大學本科《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課件 第4章軸心受理構(gòu)件

大學本科《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計原理》課件第4章軸心受理構(gòu)件引言軸心受力構(gòu)件的基本理論軸心受力構(gòu)件的設(shè)計與優(yōu)化軸心受力構(gòu)件的實例分析習題與思考引言01010204本章教學目標掌握軸心受力構(gòu)件的基本概念、特點和分類。理解軸心受力構(gòu)件的受力性能和承載能力分析方法。掌握軸心受力構(gòu)件的截面設(shè)計和構(gòu)造要求。了解軸心受力構(gòu)件在鋼結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用和工程實例。0301軸心受力構(gòu)件在鋼結(jié)構(gòu)中具有非常重要的作用，是鋼結(jié)構(gòu)的基本構(gòu)件之一。它們主要用于承受軸向拉壓荷載，如鋼柱、鋼拱等。02在高層建筑、大跨度結(jié)構(gòu)、橋梁、工業(yè)廠房等領(lǐng)域中，軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用非常廣泛。它們是這些結(jié)構(gòu)中的主要承重構(gòu)件，對于保證結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性至關(guān)重要。03軸心受力構(gòu)件的設(shè)計和構(gòu)造要求非常嚴格，需要綜合考慮材料的性能、荷載的大小和分布、連接方式等因素。合理的設(shè)計和施工可以確保軸心受力構(gòu)件具有足夠的承載能力和穩(wěn)定性，從而保證整個結(jié)構(gòu)的可靠性和安全性。軸心受力構(gòu)件的重要性和應(yīng)用場景軸心受力構(gòu)件的基本理論02主要承受軸向拉壓力，不承受彎矩、剪力和扭矩等復雜應(yīng)力。軸心受力構(gòu)件的受力特點采用材料力學的基本理論和方法，通過分析桿件截面上的內(nèi)力和應(yīng)力分布，確定桿件的安全承載能力。軸心受力構(gòu)件的受力分析方法軸心受力構(gòu)件的受力分析軸心受力構(gòu)件失穩(wěn)的機理當軸向壓力超過一定限值時，桿件會發(fā)生彎曲變形，導致承載能力急劇下降。軸心受力構(gòu)件的穩(wěn)定性分析方法采用結(jié)構(gòu)力學和彈性力學的基本理論，通過分析桿件在軸向壓力作用下的平衡穩(wěn)定性，確定其承載能力的極限狀態(tài)。軸心受力構(gòu)件的穩(wěn)定性分析軸心受力構(gòu)件的強度失效形式桿件在軸向拉壓力作用下，截面上的應(yīng)力分布不均勻，可能導致局部屈服或整體屈服。軸心受力構(gòu)件的強度計算方法根據(jù)材料力學的基本理論，通過分析桿件截面上的應(yīng)力分布和應(yīng)力極限，確定其承載能力的安全系數(shù)和許用應(yīng)力。軸心受力構(gòu)件的強度計算軸心受力構(gòu)件的設(shè)計與優(yōu)化03根據(jù)承載能力和穩(wěn)定性要求，選擇合適的截面尺寸，以確保構(gòu)件的承載能力和穩(wěn)定性。截面尺寸材料選擇連接方式根據(jù)使用環(huán)境和承載能力要求，選擇合適的鋼材或其他材料，以滿足構(gòu)件的強度和耐久性要求。根據(jù)構(gòu)件的受力特性和穩(wěn)定性要求，選擇合適的連接方式，以確保構(gòu)件的整體穩(wěn)定性和安全性。030201軸心受力構(gòu)件的截面設(shè)計對軸心受力構(gòu)件進行穩(wěn)定性分析，包括屈曲分析和失穩(wěn)分析，以確定構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定性分析根據(jù)穩(wěn)定性分析結(jié)果，設(shè)計合理的支撐系統(tǒng)，以提高構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。支撐系統(tǒng)設(shè)計根據(jù)穩(wěn)定性分析結(jié)果和支撐系統(tǒng)設(shè)計，評估軸心受力構(gòu)件的承載能力，以確保其安全性和可靠性。承載能力評估軸心受力構(gòu)件的整體穩(wěn)定性設(shè)計對軸心受力構(gòu)件的局部區(qū)域進行穩(wěn)定性分析，以確定其局部穩(wěn)定性。局部穩(wěn)定性分析根據(jù)局部穩(wěn)定性分析結(jié)果，對板件進行優(yōu)化設(shè)計，以提高其局部穩(wěn)定性。板件設(shè)計根據(jù)局部穩(wěn)定性分析結(jié)果和板件設(shè)計，設(shè)計合理的加勁肋，以提高構(gòu)件的局部穩(wěn)定性。加勁肋設(shè)計軸心受力構(gòu)件的局部穩(wěn)定性設(shè)計軸心受力構(gòu)件的實例分析04

實際工程中的軸心受力構(gòu)件案例橋梁結(jié)構(gòu)橋梁的橋墩、橋塔等部件通常采用軸心受力構(gòu)件，以承受橋梁的豎向荷載。高層建筑高層建筑的柱子通常采用軸心受力構(gòu)件，以承受建筑的自重和風荷載。輸電塔輸電塔的塔柱和拉線通常采用軸心受力構(gòu)件，以承受輸電線的拉力和塔的自重?；炷粱炷凛S心受力構(gòu)件具有較高的抗壓強度，但抗拉強度較低，容易開裂。鋼-混凝土組合構(gòu)件鋼-混凝土組合構(gòu)件結(jié)合了鋼材的塑性和混凝土的抗壓強度，具有較高的承載能力和穩(wěn)定性。鋼材鋼材具有良好的塑性和韌性，能夠承受較大的軸向壓力和彎曲。不同材料的軸心受力構(gòu)件性能對比123隨著新材料技術(shù)的發(fā)展，如碳纖維復合材料、高強度不銹鋼等，軸心受力構(gòu)件的性能將得到進一步提升。高性能材料的應(yīng)用通過智能化監(jiān)測技術(shù)，可以實時監(jiān)測軸心受力構(gòu)件的工作狀態(tài)和健康狀況，提高結(jié)構(gòu)的安全性和耐久性。智能化監(jiān)測與維護研究新型的連接和構(gòu)造技術(shù)，如新型焊接工藝、高強度螺栓連接等，以提高軸心受力構(gòu)件的承載能力和穩(wěn)定性。新型連接與構(gòu)造技術(shù)新型軸心受力構(gòu)件的研究與展望習題與思考05包括實腹式和格構(gòu)式兩類，以及它們在承受軸心力時的表現(xiàn)和設(shè)計要求。軸心受力構(gòu)件的類型和特點如何根據(jù)軸心力的大小和方向，選擇合適的截面形式和尺寸，以滿足強度、剛度和穩(wěn)定性要求。軸心受力構(gòu)件的截面設(shè)計包括彎扭失穩(wěn)和彎曲失穩(wěn)兩種情況，以及如何通過計算確定臨界力和臨界應(yīng)力。軸心受力構(gòu)件的整體穩(wěn)定性分析關(guān)注翼緣板和腹板在受力過程中的變形和應(yīng)力分布，以及如何通過限制板件寬厚比來保證局部穩(wěn)定性。軸心受力構(gòu)件的局部穩(wěn)定性分析本章重點回顧習題1給定一實腹式軸心受力構(gòu)件，已知其承受的軸心力為N=1000kN，長度為L=10m，材料的彈性模量為E=200GPa，截面慣性矩為I=1000cm4，求該構(gòu)件的臨界力和臨界應(yīng)力。習題3分析一實腹式軸心受力構(gòu)件在彎扭失穩(wěn)狀態(tài)下的臨界力和臨界應(yīng)力，并給出提高其抗彎扭失穩(wěn)能力的措施。習題4針對某一軸心受力構(gòu)件的截面設(shè)計，討論如何平衡強度、剛度和穩(wěn)定性要求，并給出相應(yīng)的截面尺寸和材料選擇建議。習題2設(shè)計一格構(gòu)式軸心受力構(gòu)件，要求能夠承受軸心力N=1500kN，長度為L=12m，截面高度為h=3m，材料為Q235鋼。試選擇合適的綴材形式和間距，并計算綴