面面抵抵抗抗矩矩。；初初彎彎曲曲率率，式式中中： WWAv000 解式解式6.3.19，其有效根，即為以，其有效根，即為以截面邊緣屈服為準則截面邊緣屈服為準則的臨界應(yīng)力：的臨界應(yīng)力： 上式稱為柏利上式稱為柏利(Perry)(Perry)公式。公式。).(193610yEEf ).(20362121200EyEyEycrfff 。桿桿

30、件件長長細細比比，截截面面回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半徑徑；截截面面核核心心距距，式式中中：iliAWilWAlWAv 100011000100000如果取如果取v0 0= =l/1000/1000（驗收規(guī)范規(guī)定），則：（驗收規(guī)范規(guī)定），則： 由于不同的截面及不同的對稱軸，由于不同的截面及不同的對稱軸，i/ /不同，因此不同，因此初彎曲對其臨界力的影響也不相同。初彎曲對其臨界力的影響也不相同。對于焊接工字型截面軸心壓桿，當對于焊接工字型截面軸心壓桿，當 時：時：對對x x軸（強軸）軸（強軸）i/ /1.161.16；對對y y軸（弱軸）軸（弱軸） i/ /2.102.10。x xx xy yy y10000l

31、v 1.01.00ycrf 歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線對對x x軸軸僅考慮初彎曲的柱子曲線僅考慮初彎曲的柱子曲線對對y y軸軸微彎狀態(tài)下建立微分方程：微彎狀態(tài)下建立微分方程：3 3、初偏心的影響、初偏心的影響NNl/2 2l/2 2xyve0 xye00 00 eyNyEI)214(0222 ekykyEINk，得得：引引入入解微分方程，即得：解微分方程，即得： 12sec0kleye e0yNNN(e 0+ y)xy0 x 曲線的特點與初彎曲曲線的特點與初彎曲壓桿相同，只不過曲線過壓桿相同，只不過曲線過圓點，可以認為初偏心與圓點，可以認為初偏心與初彎曲的影響類似，但其初彎曲的影響類似，但其影響

32、程度不同，初偏心的影響程度不同，初偏心的影響隨桿長的增大而減小，影響隨桿長的增大而減小，初彎曲對中等長細比桿件初彎曲對中等長細比桿件影響較大。影響較大。)23. 3 . 6(12sec0EmNNeyv 所以，壓桿長度中點（所以，壓桿長度中點（x=x=l l/2/2）最大撓度）最大撓度v：其壓力其壓力撓度曲線如圖：撓度曲線如圖：1.00ve0 0=3mm=3mme0 0=1mm=1mme0 0=0=0ENNABBA僅考慮初偏心軸心壓桿的僅考慮初偏心軸心壓桿的壓力壓力撓度曲線撓度曲線22222 lNEIlEINEINkEINkEE 12sec0kley 實際壓桿并非全部鉸支，對于任意支承情況的實際

33、壓桿并非全部鉸支，對于任意支承情況的壓桿，其臨界力為：壓桿，其臨界力為：（三）、桿端約束對壓桿整體穩(wěn)定的影響（三）、桿端約束對壓桿整體穩(wěn)定的影響 下下表表。計計算算長長度度系系數(shù)數(shù)，取取值值如如；桿桿件件計計算算長長度度，式式中中： llllEIlEINcr0020222 對于框架柱和廠房階梯柱的計算長度取值，詳對于框架柱和廠房階梯柱的計算長度取值，詳見有關(guān)章節(jié)。見有關(guān)章節(jié)。 實際軸心受壓構(gòu)件的臨界應(yīng)力實際軸心受壓構(gòu)件的臨界應(yīng)力 確定受壓構(gòu)件臨界應(yīng)力的方法，一般有：確定受壓構(gòu)件臨界應(yīng)力的方法，一般有： （1 1）屈服準則屈服準則：以理想壓桿為模型，彈性段以歐拉臨界：以理想壓桿為模型，彈性段以歐

34、拉臨界力為基礎(chǔ)，彈塑性段以切線模量為基礎(chǔ)，用安全系數(shù)考慮力為基礎(chǔ)，彈塑性段以切線模量為基礎(chǔ)，用安全系數(shù)考慮初始缺陷的不利影響；初始缺陷的不利影響； （2 2）邊緣屈服準則邊緣屈服準則：以有初彎曲和初偏心的壓桿為模型，：以有初彎曲和初偏心的壓桿為模型，以截面邊緣應(yīng)力達到屈服點為其承載力極限；以截面邊緣應(yīng)力達到屈服點為其承載力極限； （3 3）最大強度準則（極限承載力理論）最大強度準則（極限承載力理論）：以有初始缺陷以有初始缺陷的壓桿為模型，考慮截面的塑性發(fā)展，以最終破壞的最大的壓桿為模型，考慮截面的塑性發(fā)展，以最終破壞的最大荷載為其極限承載力；荷載為其極限承載力； （4 4）經(jīng)驗公式經(jīng)驗公式：以

35、試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)。：以試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)。6.4 實際軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的計算實際軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的計算6.4.1 實際軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計算方法實際軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計算方法實際軸心受壓構(gòu)件的柱子曲線實際軸心受壓構(gòu)件的柱子曲線 我國規(guī)范給定的臨界應(yīng)力我國規(guī)范給定的臨界應(yīng)力crcr，是按，是按最大強度準最大強度準則則，并通過數(shù)值分析確定的。，并通過數(shù)值分析確定的。 由于各種缺陷對不同截面、不同對稱軸的影響不由于各種缺陷對不同截面、不同對稱軸的影響不同，所以同，所以crcr-曲線（曲線（柱子曲線柱子曲線），呈相當寬的帶狀），呈相當寬的帶狀分布，為減小誤差以及簡化計算，規(guī)范在試驗的基礎(chǔ)

36、分布，為減小誤差以及簡化計算，規(guī)范在試驗的基礎(chǔ)上，給出了四條曲線（上，給出了四條曲線（四類截面四類截面），并引入了軸心受），并引入了軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) 。 ycrf 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)的條件為，截面截面應(yīng)力不大于臨界應(yīng)力應(yīng)力不大于臨界應(yīng)力，并考慮抗力分項系數(shù)，并考慮抗力分項系數(shù) R后，后，即為：即為：表表得得到到。類類和和構(gòu)構(gòu)件件長長細細比比查查穩(wěn)穩(wěn)定定系系數(shù)數(shù)，可可按按截截面面分分即即： )2 . 4 . 6(,fANfANfffANRyycrRcr6.4.2 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

37、1.1.截面為雙軸對稱或極對稱構(gòu)件：截面為雙軸對稱或極對稱構(gòu)件：xxyyyoyyxoxxilil 對于雙軸對稱十字形截面，為了防對于雙軸對稱十字形截面，為了防止扭轉(zhuǎn)屈曲，尚應(yīng)滿足：止扭轉(zhuǎn)屈曲，尚應(yīng)滿足：懸懸伸伸板板件件寬寬厚厚比比?；蚧?tbtbyx07. 5 2.2.截面為單軸對稱構(gòu)件：截面為單軸對稱構(gòu)件：xxyyxoxxilx 軸軸：繞繞非非對對稱稱軸軸繞對稱軸繞對稱軸y y軸屈曲時，一般為軸屈曲時，一般為彎彎扭屈曲扭屈曲，其臨界力低于彎曲屈，其臨界力低于彎曲屈曲，所以計算時，以換算長細曲，所以計算時，以換算長細比比yzyz代替代替y y ，計算公式如下：，計算公式如下：xxyyb bt

38、t6.4.3 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計算構(gòu)件長細比軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計算構(gòu)件長細比)6 . 4 . 6(14212122202022222zyzyzyyzie )8 . 4 . 6()7 . 4 . 6(7 .252220202202yxtziieilIIAi 。構(gòu)構(gòu)件件，取取或或兩兩端端嵌嵌固固完完全全約約束束的的翹翹曲曲對對兩兩端端鉸鉸接接端端部部可可自自由由扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)屈屈曲曲的的計計算算長長度度，；面面近近似似取取、十十字字形形截截面面和和角角形形截截雙雙角角鋼鋼組組合合軋軋制制、雙雙板板焊焊接接、形形截截面面毛毛截截面面扇扇性性慣慣性性矩矩；對對毛毛截截面面抗抗扭扭慣慣性性矩矩；扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

39、屈屈曲曲的的換換算算長長細細比比徑徑；截截面面對對剪剪心心的的極極回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半毛毛截截面面面面積積；距距離離；截截面面形形心心至至剪剪切切中中心心的的式式中中：ytzlllIIIiAe0000)(T 、單角鋼截面和雙角鋼組合、單角鋼截面和雙角鋼組合T T形截面可采取以下簡形截面可采取以下簡 化計算公式：化計算公式：yytb（a）A A、等邊單角鋼截面，圖（、等邊單角鋼截面，圖（a a）)274(5 .13178. 454. 0)274(85. 0154. 04220022040bbtltbbltbatlbbltbyyzyyyyzy 時時：當當時時：當當B B、等邊雙角鋼截面，圖（、等邊雙角鋼截

40、面，圖（b b）)284(6 .1819 . 358. 0)284(475. 0158. 04220022040bbtltbbltbatlbbltbyyzyyyyzy 時時：當當時時：當當yybb（b b）C C、長肢相并的不等邊角鋼截面，、長肢相并的不等邊角鋼截面， 圖（圖（C C）)294(4 .1711 . 548. 0)294(09. 1148. 042220220222042202bbtltbbltbatlbbltbyyzyyyyzy 時時：當當時時：當當yyb2b2b1（C C）D D、短肢相并的不等邊角鋼截面，、短肢相并的不等邊角鋼截面， 圖（圖（D D）)304(7 .5217

41、 . 356. 0)304(56. 0412201101101bbtltbbltbabltbyyzyyyzy 時時：當當時時，近近似似取取：當當yyb2b1b1（D D）、單軸對稱的軸心受壓構(gòu)件在繞非對稱軸以外的、單軸對稱的軸心受壓構(gòu)件在繞非對稱軸以外的任意軸失穩(wěn)時，應(yīng)按彎扭屈曲計算其穩(wěn)定性。任意軸失穩(wěn)時，應(yīng)按彎扭屈曲計算其穩(wěn)定性。uub 當計算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸當計算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸（u軸軸) )穩(wěn)定時，可按下式計算換算穩(wěn)定時，可按下式計算換算長細比，并按長細比，并按b類截面類截面確定確定 值：值： 軸軸的的長長細細比比。，構(gòu)構(gòu)件件對對式式中中：時時：當當時時：當當uilbtbbltb

42、atlbbltbuuuuzuuuuzu00022040)314(4 . 569. 0)314(25. 0169. 0 （3 3）其他注意事項：）其他注意事項：1 1、無任何對稱軸且又非極對稱的截面、無任何對稱軸且又非極對稱的截面（單面連接的（單面連接的不等邊角鋼除外）不等邊角鋼除外）不宜用作軸心受壓構(gòu)件；不宜用作軸心受壓構(gòu)件；2 2、單面連接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，考慮、單面連接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，考慮強度折減強度折減系數(shù)系數(shù)后，可不考慮彎扭效應(yīng)的影響；后，可不考慮彎扭效應(yīng)的影響；3 3、格構(gòu)式截面中的槽形截面分肢，計算其繞對稱軸、格構(gòu)式截面中的槽形截面分肢，計算其繞對稱軸（y y軸）的穩(wěn)定性

43、時，不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，直接用軸）的穩(wěn)定性時，不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，直接用y y查查穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù) 。 y yy yx xx x實軸實軸虛虛軸軸單角鋼的單面連接時強度設(shè)計值的折減系數(shù)：單角鋼的單面連接時強度設(shè)計值的折減系數(shù)：u1 1、按軸心受力計算強度和連接乘以系數(shù)、按軸心受力計算強度和連接乘以系數(shù) 0.850.85；u2 2、按軸心受壓計算穩(wěn)定性：、按軸心受壓計算穩(wěn)定性： 等邊角鋼乘以系數(shù)等邊角鋼乘以系數(shù)0.6+0.00150.6+0.0015，且不大于，且不大于1.01.0； 短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) 0.5+0.00250.5+0.0025，且不大于且不大于1.0

44、1.0； 長邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)長邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) 0.700.70；u3 3、對中間無聯(lián)系的單角鋼壓桿，、對中間無聯(lián)系的單角鋼壓桿， 按按最小回轉(zhuǎn)半徑最小回轉(zhuǎn)半徑計算計算，當當 2080時，為時，為提高柱的抗扭剛度，防止腹板在運輸和施工中發(fā)生過提高柱的抗扭剛度，防止腹板在運輸和施工中發(fā)生過大的變形，應(yīng)設(shè)橫向加勁肋，要求如下：大的變形，應(yīng)設(shè)橫向加勁肋，要求如下： 橫向加勁肋間距橫向加勁肋間距3h0； 橫向加勁肋的外伸寬度橫向加勁肋的外伸寬度bsh0/30+40 mm； 橫向加勁肋的厚度橫向加勁肋的厚度tsbs/15。 對于組合截面，其翼緣與對于組合截面，其翼緣與腹板間腹板間 的

45、焊縫受力較小，可不于計算，按構(gòu)的焊縫受力較小，可不于計算，按構(gòu) 造選定焊腳尺寸即可。造選定焊腳尺寸即可。b bs s橫向加勁肋橫向加勁肋33h h0 0h h0 0t ts s6.7 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件( (一一) )、截面選取原則、截面選取原則盡可能做到等穩(wěn)定性要求。盡可能做到等穩(wěn)定性要求。y yy yx xx x（a a）實軸實軸虛虛軸軸x xx xy yy y（b b）虛虛軸軸虛軸虛軸x xx xy yy y（c c）虛軸虛軸虛虛軸軸( (二二) ) 格構(gòu)式軸壓構(gòu)件設(shè)計格構(gòu)式軸壓構(gòu)件設(shè)計1 1、強度、強度fAN n N軸心壓力設(shè)計值；軸心壓力設(shè)計值； An柱肢凈截面面積

46、之和。柱肢凈截面面積之和。y yy yx xx x實軸實軸虛虛軸軸N格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性 對于常見的格構(gòu)式截面形式，只能產(chǎn)生對于常見的格構(gòu)式截面形式，只能產(chǎn)生彎曲屈曲彎曲屈曲，其其彈性屈曲彈性屈曲時的臨界力為：時的臨界力為：12222cr11 lEIlEIN 。換換算算長長細細比比，（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角單單位位剪剪力力作作用用時時的的軸軸線線1220011; )/; EAGA 20212222cr11 EAEAEAN 或：或：（1 1）對實軸（）對實軸（y-yy-y軸）的整體穩(wěn)定軸）的整體穩(wěn)定得得。并并按按相相應(yīng)應(yīng)的的截截面面分分類類查查由由yyyfAN 2y2c

47、ry E 因因 很小，因此可以忽略剪切變形，很小，因此可以忽略剪切變形，o o=y y, ,其彈性屈曲時的臨界應(yīng)力為：其彈性屈曲時的臨界應(yīng)力為：1 則穩(wěn)定計算：則穩(wěn)定計算：y yy yx xx x實軸實軸虛虛軸軸6.7.2 對虛軸（對虛軸（x-x）穩(wěn)定）穩(wěn)定20212222crx11xxxEAEAEAN 繞繞x x軸（虛軸）彎曲屈曲時，因綴材的軸（虛軸）彎曲屈曲時，因綴材的剪切剛剪切剛度較小，剪切變形大，度較小，剪切變形大， 1 1則不能被忽略，因此：則不能被忽略，因此：)(12200aEAxxx 繞繞虛虛軸軸的的換換算算長長細細比比：則穩(wěn)定計算：則穩(wěn)定計算：得。得。并按相應(yīng)的截面分類查并按相

48、應(yīng)的截面分類查由由xxxfAN0 由于不同的綴材體系剪切剛度不同由于不同的綴材體系剪切剛度不同, , 1 1亦不同，所以亦不同，所以換算長細比計算就不相同。換算長細比計算就不相同。通常有兩種綴材體系，即綴通常有兩種綴材體系，即綴條式和綴板式體系，其條式和綴板式體系，其換算長細比計算如下：換算長細比計算如下： 雙肢綴條柱雙肢綴條柱 設(shè)一個節(jié)間兩側(cè)斜綴條面積之和為設(shè)一個節(jié)間兩側(cè)斜綴條面積之和為A1；節(jié)間長度為；節(jié)間長度為l l1 1 sin1 dN cos1lld VV單位剪力作用下斜綴條長度及其內(nèi)力為：單位剪力作用下斜綴條長度及其內(nèi)力為：V=1V=1d 1 1l1ldabcdb假設(shè)變形和剪切角假

49、設(shè)變形和剪切角有限微小有限微小，故水平變形為：，故水平變形為：剪切角剪切角1 1為：為：因此，斜綴條的軸向變形為：因此，斜綴條的軸向變形為： cossin111EAllEANddd cossinsin211EAld V=1V=1V=1V=1d d1 11 1l l1 1l ld da ab bc cd dbbe e)(cossin12111bEAl 將式將式4-514-51代入式代入式4-504-50，得：，得：)524(cossin12220 AAxx 的的關(guān)關(guān)系系曲曲線線如如下下：與與由由于于 )cos(sin22對于一般構(gòu)件，對于一般構(gòu)件，在在40407070o o之間之間，所以規(guī)范給定

50、，所以規(guī)范給定的的0 x0 x的計算公式為：的計算公式為：整個柱的毛截面面積。整個柱的毛截面面積。；整個柱對虛軸的長細比整個柱對虛軸的長細比 AAAxxx )534(2712010 20 30 40 50 60 70 80 90 ( (度度) )10080604020027 cossin22)504(12200 EAxxx繞繞虛虛軸軸的的換換算算長長細細比比：)514(cossin12111 EAla ab bc cd d 雙肢綴板柱雙肢綴板柱假定假定: :u綴板與肢件剛接，組成一多層剛架；綴板與肢件剛接，組成一多層剛架；u彎曲變形的反彎點位于各節(jié)間的中點；彎曲變形的反彎點位于各節(jié)間的中點；u

51、只考慮剪力作用下的彎曲變形。只考慮剪力作用下的彎曲變形。取隔離體如下：取隔離體如下： 當當超出以上范圍時應(yīng)按式超出以上范圍時應(yīng)按式4-524-52計算計算。l l1 1a aI I1 1I Ib ba ax xx x1 11 1l l1 1a aa a1 1- -2 21 1- -2 21 1- -2 21 1- -2 2l l1 1- -2 2l l1 1- -2 2l l1 1- -a aT T= =1 11 11 11 12 2a ab bc cd de ef f分肢彎曲變形引起的水平位移分肢彎曲變形引起的水平位移2 2:因此因此,剪切角剪切角1 1:綴板的彎曲變形引起的分肢水平位移綴板

52、的彎曲變形引起的分肢水平位移1 1:bbEIalEIalll2412222111111 131248EIl )544(212424125 . 01112112111211 aIlIEIlEIlEIallbb a a1 1- -2 21 1- -2 21 1- -2 21 1- -2 2l l1 1- -2 2l l1 1- -2 2l l1 1- -a aT T= =1 11 11 11 12 2a ab bc cd de ef f)5 . 7 . 6(2112211220 bxxkk。）（兩兩側(cè)側(cè)綴綴板板線線剛剛度度之之和和線線剛剛度度）；（單單個個分分肢肢對對其其弱弱軸軸的的式式中中：cE

53、IklEIkkkIAlbbbxx11111212202124 將剪切角將剪切角 1代入式代入式(a)，并引入分肢和綴板的線剛度，并引入分肢和綴板的線剛度k1、kb，得，得:)(12200aEAxxx 繞繞虛虛軸軸的的換換算算長長細細比比：，所所以以：；因因為為21121115 . 0 IlAAA由于規(guī)范規(guī)定由于規(guī)范規(guī)定 這時：這時： 所以規(guī)范規(guī)定雙肢綴板柱的換算長細比按下式計算：所以規(guī)范規(guī)定雙肢綴板柱的換算長細比按下式計算：式中：式中：61kkb1211212 bkk)6 . 7 . 6(2120 xx距距離離。鄰鄰兩兩綴綴板板邊邊緣緣螺螺栓栓的的離離；螺螺栓栓連連接接時時，取取相相，取取相相

54、鄰鄰綴綴板板間間凈凈距距分分肢肢計計算算長長度度，焊焊接接時時；的的長長細細比比分分肢肢對對最最小小剛剛度度軸軸的的長長細細比比；虛虛軸軸軸軸整整個個構(gòu)構(gòu)件件對對 0110111,11)(lilxx 2112202112 bxxkk 對于三肢柱和四肢柱的換算長細比的計算見規(guī)范。對于三肢柱和四肢柱的換算長細比的計算見規(guī)范。3 3、綴材的設(shè)計、綴材的設(shè)計（1 1）軸心受壓格構(gòu)柱的橫向剪力）軸心受壓格構(gòu)柱的橫向剪力 構(gòu)件在微彎狀態(tài)下，假設(shè)其撓曲線為正弦曲線，跨構(gòu)件在微彎狀態(tài)下，假設(shè)其撓曲線為正弦曲線，跨中最大撓度為中最大撓度為v v，則沿桿長任一點的撓度為：，則沿桿長任一點的撓度為：計計算算。時時，

55、應(yīng)應(yīng)按按式式當當不不滿滿足足55461 kkb)(sinalzvy Nl lz zy yv vVNy yy yy yx xx xb b截面彎矩為：截面彎矩為：所以截面剪力：所以截面剪力：顯然，顯然，z z=0=0和和z z= =l l時：時：由由邊緣屈服準則邊緣屈服準則：Nl lz zy yv vVNy ylzNvNyM sin lzlNvzMV cosdd )(maxbNvlV v vmaxmax)(2cfbINvANyx y yy yx xx xb b）得得：代代入入式式（、令令：cfANAiIyxx 2)(2cfbINvANyx )(122dcivx ，得得：，），并并使使值值代代入入式

56、式（將將xxxilcibv 44. 0 )(188. 0maxeNNNvlVx 188. 0 x大柱剪力：大柱剪力：因此平行于綴材面的最因此平行于綴材面的最，細比范圍內(nèi)細比范圍內(nèi)計算證明，在常用的常計算證明，在常用的常yf23585 的的整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定系系數(shù)數(shù)。按按虛虛軸軸換換算算長長細細比比確確定定 )(23585maxffNVy的的剪剪力力公公式式：代代入入上上式式即即得得規(guī)規(guī)范范給給定定將將AfN )9 . 7 . 6(23585yfAfV 在設(shè)計時，假定橫向剪力沿長度方向保持不變，且橫在設(shè)計時，假定橫向剪力沿長度方向保持不變，且橫向剪力由各綴材面分擔。向剪力由各綴材面分擔。 188.

57、 0 xV Vl l2. 綴條的設(shè)計綴條的設(shè)計A、綴條可視為以柱肢為弦桿的平行弦桁架的腹桿，綴條可視為以柱肢為弦桿的平行弦桁架的腹桿，故一個斜綴條的軸心力為：故一個斜綴條的軸心力為：)10. 7 . 6(cos11 nVN 斜斜綴綴條條的的傾傾角角。；交交叉叉綴綴條條時時：；單單系系綴綴條條時時：數(shù)數(shù)；一一個個綴綴材材面面上上的的斜斜綴綴條條力力；分分配配到到一一個個綴綴材材面面的的剪剪式式中中： 211nnnVV V1 1V V1 1單綴條單綴條V V1 1V V1 1雙綴條雙綴條B B、由于剪力的方向不定，斜綴條應(yīng)按、由于剪力的方向不定，斜綴條應(yīng)按軸壓構(gòu)件計算，軸壓構(gòu)件計算，其長細比按最小

58、回轉(zhuǎn)半徑計算；其長細比按最小回轉(zhuǎn)半徑計算；C C、斜綴條一般采用單角鋼與柱肢單面連接，設(shè)計時斜綴條一般采用單角鋼與柱肢單面連接，設(shè)計時鋼鋼材強度應(yīng)進行折減材強度應(yīng)進行折減，同前；，同前；V V1 1V V1 1單綴條單綴條V V1 1V V1 1雙綴條雙綴條D D、單綴條體系為減小分肢的計算長度，、單綴條體系為減小分肢的計算長度，可設(shè)橫綴條（可設(shè)橫綴條（虛線虛線），其截面一般與斜），其截面一般與斜綴條相同，或按容許長細比綴條相同，或按容許長細比 =150=150確定。確定。3.3.綴板的設(shè)計綴板的設(shè)計對于綴板柱取隔離體如下：對于綴板柱取隔離體如下：由力矩平衡可得：由力矩平衡可得：剪力剪力V在綴

59、板端部產(chǎn)生的彎矩在綴板端部產(chǎn)生的彎矩:V V1 1/2/2l l1 12 2l l1 12 2V V1 1/2/2c/2c/2Vb1)11. 7 . 6(111clVVbVb1MMb1l lw)11. 7 . 6(22111lVcTMb肢肢件件軸軸線線間間距距；綴綴板板中中心心間間距距；式式中中：cl1V和和M即為綴板與肢件連接處的設(shè)計內(nèi)力。即為綴板與肢件連接處的設(shè)計內(nèi)力。u同一截面處兩側(cè)綴板線剛度之和不小于單同一截面處兩側(cè)綴板線剛度之和不小于單個分肢線剛度的個分肢線剛度的6倍倍，即：，即： ；u綴板寬度綴板寬度hb2c/3，厚度，厚度tbc/40且不小于且不小于6mm，強度和剛度都能滿足強度

60、和剛度都能滿足；u端綴板宜適當加寬，一般取端綴板宜適當加寬，一般取d=a。61 kkb綴板的構(gòu)造要求：綴板的構(gòu)造要求：a ax xx x1 11 1l l1 1a ad d6.7.6 格構(gòu)式軸壓構(gòu)件的橫隔和綴件連接構(gòu)造格構(gòu)式軸壓構(gòu)件的橫隔和綴件連接構(gòu)造 為提高柱子的抗扭剛度，應(yīng)設(shè)柱子為提高柱子的抗扭剛度，應(yīng)設(shè)柱子橫隔，間距不大于柱截面較大寬度的橫隔，間距不大于柱截面較大寬度的9 9倍倍或或8m8m，且每個運輸單元的端部均應(yīng)設(shè)置，且每個運輸單元的端部均應(yīng)設(shè)置橫隔。橫隔。 格構(gòu)柱的設(shè)計需首先確定柱肢截面和格構(gòu)柱的設(shè)計需首先確定柱肢截面和綴材形式。綴材形式。 對于對于大型柱宜用綴條柱大型柱宜用綴條柱