【正文】 ： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 15 ? 軸心受力構件 ? 截面組成型式：實腹式、格構式； ? 設計內容：（極限狀態(tài)） 強度； 剛度； 整體穩(wěn)定； 局部穩(wěn)定； 柱腳y yxxx11柱腳( 實軸)xxy1y( 虛軸)( 虛軸)y1 x( 實軸)y柱頭柱身 柱身ll綴板l = l綴條柱頭第 37講： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 16 ? 軸心受力構件強度計算 ? 無孔洞等削弱的軸心受拉構件或受壓構件中，軸心力作用使截面內引起均勻的受拉和受壓正應力，以全截面剛達到屈服壓力為強度極限狀態(tài)。 ? 有孔洞削弱： 彈性階段－應力分布不均勻； 極限狀態(tài)－凈截面上的應力為均勻屈服應力。 fAN ?? /?fAN n ?? /?第 37講： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 17 ? 軸心受力構件剛度計算 ? 軸心受拉和軸心受壓構件的剛度通常用 長細比 來衡量，長細比是構件的計算長度 l0與構件截面的回轉半徑 i 的比值 ? 越大，表示構件剛度越小； ? 長細比過大，構件在使用過程中容易由于自重產生撓曲，在動力荷載作用下容易產生振動，在運輸和安裝過程中容易產生彎曲。因此設計時應使構件長細比不超過規(guī)定的容許長細比 il /0???][/][/00 ?? ?? ?? ??yyyxxx il il第 37講： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 18 ? 軸心受力構件剛度計算 ? 對于受壓構件，長細比更為重要。長細比過大，會使其穩(wěn)定承載力降低太多，在較小荷載下就會喪失整體穩(wěn)定；因而其容許長細比 限制應更嚴。 ? 構件計算長度 l0（ l0x、 l0y）取決于其兩端支承情況。 ][?受拉構件容許長細比承受靜力荷載或間接承受動力荷載的結構項 次 構 件 名 稱無吊車和輕、中級工作制吊車的廠房有重級工作制吊車的廠房直接承受動力荷載的結構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 項和張緊的圓鋼除外400 350 －第 37講： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 19 ? 軸心受力構件剛度計算 受壓構件容許長細比項 次 構 件 名 稱 容 許 長 細 比柱、桁架、和天窗架構件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用以減少受壓構件長細比的桿件200第 37講： 柱的承載力設計 （ 9） 下一講的主要內容 8－ 20 鋼軸心受壓構件的整體失穩(wěn)概念； 理想鋼軸心受力構件彎曲屈曲承載力； 構件缺陷對彎曲屈曲承載力的影響； 東南大學遠程教育 結構設計原理 第 三十八 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 第 38講： 柱的承載力設計 （ 9） 上一講內容 8－ 21 柱的穩(wěn)定破壞形式； 鋼軸心受力構件的強度和剛度計算； 第 38講： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 22 ? 軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 ? 現(xiàn)象與定義： ? 失穩(wěn)形式： 彎曲失穩(wěn)、扭轉失穩(wěn)、 彎扭失穩(wěn) ? 理想軸心受壓構件： 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： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 23 ? 理想軸心受壓構件的整體穩(wěn)定 ? 歐拉公式： 方程通解： 臨界力： 臨界應力： 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： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 24 ? 理想軸心受壓構件的彈性屈曲 ? 歐拉公式特點： 理想 軸心受壓構件彎曲屈曲臨界力隨抗彎曲屈曲 彎剛度的增加和構件長度的減小而增大； 臨界應力與材料種類無關； 當構件兩端為其它支承情況時，通過桿件計算長度的方法考慮。 22 // ??? EAN crcr ??2220222 //)/( ????? EAlEIlEIN cr ???第 38講： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 25 ? 理想軸心受壓構件的彈塑性屈曲 ? 切線模量理論 ： ? 柱子曲線：（雙曲線） 軸壓構件的臨界應力與長細比的關系曲線。 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)應力分布衡狀態(tài)直線平應力分布跨度中點截面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： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 26 ? 構件缺陷對屈曲臨界力的影響 ? 構件初彎曲（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： 柱的承載力設計 （ 9） 8－ 27 ? 構件缺陷對屈曲臨界力的影響 ? 構件初偏心的影響 ： ??????????? ? 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： 柱的承載力設計 （ 9） 下一講的主要內容 8－ 28 殘余應力對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； 軸心受壓構件整體穩(wěn)定的計算方法； 東南大學遠程教育 結構設計原理 第 三十九 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 第 39講： 柱的承載力設計 （ 9） 上一講內容 9－ 29 鋼軸心受壓構件的整體失穩(wěn)概念； 理想鋼軸心受力構件彎曲屈曲承載力； 構件缺陷對彎曲屈曲承載力的影響； 第 39講： 柱的承載力設計 （ 9） 9－ 30 ? 殘余應力的影響 ? 殘余應力近似分布： ? 當 ，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