【正文】 ： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 15 ? 軸心受力構(gòu)件 ? 截面組成型式：實(shí)腹式、格構(gòu)式； ? 設(shè)計(jì)內(nèi)容：（極限狀態(tài)） 強(qiáng)度； 剛度； 整體穩(wěn)定； 局部穩(wěn)定； 柱腳y yxxx11柱腳( 實(shí)軸)xxy1y( 虛軸)( 虛軸)y1 x( 實(shí)軸)y柱頭柱身 柱身ll綴板l = l綴條柱頭第 37講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 16 ? 軸心受力構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算 ? 無孔洞等削弱的軸心受拉構(gòu)件或受壓構(gòu)件中，軸心力作用使截面內(nèi)引起均勻的受拉和受壓正應(yīng)力，以全截面剛達(dá)到屈服壓力為強(qiáng)度極限狀態(tài)。 ? 有孔洞削弱： 彈性階段－應(yīng)力分布不均勻； 極限狀態(tài)－凈截面上的應(yīng)力為均勻屈服應(yīng)力。 fAN ?? /?fAN n ?? /?第 37講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 17 ? 軸心受力構(gòu)件剛度計(jì)算 ? 軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件的剛度通常用 長細(xì)比 來衡量，長細(xì)比是構(gòu)件的計(jì)算長度 l0與構(gòu)件截面的回轉(zhuǎn)半徑 i 的比值 ? 越大，表示構(gòu)件剛度越小； ? 長細(xì)比過大，構(gòu)件在使用過程中容易由于自重產(chǎn)生撓曲，在動(dòng)力荷載作用下容易產(chǎn)生振動(dòng)，在運(yùn)輸和安裝過程中容易產(chǎn)生彎曲。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使構(gòu)件長細(xì)比不超過規(guī)定的容許長細(xì)比 il /0???][/][/00 ?? ?? ?? ??yyyxxx il il第 37講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 18 ? 軸心受力構(gòu)件剛度計(jì)算 ? 對(duì)于受壓構(gòu)件，長細(xì)比更為重要。長細(xì)比過大，會(huì)使其穩(wěn)定承載力降低太多，在較小荷載下就會(huì)喪失整體穩(wěn)定；因而其容許長細(xì)比 限制應(yīng)更嚴(yán)。 ? 構(gòu)件計(jì)算長度 l0（ l0x、 l0y）取決于其兩端支承情況。 ][?受拉構(gòu)件容許長細(xì)比承受靜力荷載或間接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)項(xiàng) 次 構(gòu) 件 名 稱無吊車和輕、中級(jí)工作制吊車的廠房有重級(jí)工作制吊車的廠房直接承受動(dòng)力荷載的結(jié)構(gòu)1 桁架的桿件 350 250 2502吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐300 200 －3支撐 （第 2 項(xiàng)和張緊的圓鋼除外400 350 －第 37講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 19 ? 軸心受力構(gòu)件剛度計(jì)算 受壓構(gòu)件容許長細(xì)比項(xiàng) 次 構(gòu) 件 名 稱 容 許 長 細(xì) 比柱、桁架、和天窗架構(gòu)件1柱的綴條、吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐150支撐 （吊車梁或吊車桁架以下的柱間支撐除外）2用以減少受壓構(gòu)件長細(xì)比的桿件200第 37講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 下一講的主要內(nèi)容 8－ 20 鋼軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)概念； 理想鋼軸心受力構(gòu)件彎曲屈曲承載力； 構(gòu)件缺陷對(duì)彎曲屈曲承載力的影響； 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 第 三十八 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 第 38講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 上一講內(nèi)容 8－ 21 柱的穩(wěn)定破壞形式； 鋼軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算； 第 38講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 22 ? 軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 ? 現(xiàn)象與定義： ? 失穩(wěn)形式： 彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)、 彎扭失穩(wěn) ? 理想軸心受壓構(gòu)件： 等截面直桿； 荷載作用在截面形心； 材料符合虎克定律； N N NN N N(a) (b) (c)第 38講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 23 ? 理想軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 ? 歐拉公式： 方程通解： 臨界力： 臨界應(yīng)力： NBzCyy屈曲彎曲狀態(tài)ANz0/ 22 ?? NydzyE I dkzBkzAy c o ss in ??EINk /2 ?222222 /)//(/ ???? EAilEAlEIN cr ???22 // ??? EAN crcr ??第 38講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 24 ? 理想軸心受壓構(gòu)件的彈性屈曲 ? 歐拉公式特點(diǎn)： 理想 軸心受壓構(gòu)件彎曲屈曲臨界力隨抗彎曲屈曲 彎剛度的增加和構(gòu)件長度的減小而增大； 臨界應(yīng)力與材料種類無關(guān)； 當(dāng)構(gòu)件兩端為其它支承情況時(shí)，通過桿件計(jì)算長度的方法考慮。 22 // ??? EAN crcr ??2220222 //)/( ????? EAlEIlEIN cr ???第 38講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 25 ? 理想軸心受壓構(gòu)件的彈塑性屈曲 ? 切線模量理論 ： ? 柱子曲線：（雙曲線） 軸壓構(gòu)件的臨界應(yīng)力與長細(xì)比的關(guān)系曲線。 22202 // ??? AElIEN ttcr ??22 / ??? tcr E?NNl直線平衡狀態(tài)N+ △ NN+ △ Ny myCzzy屈曲微彎狀態(tài)bb屈曲微彎狀態(tài)應(yīng)力分布衡狀態(tài)直線平應(yīng)力分布跨度中點(diǎn)截面f yf pd d tE s1E1曲線pf EO Opff y曲線EEE Ecrf y曲線O a paaacryf1yff pf ycryf2E2f yf ycrf2yE2t(切 線模量公式)(歐 拉公式)(b)(a) (c)(d) (e) (f)crΔa atac ta第 38講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 26 ? 構(gòu)件缺陷對(duì)屈曲臨界力的影響 ? 構(gòu)件初彎曲（初撓度）的影響 ： ABCNNzylvomymYyy oz處彎曲狀態(tài)受壓后彎曲狀態(tài)lzvy /s in00 ??ENN /?? )1/(02/ ???? ? vYY zm ）（01 2 4 6 8 10a cdbN/NEY /vm o第 38講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 8－ 27 ? 構(gòu)件缺陷對(duì)屈曲臨界力的影響 ? 構(gòu)件初偏心的影響 ： ??????????? ? 120)2/1( Ezm NNs c eeyy ?NBxCyy狀態(tài)受壓彎曲ANzyeo m02 4 6 8 10ymN / NE/ 0edcab39。39。39。39。第 38講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 下一講的主要內(nèi)容 8－ 28 殘余應(yīng)力對(duì)彎曲屈曲承載力的影響； 幾種缺陷綜合影響 ― 極限承載力理論； 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的計(jì)算方法； 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 第 三十九 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 第 39講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 上一講內(nèi)容 9－ 29 鋼軸心受壓構(gòu)件的整體失穩(wěn)概念； 理想鋼軸心受力構(gòu)件彎曲屈曲承載力； 構(gòu)件缺陷對(duì)彎曲屈曲承載力的影響； 第 39講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 9－ 30 ? 殘余應(yīng)力的影響 ? 殘余應(yīng)力近似分布： ? 當(dāng) ，截面保持彈性， NZlNyf yr c=r cyrf=c yfyf=NA ( 1_)yfyfyf+ybb b=yx x塑性區(qū)彈性區(qū) fyyf(=ANyf)1_yf_(1yf)yf21fy=_A= ( 1yf)N yf(_1fy)fyxxyyh1h0ttbcr r ctr殘余應(yīng)