軸向受力構(gòu)件柱.ppt

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1、第六章軸向受力構(gòu)件-柱一、軸向受力構(gòu)件-柱的構(gòu)造和應(yīng)用二、軸心受力構(gòu)件的計(jì)算三、偏心受力構(gòu)件的計(jì)算四、柱的承載能力五、實(shí)腹式柱的設(shè)計(jì)計(jì)算六、格構(gòu)式柱的設(shè)計(jì)計(jì)算第一節(jié)軸向受力構(gòu)件-柱的構(gòu)造和應(yīng)用一、軸向受力構(gòu)件——柱的構(gòu)造軸向受力構(gòu)件的應(yīng)用載體—柱，分為軸心受力（拉或壓）構(gòu)件和偏心受力（拉或壓）構(gòu)件，偏心壓桿也是壓彎構(gòu)件。軸向（心）受力構(gòu)件可以是整個(gè)結(jié)構(gòu)中的一根桿件，也可以是獨(dú)立的結(jié)構(gòu)件，后者常稱為拉桿或柱。軸向受力構(gòu)件—柱通常由單根型鋼或組合截面制成，兩端與其它構(gòu)件相連接，而柱體則由柱頭、柱身和柱腳

2、三部分構(gòu)成。柱身是主要部分，載荷從柱頭經(jīng)柱身傳至柱腳。軸向受力構(gòu)件—柱可分為實(shí)腹式和格構(gòu)式結(jié)構(gòu)，實(shí)腹式結(jié)構(gòu)有開口的和封閉的兩種型式；格構(gòu)式結(jié)構(gòu)則分為綴板式和綴條式。根據(jù)受力特點(diǎn)，沿全長(zhǎng)可以做成等截面構(gòu)件或變截面構(gòu)件。軸向受力構(gòu)件—柱多采用焊接結(jié)構(gòu)，其兩端可用焊接或栓接的方法與其它結(jié)構(gòu)相連接。軸向受力構(gòu)件——柱的截面型式很多。實(shí)腹式構(gòu)件柱可以用單根角鋼、工字鋼、鋼管制成，也可以用型鋼或鋼板制成組合截面。軸心受力構(gòu)件最好采用對(duì)稱的截面型式，偏心受力構(gòu)件宜用非對(duì)稱截面。型鋼作軸向受力構(gòu)件最簡(jiǎn)單，且制造方便

3、，應(yīng)盡量選用。實(shí)腹式組合截面構(gòu)件要保證鋼板的局部穩(wěn)定性。格構(gòu)式構(gòu)件——柱常用槽鋼、工字鋼、角鋼和鋼管作柱肢，以綴條或綴板作連綴件構(gòu)成矩形或三角形截面結(jié)構(gòu)。二、軸向受力構(gòu)件——柱的應(yīng)用軸向受力構(gòu)件——柱作為軸向壓桿和支柱，廣泛應(yīng)用于工廠、礦山、港口以及貨棧的工程結(jié)構(gòu)或機(jī)械結(jié)構(gòu)中，如門式的支腿、塔式起重機(jī)的塔身、輪式、履帶式起重機(jī)的臂架等，均為典型的軸向受力構(gòu)件。第二節(jié)軸心受力構(gòu)件的計(jì)算NAjσ=≤[σ](6-1)承受軸心載荷而無(wú)彎矩作用的構(gòu)件稱為軸心受力構(gòu)件，根據(jù)載荷的拉壓性質(zhì)，又分為軸心受拉構(gòu)件和軸

4、心受壓構(gòu)件。一、軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度等截面軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算：二、軸心受力構(gòu)件的剛性軸心受力構(gòu)件應(yīng)有足夠的剛性，以防止構(gòu)件發(fā)生過(guò)大變形、失穩(wěn)和振動(dòng)。在工程上，常用構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比來(lái)表征它的剛性。不論是軸心壓桿、還是軸心拉桿，均應(yīng)計(jì)算其剛性。等截面軸心受力構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算：l0=μ1ll0rλ=≤[λ](6–2)(6–3)三、軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性計(jì)算：N?Aσ=≤[σ]N?Aσ=≤[σ]σs235λhF=λh當(dāng)計(jì)算鋼材屈服點(diǎn)大于235N/mm2的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定性時(shí)，需用假想

5、長(zhǎng)細(xì)比，對(duì)實(shí)腹式構(gòu)件計(jì)算:對(duì)格構(gòu)式構(gòu)件計(jì)算：(6–4)(6–5)(6–6)+++第三節(jié)偏心受力構(gòu)件的計(jì)算NMxAjMjx≤[σ]NMxMyAjWjxWjy≤[σ](6–7)(6–8)一、偏心受力（拉或壓）構(gòu)件的強(qiáng)度承受軸向力和彎矩作用的或受偏心作用軸向力的構(gòu)件稱為偏心受力構(gòu)件。單向偏心受拉構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算：++≤[σ]]jxjy+NMxAj(1?NNEx)MMy(1?NNEy)M≤[σ單向偏心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算：NMxAj(1?NNEx)Mjx雙向偏心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算：(6–9)(6–10)YL=f

6、01?NNE≤[YL]]l0rλ=≤[λ偏心受壓構(gòu)件的總撓度：(6–11)二、偏心受壓構(gòu)件的剛性偏心受力構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比（與軸心壓桿相同）++++]NMxMy?AWxWy≤[σ三、偏心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性1．雙向壓彎構(gòu)件的整體彎曲屈曲穩(wěn)定性計(jì)算當(dāng)N/NEx和N/NEy均小于0.1時(shí)當(dāng)N/NEx和N/NEY均大于0.1時(shí)N?AMxMy(1?NNEx)Wx(1?NNEy)Wy≤[σ](6–12)(6–13)?1?Mx1?NNEx??bx?2．單向壓彎構(gòu)件的整體彎扭屈曲穩(wěn)定性計(jì)算可按式（6-14）計(jì)算：]WN

7、?A+??≤[σ(6–14)σcrEαα=σπ2Eλ第四節(jié)柱的承載能力=2對(duì)于實(shí)腹柱，由材料力學(xué)得知，當(dāng)KGAγ=(6–23)F=1時(shí)的剪應(yīng)變?yōu)椋?6–24)柱是由軋制型鋼或鋼板制成的組合截面的承壓結(jié)構(gòu)，它的計(jì)算原理與軸向受壓構(gòu)件（簡(jiǎn)稱壓桿）并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，所以柱又可簡(jiǎn)稱為組合壓桿。決定柱的承載能力同壓桿一樣，均應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛性和整體穩(wěn)定性的要求。一、剪切力對(duì)柱臨界力的影響在實(shí)際工作中，由于構(gòu)造和載荷位置偏心以及有橫向力作用時(shí)，柱截面上除有軸力和彎矩外，還存在剪力和剪切變形，從而增大柱的撓曲，并降低柱

8、的臨界力。若以表示臨界應(yīng)力，則σcrπ2Eλ2σcr=α=σEα對(duì)于實(shí)腹柱，由材料力學(xué)得知，當(dāng)KGAγ=F=1時(shí)的剪應(yīng)變?yōu)椋?6–23)(6–24)柱是由軋制型鋼或鋼板制成的組合截面的承壓結(jié)構(gòu)，它的計(jì)算原理與軸向受壓構(gòu)件（簡(jiǎn)稱壓桿）并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，所以柱又可簡(jiǎn)稱為組合壓桿。決定柱的承載能力同壓桿一樣，均應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛性和整體穩(wěn)定性的要求。一、剪切力對(duì)柱臨界力的影響在實(shí)際工作中，由于構(gòu)造和載荷位置偏心以及有橫向力作用時(shí)，柱截面上除有軸力和彎矩外，還存在剪力和剪切變形，從而