軸心受力構(gòu)件例題

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1、軸心受拉構(gòu)件?初始缺陷對拉桿承載力的影響：?對軸心受拉構(gòu)件，初彎曲和殘余應(yīng)力等初始缺陷不會影響其承載力。因?yàn)橛谐鯊澢睦瓧U受拉后會逐漸拉直；殘余應(yīng)力是在截面上互相平衡，只要鋼材具有一定的塑性，外力使整個(gè)截面達(dá)到屈服后，拉、壓殘余應(yīng)力就自行抵消。對有孔拉桿，孔洞邊緣存在應(yīng)力集中，但如果應(yīng)力高峰處材料屈服后應(yīng)變增大而不斷裂，應(yīng)力就會逐漸平緩。由此可見，殘余應(yīng)力和應(yīng)力集中不降低拉桿的靜力強(qiáng)度都是依靠鋼材的塑性達(dá)到的，所以，鋼材的塑性性能對鋼結(jié)構(gòu)十分重要。?計(jì)算：?根據(jù)承載能力的極限狀態(tài)，毛截面屈服時(shí)，桿

2、件伸長很大，達(dá)到“不適于繼續(xù)承載的變形”；而凈截面只是桿件的局部區(qū)域，達(dá)到屈服時(shí)整個(gè)桿件變形不大，不會影響繼續(xù)承載，因而凈截面達(dá)到鋼材的抗拉強(qiáng)度才是極限狀態(tài)。?所以，很多國家對軸心拉桿都是按“毛截面屈服”和“凈截面拉斷”的準(zhǔn)則進(jìn)行計(jì)算。毛截面屈服Nfy????f的計(jì)算式：A?R凈截面斷裂的計(jì)算式：Nfu?Rfufyfu???????0.8fA??f?fnRuRuyRyNfy為方便設(shè)計(jì)，我國規(guī)????fA?范按凈截面屈服計(jì)算：nR毛截面屈服Nfy????f的計(jì)算式：A?RγR抗力分項(xiàng)系數(shù)；對Q235

3、鋼，γR=1.087；對Q345、Q390、Q420鋼，γR=1.111。凈截面斷裂的計(jì)算式：Nfu?Rfufyfu???????0.8fA??f?fnRuRuyRy由于凈截面的孔眼附近應(yīng)力集中較大，容易首先出現(xiàn)裂縫，所以其抗力分項(xiàng)系數(shù)應(yīng)予提高。取γ/γ=0.8，即γ比γ增大25%。uRRURRNfy????fA?RNfu?Rfufyfu???????0.8fA??f?fnRuRuyRy現(xiàn)行國標(biāo)GB50017-2003為了簡化計(jì)算，采用了Nfy????f凈截面處應(yīng)力不超過屈A?nR服強(qiáng)度的計(jì)算方法

4、，即對規(guī)范推薦的Q235、Q345、Q390、Q420鋼來說，其屈強(qiáng)比均小于或很接近0.8，因此偏于安全。若采用屈強(qiáng)比大于0.8的鋼材，宜用公式（1）、（2）計(jì)算。高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接，依靠摩擦面上的摩擦力傳遞荷載。摩擦力分布在每個(gè)螺栓中心附近的有效摩擦面上。有效摩擦面的直徑為3d以上。計(jì)算時(shí)假定每個(gè)螺栓有效摩擦面均勻受力，則驗(yàn)算板件最外列螺栓處凈截面強(qiáng)度時(shí)，一部分力在孔前已由有效摩擦面上的摩擦力傳給另一個(gè)板件，凈截面處的力已減小為：凈截面處的力已減小為：??N?nn11???NN????????

5、10.5????nn?2???因此高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接的母材鋼板截面驗(yàn)算，至少需要驗(yàn)算2個(gè)截面?！纠}】圖示高強(qiáng)度摩擦型連接，鋼材為Q235-A，8.8級M20螺栓，螺栓孔徑?0=21.5??，?=0.45，承受永久荷載標(biāo)準(zhǔn)值???=35??，可變荷載標(biāo)準(zhǔn)值???=210??。設(shè)計(jì)此螺栓連接。【解】1、設(shè)計(jì)連接螺栓。該連接承受軸心拉力設(shè)計(jì)值：?=?.?×??+?.?×???=?????單栓預(yù)拉力?=?????，單栓抗剪承載力：??=?.????=?.?×?×?.??×?????=???.???需要

6、螺栓數(shù)目：?=????=??????.?=?.??，取?=??！究碱}】下圖所示普通栓釘連接由于栓釘孔對截面的削弱，可能控制承載能力的截面（控制截面）有哪些？大家務(wù)必弄清楚這道題！【解】1-1截面和2-2截面(對被連構(gòu)件，即主板)、4-4截面(對拼接板).2、驗(yàn)算母材及蓋板。因?yàn)樯w板寬度與主連接板相同，兩蓋板厚度之和與主板相同，故只需驗(yàn)算主板。凈截面面積：??=??????=??×?.???×?.??×?.?=??.?????????=???.????凈截面強(qiáng)度：????×???=???.?××??

7、?.??×?=???.????

8、穩(wěn)。并非所有的結(jié)構(gòu)在屈曲時(shí)都立即喪失承載能力，因此，如果著眼于研究結(jié)構(gòu)的極限承載能力，可依屈曲后性能分為如下三類:采用最大強(qiáng)度準(zhǔn)則的逆算單元長度法，共計(jì)算出了200多條軸心受壓柱子曲線，選出其中96條曲線作為歸納多條柱子曲線的依據(jù)。采用的計(jì)算假定為：軸壓構(gòu)件計(jì)算基本假設(shè)：（1）初彎曲為??=?????（2）殘余應(yīng)力共選用了13種模式，如圖所示。（3）假定材料為理想彈塑性體，殘余應(yīng)力沿桿長各截面分布相同，未考慮應(yīng)力退降的影響。（4）未計(jì)及初偏心和構(gòu)件自重的影響；按兩端鉸接考慮端部約束