第四章轴心受力构件本章内容:(1)轴心受力构件的强度和刚度(2)轴心受压构件的稳定(3)轴心受压柱的设计(4)柱脚的构造与计算本章重点：轴心受压构件的稳定本章难点：轴心受压构件的稳定理论实腹柱、格构柱的设计4.1概述图4.1轴心受力构件在工程中的应用轴心受力构件常用截面形式—实腹式、格构式(a)型钢(c)双角钢2.格构式构件的常用截面形式3、格构式构件缀材布置——缀条、缀板轴心受力构件的设计：承载能力的极限状态：轴心受拉构件—强度控制轴心受压构件—强度和稳定控制正常使用的极限状态：通过保证构件的刚度——限制其长细比4.2轴心受力构件的强度和刚度f—钢材强度设计值，；An—构件净截面面积a）构件净截面面积计算孔前传力摩擦型高强螺栓净截面强度：—构件计算长度项次三、轴心拉杆的设计[例4.1]图4.10所示一有中级工作制吊车的厂房屋架的双角钢拉杆，截面为2∟100×10，角钢上有交错排列的普通螺栓孔，孔径d=20mm。试计算此拉杆所能承受的最大拉力及容许达到的最大计算长度。钢材为Q235钢。查得2∟100×10,例4.2一块－400×20的钢板用两块拼接板－400×12进行拼接。螺栓孔径22mm，排列如图。钢板轴心受拉，N＝1350KN（设计值）。钢材为Q235钢，请问：(1)钢板1－1截面的强度够否？(2)是否还需要验算2－2截面的强度？假定N力在13个螺栓中平均分配，2－2截面应如何验算？(3)拼接板的强度是否需要验算？长细比较大且截面无削弱情况下，轴心受压构件一般不会因平均应力达到抗压强度设计值而丧失承载能力，因而不必进行强度计算，对轴心受压构件来说，确定构件截面的最重要因素是整体稳定4.3轴心受压构件的稳定理想轴心压杆：假定杆件完全挺直、荷载沿杆件形心轴作用,杆件在受荷之前无初始应力、初弯曲和初偏心,截面沿杆件是均匀的。此种杆件失稳,称为发生屈曲。屈曲形式:1)弯曲屈曲：只发生弯曲变形,截面绕一个主轴旋转；2)扭转屈曲：绕纵轴扭转;3)弯扭屈曲：即有弯曲变形也有扭转变形。弯曲屈曲：双轴对称截面，单轴对称截面绕非对称轴；扭转屈曲：十字形截面；弯扭屈曲：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）。欧拉临界应力当，，压杆进入弹塑性阶段。采用切线模量理论计算。(2)实际轴心受压构件eb)理想轴心压杆与实际轴心压杆承载能力比较轴心压杆即使面积相同,材料相同,但截面形式不同,加工条件不同,其残余应力影响也不同----既承载力不同,柱子曲线不同。图4.17我国的柱子曲线3.轴心受压构件的整体稳定计算计算轴心受压构件的整体稳定时，构件长细比应按照下列规定确定：截面为双轴对称或极对称的构件（弯曲屈曲）截面为单轴对称的构件对于单轴对称截面，除绕非对称轴x轴发生弯曲屈曲外，也有可能发生绕对称轴y轴的弯扭屈曲相同情况下，弯扭屈曲比绕y轴的弯曲屈曲的临界应力低对单轴对称截面，绕对称轴(设为y轴)的稳定应取考虑扭转效应的换算长细比λyZ代替λy（2）等边双角钢截面单轴对称的轴心压杆在绕非对称主轴以外任一轴失稳按照弯扭屈曲计算其稳定性，当计算等边角钢构件绕平行轴的稳定时，用下式计算换算长细比λuZ，并按b类截面确定[例4.2]验算轴心受压构件的强度、刚度和整体稳定性。Q235钢材，热轧型钢，Ⅰ32a，强轴平面内一端固定,一端铰接，柱高6m,N=980KN。二、局部稳定局部失稳图4.20轴心受压构件的局部失稳等稳定条件：保证板件的局部失稳临界应力不小于构件整体稳定的临界力。（1）翼缘（三边简支一边自由）（2）腹板（四边简支）轧制型钢翼缘和腹板一般都有较大厚度，宽(高)厚比相对较小，都能满足局部稳定要求，可不作验算焊接组合截面构件，一般采用限制板件宽(高)厚比办法来保证局部稳工字形截面板件宽(高)厚比限值T形截面板件宽(高)厚比限值箱形截面板件宽(高)厚比限值加强局部稳定的措施腹板不满足局部稳定要求时可设置加劲肋对大型截面的腹板，高厚比h0/tw较大，增大板厚不经济，可考虑利用其屈曲后强度，腹板中间部分退出工作，计算构件强度和稳定性时采用有效截面计算。但在计算构件长细比和整体稳定性系数时，仍用全部截面6000—460×164.4轴心受压柱的设计实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点截面选择的原则：2、截面设计(1)初选截面面积A(3)型钢构件由A、ix、iy选择型钢号，查几何值验算；焊接截面由ix、iy求两个方向的尺寸。表4.3各种截面回转半径的近似值④局部稳定验算当实腹柱的腹板计算高厚比h0/tw>80时，为了防止腹板在施工和运输过程中发生变形、提高柱的抗扭刚度，应设置成对的横向加劲肋，间距不得大于3h0当实腹柱的腹板因宽厚比大于规定限值需采用纵向加劲肋加强除工字形截面外，其余截面的