1、鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件122222222220014 12yzyzyzyzei 222022220025.7ztxyi AIIlieii。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(jì)計(jì)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

2、抗扭扭慣慣性性矩矩；扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)屈屈曲曲的的換換算算長長細(xì)細(xì)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 鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 截面的抗扭慣性矩。 當(dāng)截面由幾個(gè)狹長短形板組成時(shí)(如工字形、T形、槽形、角形等)，可由下式計(jì)算：niiittbkI133tI式中： 、 任意矩形板的寬度和厚度； 考慮連接處的有利影響系數(shù)，其值由

3、試驗(yàn)確定。 對角形截面可取 1.0；T形截面 1.15；槽 形截面 1.12；工字形截面 1.25。ibitkkkkk鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Struc

4、ture第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件例例4.1 某焊接組合工字形截面軸心受壓構(gòu)件的截面尺寸如圖某焊接組合工字形截面軸心受壓構(gòu)件的截面尺寸如圖所示，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值包括自重所示，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值包括自重N=2000kN，計(jì)算，計(jì)算長度長度l0 x=6m ，l0y=3m，翼緣鋼板為火焰切割邊，鋼材為，翼緣鋼板為火焰切割邊，鋼材為Q345，f=315N/mm2，截面無削弱，試計(jì)算該軸心受壓構(gòu)件，截面無削弱，試計(jì)算

5、該軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。的整體穩(wěn)定性。-2508-25012yyxx鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件33841250 274242 2501.1345 10 mm12xI 2250 122250 88000mmA 慣性矩：慣性矩：3374112 2502250 83.126 10 mm12yI 回轉(zhuǎn)半徑：回轉(zhuǎn)半徑：81.1345 10119.1mm8000 xxIiA73.126 1062.5mm8000yyIiA1、截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算、截面及

6、構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算長細(xì)比：長細(xì)比：4 .501 .1196000 xxxil0 .485 .623000yyyil-2508-25012yyxx截面面積截面面積鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件扇形慣性矩：扇形慣性矩：極回轉(zhuǎn)半徑：極回轉(zhuǎn)半徑：2、判斷是否由扭轉(zhuǎn)屈曲控制、判斷是否由扭轉(zhuǎn)屈曲控制扭轉(zhuǎn)屈曲扭轉(zhuǎn)屈曲的換算長的換算長細(xì)比：，細(xì)比：，-2508-25012yyxx截面的抗扭慣性矩：截面的抗扭慣性矩：4337 .282 . 12528 . 025325.

7、 1cmIt6532210365. 510126. 342 .264cmIhIy222222207 .18044.1325. 69 .11cmiiiyx2 .457 .257 .283005365007 .180807 .252220tzIlIAixyz，故該構(gòu)件由彎曲屈曲控制設(shè)計(jì)。故該構(gòu)件由彎曲屈曲控制設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件3、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算yx查表得：查表得：802. 0223/315/9 .3118000802.

8、0102000mmNfmmNAN滿足整體穩(wěn)定性要求。滿足整體穩(wěn)定性要求。其整體穩(wěn)定承載力為：其整體穩(wěn)定承載力為：kNNAfNc202020200003158000802. 01 .612353454 .50235yxf截面關(guān)于截面關(guān)于x軸和軸和y軸都屬于軸都屬于b類，而類，而 ，故，故鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件例例4.2 某焊接某焊接T形截面軸心受壓構(gòu)件的截面尺寸如右圖所示，形截面軸心受壓構(gòu)件的截面尺寸如右圖所示，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值包括自重承受軸

9、心壓力設(shè)計(jì)值包括自重N=2000kN，計(jì)算長度，計(jì)算長度l0 x=l0y=3m，翼緣鋼板為火焰切割邊，鋼材為，翼緣鋼板為火焰切割邊，鋼材為Q345，f=315N/mm2，截面無削弱，試計(jì)算該軸心受壓構(gòu)件的整體，截面無削弱，試計(jì)算該軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。y-2508-25024ycyxx鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件1、截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算、截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算2250 24250 88000mmA 截面重心：截面重心：250 8 (1

10、25 12)34.25mm8000cy 截面面積：截面面積：32327411250 24250 24 34.258 2501212250 8 (12522.25)3.886 10 mmxI 慣性矩：慣性矩：3374124 250250 83.126 10 mm12yI y-2508-25024ycyxx鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件y-2508-25024ycyxx回轉(zhuǎn)半徑：回轉(zhuǎn)半徑：73.126 1062.5mm8000yyIiA73886 106

11、9.7mm8000 xxIiA長細(xì)比：長細(xì)比：30004862.5yyyli30004369.7xxxli222222200234.2569.762.59937mmxyieii2、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算、整體穩(wěn)定性驗(yàn)算因?yàn)槔@因?yàn)槔@y軸屬于彎扭失穩(wěn)，必須計(jì)算換算長細(xì)比軸屬于彎扭失穩(wěn)，必須計(jì)算換算長細(xì)比 yz 因因T形截面的剪力中心在翼緣板和腹板中心線的交點(diǎn)，所形截面的剪力中心在翼緣板和腹板中心線的交點(diǎn)，所以剪力中心距形心的距離以剪力中心距形心的距離e0等于等于yc。即：。即：鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Struc

12、ture第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件對于對于T形截面形截面 I 02220625.7 9937 800025.71709.661.195 10zti AIIl122222222202011()4 152.4522yzyzyzyzei yzx截面關(guān)于截面關(guān)于x軸和軸和y軸均屬于軸均屬于b類，類，查表得：查表得：0.78834552.4563.55235235yyzf463310195. 1825024250315. 1mmIt鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)

13、件軸心受力構(gòu)件3222000 10317N/mm315N/mm0.788 8000NfA滿足整體穩(wěn)定性要求，不超過滿足整體穩(wěn)定性要求，不超過5。其整體承載力為：其整體承載力為：0.788 8000 3151986kN2000kNcNAfN從以上兩個(gè)例題可以看出，例題從以上兩個(gè)例題可以看出，例題4.24.2的截面只是把例題的截面只是把例題4.14.1的工字形的工字形截面的下翼緣并入上翼緣，因此兩種截面繞腹板軸線的慣性矩和長截面的下翼緣并入上翼緣，因此兩種截面繞腹板軸線的慣性矩和長細(xì)比是一樣的。只因例題細(xì)比是一樣的。只因例題4.24.2的截面是的截面是T T形截面，在繞對稱軸失穩(wěn)時(shí)形截面，在繞對稱

14、軸失穩(wěn)時(shí)屬于彎扭失穩(wěn)，使臨界應(yīng)力設(shè)計(jì)值有所降低。屬于彎扭失穩(wěn)，使臨界應(yīng)力設(shè)計(jì)值有所降低。鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件例例4.3 如圖所示一管道支架，其支柱的設(shè)計(jì)壓力為如圖所示一管道支架，其支柱的設(shè)計(jì)壓力為N1600kN設(shè)計(jì)值），柱兩端鉸接，鋼材為設(shè)計(jì)值），柱兩端鉸接，鋼材為Q235，截面無孔削弱，截面無孔削弱 ，試，試設(shè)計(jì)此支柱的截面：設(shè)計(jì)此支柱的截面：用普通軋制工字鋼，用普通軋制工字鋼，用熱軋用熱軋H型鋼，型鋼，焊接工字形截面，翼緣板為火焰切割邊

15、。焊接工字形截面，翼緣板為火焰切割邊。xxxxyyyy解：支柱在兩個(gè)方向的計(jì)算長解：支柱在兩個(gè)方向的計(jì)算長度不相等故取圖中所示的截面度不相等故取圖中所示的截面朝向，將強(qiáng)軸順朝向，將強(qiáng)軸順x軸方向，弱軸方向，弱軸順軸順y軸方向，這樣柱軸在兩軸方向，這樣柱軸在兩個(gè)方向的計(jì)算長度分別為個(gè)方向的計(jì)算長度分別為l0 x=600cml0y=300cm鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件1.初選截面初選截面一、熱軋工字鋼一、熱軋工字鋼90235yf查附表得查附表得714

16、. 0 xy0.621查附表得查附表得322min160010119.8cm0.62121510NAfcm67.6906000 xxlicm33.3903000yyli鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2、截面驗(yàn)算、截面驗(yàn)算 15026.2701.22600 x0 xxil 15034.9418.3300y0yyil滿足要求滿足要求鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel St

17、ructure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2223mm/N215mm/N84.1991038.1355914.0101600fANyyyy94.344.20.5916235f由，查附表得xy故整體穩(wěn)定性滿足要求。故整體穩(wěn)定性滿足要求。鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件1、初選截面、初選截面二、熱軋二、熱軋H型鋼型鋼60235yf807. 0查附表得查附表得223cm2 .9210215807.0101600fNAcm0 .10606000 xx

18、licm0 .5603000yyli鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2、截面驗(yàn)算、截面驗(yàn)算 1506 .558 .10600 x0 xxil 1507 .4729.6300y0yyil故剛度滿足要求故剛度滿足要求鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2223mm/N215mm/N12.2091018.9283. 01

19、01600fANyxxx55.64.20.83235f由，查附表得6 .55x類，故取長細(xì)比較大值值均屬軸軸和因?qū)yx故整體穩(wěn)定性滿足要求故整體穩(wěn)定性滿足要求鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件1、初選截面、初選截面三、焊接工字鋼三、焊接工字鋼60235yf807.0查附表得查附表得3221600 1092.2cm0.807215 10NAfcm0 .10606000 xxlicm0 . 5603000yyli鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles

20、of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件cm2343. 0100.43xihcm2124. 0524. 0yib查附錄對工字形截面查附錄對工字形截面根據(jù)根據(jù)h=23cm，b=21cm，和計(jì)算的，和計(jì)算的A=92.2cm2， 設(shè)計(jì)截面如下圖。設(shè)計(jì)截面如下圖。這一步，不同設(shè)計(jì)者的差別較大。估計(jì)的尺寸這一步，不同設(shè)計(jì)者的差別較大。估計(jì)的尺寸h、b只是一個(gè)參考，只是一個(gè)參考，給出一個(gè)量的概念。設(shè)計(jì)者可根據(jù)鋼材的規(guī)格與經(jīng)驗(yàn)確定截面尺寸。給出一個(gè)量的概念。設(shè)計(jì)者可根據(jù)鋼材的規(guī)格與經(jīng)驗(yàn)確定截面尺寸。433cm3645

21、8 .025254 .12121yI433cm13250252 .248 .2725121xI鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件cm36.6903645AIiyycm13.129013250AIixx故剛度滿足要求故剛度滿足要求（1剛度和整體穩(wěn)定驗(yàn)算剛度和整體穩(wěn)定驗(yàn)算2、截面驗(yàn)算、截面驗(yàn)算 15046.4913.12600 xoxxil 15009.4737.6300yoyyil鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel Structu

22、rePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件3222160010207/ mm215/ mm0.8599010NNfNAyxxx49.464.20.859235f由，查附表得46.49x類，故取長細(xì)比較大值值均屬軸軸和因?qū)yx故整體穩(wěn)定性滿足要求故整體穩(wěn)定性滿足要求59.1423523556.491 .0109 .814282501tb（2局部整體穩(wěn)定驗(yàn)算局部整體穩(wěn)定驗(yàn)算75.4923523556.495 . 02525.3182500wth故局部穩(wěn)定性滿足要求故局部穩(wěn)定性滿足要求鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Ste

23、el StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件比較上面三種截面面積比較上面三種截面面積熱軋工字型鋼：熱軋工字型鋼： A135.38cm2 熱軋熱軋H型鋼：型鋼：A=92cm2 組合工字鋼：組合工字鋼：A=90cm2鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件例例4.4 某廠房柱，某廠房柱， l0 xl0y 6m，承受軸心，承受軸心壓力設(shè)計(jì)值壓力設(shè)計(jì)值N1600kN，鋼材為，鋼材為Q235B，

24、f215N/mm2，擬采用格構(gòu)式柱（，擬采用格構(gòu)式柱（ x為虛軸，為虛軸，y 為為實(shí)軸），柱肢采用熱軋槽鋼，試設(shè)計(jì)此柱。實(shí)軸），柱肢采用熱軋槽鋼，試設(shè)計(jì)此柱。xyxyb1128b1、按實(shí)軸、按實(shí)軸y軸的穩(wěn)定條件確定分肢截面尺寸軸的穩(wěn)定條件確定分肢截面尺寸一、綴條柱設(shè)計(jì)一、綴條柱設(shè)計(jì)設(shè)設(shè)y 60，對實(shí)軸按，對實(shí)軸按b類查附表類查附表4.2807.02 .460235yyyy得，查附表由f鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2cm9210215807.0101

25、60023fNAcm10606000yylixyxyb1128b查附表，初選查附表，初選228b ,其截面特征為：其截面特征為：A245.62=91.24cm2，iy10.5910.6cm，y02.02cm，i12.3cm，I1241.5cm4鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件對實(shí)軸整體穩(wěn)定驗(yàn)算對實(shí)軸整體穩(wěn)定驗(yàn)算825.02 .46 .566 .10600yil得得查查附附表表y0yy223ymm/N215mm/N2139124825. 0101600A

26、N滿足要求滿足要求825.02 .46 .566 .10600yil得得查查附附表表y0yy鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2、按雙軸等穩(wěn)定原則確定兩分肢間距、按雙軸等穩(wěn)定原則確定兩分肢間距初選綴條規(guī)格為初選綴條規(guī)格為L454，一個(gè)角鋼的截面面積為：一個(gè)角鋼的截面面積為：A13.486cm2 ，前后兩平面綴條總面積：前后兩平面綴條總面積：A1x23.4866.97cm2 4 .5397.624.91276 .562721x2yxAAcm24.1153.

27、4600 x0 xxlixyxyb1128b由表由表4.6得得ix0.44b則則b11.24/0.4425.54cm，取，取b 270mm則兩槽鋼翼緣間凈間距則兩槽鋼翼緣間凈間距270-284102mm100mm鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件對虛軸的整體穩(wěn)定驗(yàn)算對虛軸的整體穩(wěn)定驗(yàn)算24x2722.022241.545.6212509cm2Ixx1250911.7cm91.24IiA回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑繞虛軸的換算長細(xì)比繞虛軸的換算長細(xì)比0 xxx6005

28、1.2811.7li220 xx1x2791.242751.2854.616.97AAxyxyb1128b鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件y0 x0 xx54.614.20.835235f由，查附表得故整體穩(wěn)定性滿足要求故整體穩(wěn)定性滿足要求剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算 15069.56max滿足要求滿足要求3、單肢穩(wěn)定驗(yàn)算、單肢穩(wěn)定驗(yàn)算設(shè)設(shè)45，那么，那么 b-2y0=27-22.02=22.96cm，單肢長細(xì)比，單肢長細(xì)比111222.9619.960.756.

29、6939.682.3li滿足規(guī)范規(guī)定，無須驗(yàn)算分肢剛度、強(qiáng)度和整體穩(wěn)定；滿足規(guī)范規(guī)定，無須驗(yàn)算分肢剛度、強(qiáng)度和整體穩(wěn)定；分肢采用型鋼，也不必驗(yàn)算其局部穩(wěn)定。分肢采用型鋼，也不必驗(yàn)算其局部穩(wěn)定。y0 x0 xx54.614.20.835235f由，查附表得223ymm/N215mm/N88.2109124835. 0101600AN鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件柱的剪力柱的剪力4、綴條設(shè)計(jì)、綴條設(shè)計(jì) N23078235235852151024.9123

30、5852ymaxfAfV每肢斜綴條的內(nèi)力每肢斜綴條的內(nèi)力max110/ 22307816321Nsinsin2sin45VVN單根綴條截面面積為單根綴條截面面積為A13.486cm2 ，最小回轉(zhuǎn)半徑，最小回轉(zhuǎn)半徑i0.89cm 長細(xì)比長細(xì)比01122.9636.5cos0.890.707llii查表截面為查表截面為b類，查附表得：類，查附表得： 0.912鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件00.60.00150.60.001536.50.6548折減系數(shù)

31、，綴條采用等邊角鋼時(shí)折減系數(shù)，綴條采用等邊角鋼時(shí)211201632151.34N/mm0.912348.60.6548215140.78N/mmNAf鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件1、按實(shí)軸的穩(wěn)定條件確定分肢截面尺寸、按實(shí)軸的穩(wěn)定條件確定分肢截面尺寸二、綴板柱設(shè)計(jì)二、綴板柱設(shè)計(jì)與綴條柱相同，選用與綴條柱相同，選用228bA91.24cm2，iy10.5910.6cm，y02.02cm，i12.3cm，I1242.1cm4xyxyb1128b2、按雙軸

32、等穩(wěn)定原則確定分肢間距、按雙軸等穩(wěn)定原則確定分肢間距因?yàn)橐驗(yàn)?y56.6，按規(guī)范規(guī)定，按規(guī)范規(guī)定10.5 y0.556.628.3且且140，取，取 128.3。那么。那么493 .286 .5622212yx鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件由表由表4.6得得ix0.44b則則b12.2/0.4427.7cm，取，取b 28cm。兩槽鋼翼緣間凈距兩槽鋼翼緣間凈距:280-284112mm100mmcm2 .1249600 x0 xxlixyxyb112

33、8b42xcm13579202. 222862.451 .2422I鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2 .4912.2600 x0 xxilcm2 .1224.9113579xxAIi回轉(zhuǎn)半徑回轉(zhuǎn)半徑8 .563 .282 .4922212x0 x824.02 .48 .56235x0 xy0 x得得，查查附附表表由由f2223mm/N215mm/N7 .2131024.91824. 0101600fAN故整體穩(wěn)定性滿足要求故整體穩(wěn)定性滿足要求824.

34、02 .48 .56235x0 xy0 x得得，查查附附表表由由f鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算 1508 .56max滿足要求滿足要求3、單肢穩(wěn)定滿足要求、單肢穩(wěn)定滿足要求 4、綴板設(shè)計(jì)、綴板設(shè)計(jì) 綴板凈距綴板凈距011 12.3 28.365cmli選用選用2006。，采用cm58cm58206511ll分肢線剛度：分肢線剛度：311185. 2851 .242cmlIK鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel

35、 StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件兩側(cè)綴板線剛度之和：兩側(cè)綴板線剛度之和：綴板內(nèi)力綴板內(nèi)力N23078235235852151024.91235852ymaxfAfVN1009.46 .239285023078411b1alVVmax12VV 611123078 8504.90 10 N mm222blMV3133b15689.333206121296.231cmKcmaIKb鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure

36、第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2226N/mm215N/mm5 .12262006109 . 4fWM2v24bbb1N/mm125N/mm1 .5162001009. 45 . 15 . 1fthV計(jì)算綴板強(qiáng)度計(jì)算綴板強(qiáng)度滿足要求滿足要求5、綴板焊縫計(jì)算略）、綴板焊縫計(jì)算略）鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件小結(jié)小結(jié)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2、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度3、軸心受壓構(gòu)

37、件的整體穩(wěn)定、軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定4、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的計(jì)算、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的計(jì)算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4、實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)、實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)7、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件4.1 軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用及截面形式軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用及截面形式實(shí)腹式構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件實(shí)腹式構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件格構(gòu)式構(gòu)件實(shí)軸和虛軸實(shí)軸和虛軸綴條和綴板綴條和綴板

38、軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)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(qiáng)度強(qiáng)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(qiáng)度強(qiáng)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)）軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)軸心受力構(gòu)件的設(shè)計(jì)鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件4.2 4.2 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度NfA（4.2.1）軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算軸心

39、受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算1. 1. 截面無削弱截面無削弱2. 有孔洞等削弱有孔洞等削弱nNfA（4.2.2）軸心受力構(gòu)件采用螺栓連接時(shí)最危險(xiǎn)凈截面的計(jì)算軸心受力構(gòu)件采用螺栓連接時(shí)最危險(xiǎn)凈截面的計(jì)算軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算正常使用極限狀態(tài)）軸心受力構(gòu)件的剛度計(jì)算正常使用極限狀態(tài)）)(max0maxil（4.2.4）鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件4.3 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1、彈性彎曲屈曲、

40、彈性彎曲屈曲222cr2220EIEIEANll22EEEAN2、彈塑性彎曲屈曲、彈塑性彎曲屈曲22ttcr220E IE ANl22tcrE鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件3、柱子曲線、柱子曲線鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件力學(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

41、應(yīng)力影響下短柱的、殘余應(yīng)力影響下短柱的 曲線曲線殘余應(yīng)力對短柱應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響是：降低了構(gòu)件的比例極限；當(dāng)外殘余應(yīng)力對短柱應(yīng)力應(yīng)變曲線的影響是：降低了構(gòu)件的比例極限；當(dāng)外荷載引起的應(yīng)力超過比例極限后，殘余應(yīng)力使構(gòu)件的平均應(yīng)力應(yīng)變曲線荷載引起的應(yīng)力超過比例極限后，殘余應(yīng)力使構(gòu)件的平均應(yīng)力應(yīng)變曲線變成非線性關(guān)系，同時(shí)減小了截面的有效面積和有效慣性矩，從而降低了變成非線性關(guān)系，同時(shí)減小了截面的有效面積和有效慣性矩，從而降低了構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。=N/A=N/A0fyfyfpfprcrcfy-rcfy-rcABC鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel Struc

42、turePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2 2、殘余應(yīng)力對構(gòu)件穩(wěn)定承載力的影響、殘余應(yīng)力對構(gòu)件穩(wěn)定承載力的影響IIEIIlEIlEINecreecr 222222 fy0cryf歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線crxcrxcrycryEE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鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件構(gòu)件幾何缺陷對軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲影響構(gòu)件幾何缺陷對軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲影響1 1

43、、構(gòu)件初彎曲初撓度的影響、構(gòu)件初彎曲初撓度的影響0.50v0=3mm1.0Ym/0v0=1mmv0=0ENNABBA有初彎曲的軸心受壓構(gòu)件的荷載撓度曲線如圖，具有以下特點(diǎn)：有初彎曲的軸心受壓構(gòu)件的荷載撓度曲線如圖，具有以下特點(diǎn)： y y和和Y Y與與0 0成正比，隨成正比，隨N N的增大而加速增大；的增大而加速增大； 初彎曲的存在使初彎曲的存在使壓桿承載力低于歐拉臨界力壓桿承載力低于歐拉臨界力NENE；當(dāng)；當(dāng)y y趨于無窮時(shí)，趨于無窮時(shí)，N N趨于趨于NE NE fyfy0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x xx xy yy y0

44、1000lcrcr鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件4.4 實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定a、b、c、d四條柱子曲線四條柱子曲線鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算公式實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算公式y(tǒng)crcrRyRfNfAfNfA即：軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)

45、件長細(xì)比軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)件長細(xì)比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2 2、截面為單軸對稱構(gòu)件、截面為單軸對稱構(gòu)件3、單角鋼截面和雙角鋼組合、單角鋼截面和雙角鋼組合T形截面可采取簡化計(jì)算形截面可采取簡化計(jì)算4、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、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(shí)，應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算其穩(wěn)定性。穩(wěn)時(shí)，應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算其穩(wěn)定性。鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件4.5 軸心受壓實(shí)

46、腹構(gòu)件的局部穩(wěn)定軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的局部穩(wěn)定1 均勻受壓板件的屈曲均勻受壓板件的屈曲22crcr212(1)NEtktbc（4.5.8）22cr212(1)kEtbc （4.5.1）板在彈性階段的臨界應(yīng)力表達(dá)式為：板在彈性階段的臨界應(yīng)力表達(dá)式為：考慮塑性發(fā)展的臨界應(yīng)力表達(dá)式：考慮塑性發(fā)展的臨界應(yīng)力表達(dá)式：鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件2 軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定的計(jì)算方法軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定的計(jì)算方法實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)滿足實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)

47、滿足 yfcr我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范用限制板件寬厚比的方法來實(shí)現(xiàn)局部穩(wěn)定的設(shè)我國鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范用限制板件寬厚比的方法來實(shí)現(xiàn)局部穩(wěn)定的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。計(jì)準(zhǔn)則。(100.1 ) 235/ybft翼緣翼緣ywfth/235)5 . 025(0腹板腹板工字形截面工字形截面鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件1 截面設(shè)計(jì)原則截面設(shè)計(jì)原則等穩(wěn)定性原則等穩(wěn)定性原則寬肢薄壁寬肢薄壁4.4 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)制造省工制造省工連接方便連接方便2.

48、截面選擇截面選擇NAf（2求截面兩個(gè)主軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑求截面兩個(gè)主軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑0yyli 0 xxli 鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件對于型鋼截面，根據(jù)對于型鋼截面，根據(jù)A A、ixix、iyiy查型鋼表，可選擇型鋼的型號查型鋼表，可選擇型鋼的型號附錄附錄8 8）。對于焊接組合截面，根據(jù)截面的回轉(zhuǎn)半徑求截面輪廓尺寸）。對于焊接組合截面，根據(jù)截面的回轉(zhuǎn)半徑求截面輪廓尺寸，即求高度，即求高度h h和寬度和寬度b b 。（查。（查P394P39

49、4附錄附錄5 5）12;yxiihb（3 3確定截面各板件尺寸確定截面各板件尺寸 對于焊接組合截面，由對于焊接組合截面，由 A A 和和 h h、b b ，根據(jù)構(gòu)造要求、局部，根據(jù)構(gòu)造要求、局部穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面所有其余尺寸。穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面所有其余尺寸。 h0和和b宜取宜取10mm的倍數(shù)，的倍數(shù)，t和和tw宜取宜取2mm的倍數(shù)且應(yīng)符合鋼板規(guī)的倍數(shù)且應(yīng)符合鋼板規(guī)格，格，tw應(yīng)比應(yīng)比t小，但一般不小于小，但一般不小于4mm。鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四

50、章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件3 截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算（1強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算 N 軸心壓力設(shè)計(jì)值；軸心壓力設(shè)計(jì)值； An 壓桿的凈截面面積；壓桿的凈截面面積； f 鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。 nNfA（4.2.2）（2 2剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算 max0maxil（4.2.4）鋼結(jié)構(gòu)原理鋼結(jié)構(gòu)原理 Principles of Steel StructurePrinciples of Steel Structure第四章第四章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件N軸心壓力設(shè)計(jì)值，軸心壓力設(shè)計(jì)值， A構(gòu)件毛截面面積，構(gòu)件毛截面面積，材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度材料設(shè)計(jì)強(qiáng)度軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。按不同公式計(jì)算。與截面類型、軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。按不同公式計(jì)算。與截面類型、構(gòu)件長細(xì)比構(gòu)件長細(xì)比、所用鋼種有關(guān)、所用鋼種有關(guān) 。 （3 3整體穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算fAN（4.4