剛結(jié)構(gòu)上第四章ppt課件(編輯修改稿)

　

【文章內(nèi)容簡介】 穩(wěn)定性 軸心受壓構(gòu)件的扭轉(zhuǎn)屈曲和彎扭屈曲 彎曲屈曲 扭轉(zhuǎn)屈曲 彎扭屈曲 一般而言，截面的形心和剪切中心重合時(shí)， 彎曲屈曲 和 扭轉(zhuǎn)屈曲 不會(huì)耦合； 單軸對稱截面，在繞非對稱軸失穩(wěn)時(shí)只發(fā)生 彎曲屈曲 ，但在繞對稱軸失穩(wěn)時(shí)，呈 彎扭屈曲 。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，兩端鉸支且翹曲無約束的桿件，其 扭轉(zhuǎn)屈曲臨界力 ，由下式計(jì)算： 式中 i0是截面關(guān)于剪心的極回轉(zhuǎn)半徑，其余符號(hào)的意義同第三章 。需要指出，這里的鉸支座應(yīng)能保證桿端不發(fā)生扭轉(zhuǎn)，否則臨界力將低于式 ()算得的值。引進(jìn)如下定義的 扭轉(zhuǎn)屈曲換算長細(xì)比 ?z () 1 2220???????? ??lEIGIiN tz??( 5) 1 222022???????? ???lEIGIiEANtzz????鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 1220 2 ( 4 .2 6 )2 5 . 7tzIIiAl?? ???? ???? 則 十字形截面因其沒有強(qiáng)、弱軸之分，并且扇性慣性矩為零，因而 于是 ?z= 規(guī)范規(guī)定：對于雙軸對稱十字形截面 ， 為了防止扭轉(zhuǎn)屈曲 ，其 ?x或 ?y不得小于 (其中 b/t為懸伸板件寬厚比 )。 ? ? 233202 34 ??????????????tbbtbtIIIAitptz?x x y y b t 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 單軸對稱截面繞對稱軸失穩(wěn)時(shí)呈彎扭屈曲。根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，開口截面的彎扭屈曲臨界力 Nxz ，可由下式計(jì)算： 式中 NEx為關(guān)于對稱軸 x的歐拉臨界力，其他符號(hào)的意義同前。引進(jìn)如下定義的彎扭屈曲換算長細(xì)比 ?xz： ? ?? ? ( 4 . 2 7 ) 020220 ???? eNNNNNi xzxzzxzEx( 8) 22xzxzEAN???圖 單軸對稱截面 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 代入式 ()， 得 規(guī)范規(guī)定：對于單軸對稱截面繞對稱軸的整體穩(wěn)定性校核 ， 要由 ()式計(jì)算換算長細(xì)比 ?xz ， 然后由換算長細(xì)比求得相應(yīng)的系數(shù) ?， 再由 ()式進(jìn)行整體穩(wěn)定性校核 。 ? ? ? ? ( 4 . 2 9 ) 142121 222020222222zxzxzxxz ie ??????????????? ??????鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)件長細(xì)比 截面為雙軸對稱或極對稱構(gòu)件： x x y y yoyyxoxx ilil ?? ??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： 懸伸板件寬厚比。或??tbtbyx ?? x x y y b t 截面為單軸對稱構(gòu)件： x x y y xoxx ilx ??軸：繞非對稱軸繞對稱軸 y軸屈曲時(shí)，一般為彎扭屈曲，其臨界力低于彎曲屈曲，所以計(jì)算時(shí)，以彎扭屈曲換算長細(xì)比 λyz代替 λy ，計(jì)算公式如下： 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 ? ? ? ? ? ?1222 2 2 2 2 2 2 2001 412y z y z y z y zei? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?????? ?2 2 202 2 2 20025 .7ztxyi A I I li e i i??? ??? ? ?。構(gòu)件，取或兩端嵌固完全約束的翹曲對兩端鉸接端部可自由扭轉(zhuǎn)屈曲的計(jì)算長度，；面近似取、十字形截面和角形截雙角鋼組合軋制、雙板焊接、形截面毛截面扇性慣性矩；對毛截面抗扭慣性矩；；扭轉(zhuǎn)屈曲的換算長細(xì)比徑；截面對剪心的極回轉(zhuǎn)半毛截面面積；距離；截面形心至剪切中心的式中：ytzlllIIIiAe0000)(T??????????????鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 y y （ a） A、 等邊單角鋼截面 ，圖（ a） 40 2202200 4 1 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當(dāng) 時(shí) ：當(dāng) 時(shí) ： 單角鋼截面和雙角鋼組合 T形截面可采取以下簡化計(jì)算 B、 等邊雙角鋼截面 ，圖（ b） y y b b （ b） 40 2202200 4 5 1 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當(dāng) 時(shí) ：當(dāng) 時(shí) ：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 C、 長肢相并的不等邊角鋼截面 ，圖（ c） 422 0 2 220220220 422 8 1 8 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當(dāng) 時(shí) :當(dāng) 時(shí) ：y y b2 b2 b 1 （ c） D、 短肢相并的不等邊角鋼截面 ，圖（ d） y y b 2 b1 b1 （ d） 1 0 1220110 4110 .5 60 .5 6 3 .7 15 2 .7y y z yyy y zb t l bltbb t l btb???????? ? ?????當(dāng) 時(shí) ， 近 似 取 ：當(dāng) 時(shí) ：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 u u b 當(dāng)計(jì)算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸（ u軸 )穩(wěn)定時(shí)，可按下式計(jì)算換算長細(xì)比，并按 b類截面確定?值： 40 2200000 .2 50 .6 9 10 .6 9 5 .4u u z uuu u zu u ubb t l bltbb t l btl i u??????? ? ????????當(dāng) 時(shí) ：當(dāng) 時(shí) ：式 中 ： ， 構(gòu) 件 對 軸 的 長 細(xì) 比 。 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。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 1. 無任何對稱軸且又非極對稱的截面 （單面連接的不等邊角鋼除外） 不宜用作軸心受壓構(gòu)件； 2. 單面連接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，考慮 強(qiáng)度折減系數(shù) 后，可不考慮彎扭效應(yīng)的影響； 3. 格構(gòu)式截面中的槽形截面分肢，計(jì)算其繞對稱軸（ y軸）的穩(wěn)定性時(shí)，不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，直接用 λ y查穩(wěn)定系數(shù)。 y y x x 實(shí)軸 虛軸 其他注意事項(xiàng)： 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接乘以系數(shù) ； 按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性： 等邊角鋼乘以系數(shù) +，且不大于 ； 短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) +，且不大 ； 長邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) ； 式中 ?=l0/i0，計(jì)算長度 l0取節(jié)點(diǎn)中心距離，i0為角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑， 當(dāng) λ 20時(shí)，取λ =20。 x x y0 y0 單角鋼的單面連接時(shí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的折減系數(shù)： 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。設(shè)計(jì)時(shí)為取得安全、經(jīng)濟(jì)的效果應(yīng)遵循以下原則。 截面設(shè)計(jì)原則 桿件在兩個(gè)主軸方向上的整體穩(wěn)定承載力盡量接近。因此盡可能使兩個(gè)方向的穩(wěn)定系數(shù)或長細(xì)比相等，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效果。 yxyx ???? ?? 在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠(yuǎn)離形心軸，以增大截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力和剛度。 167。 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。設(shè)計(jì)時(shí)為取得安全、經(jīng)濟(jì)的效果應(yīng)遵循以下原則。 截面設(shè)計(jì)原則 桿件在兩個(gè)主軸方向上的整體穩(wěn)定承載力盡量接近。因此盡可能使兩個(gè)方向的穩(wěn)定系數(shù)或長細(xì)比相等，以達(dá)到經(jīng)濟(jì)效果。 yxyx ???? ?? 在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠(yuǎn)離形心軸，以增大截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力和剛度。 167。 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 4. 制造省工 在現(xiàn)有型鋼不能滿足要求的情況下，充分利用工廠自動(dòng)焊接等現(xiàn)代化設(shè)備制作，盡量減少工地焊接，以節(jié)約成本保證質(zhì)量。 選用能夠供應(yīng)的鋼材規(guī)格。 一般選擇開敞式截面，便于與其他構(gòu)件進(jìn)行連接。 軸心受壓實(shí)腹柱宜采用雙軸對稱截面。不對稱截面的軸心壓桿會(huì)發(fā)生彎扭失穩(wěn)，往往不很經(jīng)濟(jì)。軸心受壓實(shí)腹柱常用的截面形式有工字形、管形、箱形等。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 . 截面選擇 NAf?? 設(shè)計(jì)截面時(shí)，首先要根據(jù)使用要求和上述原則選擇截面形式，確定鋼號(hào)，然后根據(jù)軸力設(shè)計(jì)值 N 和兩個(gè)主軸方向的計(jì)算長度（ l0x和 l0y） 初步選定截面尺寸。具體步驟如下： （ 2） 求截面兩個(gè)主軸方向所需的回轉(zhuǎn)半徑 ?0yyli ??0xxli ? （ 1） 確定所需的截面面積。 假定長細(xì)比 ?