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4.1概述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4.2轴心受力构件的强度和刚度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[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,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。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。弹塑性屈曲4.3.3轴心受压构件稳定承载力的影响因素+无残余应力绕强轴x-x弯曲屈曲时的临界应力为:e1.实际轴心压杆的稳定曲线2.实际轴压构件的截面分类初始弯曲与初始偏心的影响规律相同,按概率理论两者同时取最大值的几率很小,工程中把初弯曲考虑为最大(杆长的千分之一)以兼并考虑初弯曲的影响;按弯曲失稳理论计算,考虑弯扭失稳的影响,同时考虑残余应力的影响.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4.21我国的柱子曲线4.3.5轴心受压构件的整体稳定计算[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。4.4实腹式轴心受压构件的局部稳定等稳定条件: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)腹板不满足局部稳定要求时可设置加劲肋6000—460×164.5轴心受压柱的设计4.5.1截面选择的原则:(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。附录各种截面回转半径的近似值④局部稳定验算4.5.3构造要求[例4.4]图4.26(a)所示为一管道支架,其支柱的设计压力为N=1600kN(设计值),柱两端铰接,钢材为Q235,截面无孔眼削弱。试设计此支柱的截面:①用普通轧制工字钢;②用热轧H型钢;③用焊接工字形截面,翼缘板为焰切边。y设λ=90,对x轴a类,对y轴b类,(2)截面验算2.轧制H型截面(2)截面验算设λ=60,参照H型截面,翼缘2-250×14,腹板-250×8(2)整体稳定和长细比验算翼缘板:4.6格构式轴心受压柱的整体稳定计算X2、格构柱绕虚轴的换算长细比(1)双肢缀条柱A1–两个缀条截面面积。λ1——分肢长细比,λ1=l01/i1;i1——分肢弱轴的回转半径;l01——缀板间净距。(1)轴心受压格构柱的横向剪力内力:弯曲可能或左或右,剪力方向变化,缀条或拉或压。Θ强度折减单角钢有偏心,受压时产生扭转。Θ横缀条交叉缀条体系:按承受压力N=V1计算;单系缀条体系:主要为减小分肢计算长度,取和斜缀条相同的截面。a)确定剪力c)计算缀板的强度和连接由缀板柱:设λ1设计时注意:沿柱身8m或9b设置图4.34柱的横隔(e)(1)对实轴验算整体稳定性验算对虚轴的稳定性(3)缀板和横隔一侧剪力图4.36缀板柱简图荷载:梁支承加劲肋柱翼缘。调整定位后,用螺栓固定。荷载:梁支承加劲肋柱翼缘。调整定位后,用螺栓固定。荷载:突缘加劲肋短肋腹板设隔板---支撑顶板图4.37梁与柱的铰接连接4.7.2柱脚图4.38平板式铰接柱脚①底板的面积③单位宽度上的最大弯矩按悬臂梁计算,验算抗弯和抗剪强度靴高--与柱边连接所需焊缝长度决定[例4.5]设计柱脚。轴心压力设计值为1700kN,柱脚钢材为Q235钢,焊条E43型。基础砼采用C15,其抗压强度设计值fc=7.2N/mm2。[解]底板的区格有三种,现分别计算其单位宽度的弯矩。2、隔板计算设3、靴梁计算靴梁与底板的连接焊缝和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的压力,设焊缝的焊脚尺寸均为。a)净截面面积b)摩擦型高强螺栓连接的构件2、刚度计算3、整体稳定计算(1)翼缘(三边简支一边自由)(2)腹板(四边简支)(3)型钢构件由A、ix、iy选择型钢号,(4)确定截面的初选尺寸,b、t;h0、tw.(2)按对虚轴(x-x轴)的整体确定两分肢的距离。