【正文】 穩(wěn)定性 y y （ a） A、 等邊單角鋼截面 ，圖（ a） 40 2202200 4 1 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當(dāng) 時(shí) ：當(dāng) 時(shí) ： 單角鋼截面和雙角鋼組合 T形截面可采取以下簡(jiǎn)化計(jì)算 B、 等邊雙角鋼截面 ，圖（ b） y y b b （ b） 40 2202200 4 5 1 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當(dāng) 時(shí) ：當(dāng) 時(shí) ：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 C、 長(zhǎng)肢相并的不等邊角鋼截面 ，圖（ c） 422 0 2 220220220 422 8 1 8 1y y z yyyy y zbb t l bltltbb t l btb?????? ? ???????? ? ?????當(dāng) 時(shí) :當(dāng) 時(shí) ：y y b2 b2 b 1 （ c） D、 短肢相并的不等邊角鋼截面 ，圖（ d） y y b 2 b1 b1 （ d） 1 0 1220110 4110 .5 60 .5 6 3 .7 15 2 .7y y z yyy y zb t l bltbb t l btb???????? ? ?????當(dāng) 時(shí) ， 近 似 取 ：當(dāng) 時(shí) ：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 u u b 當(dāng)計(jì)算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸（ u軸 )穩(wěn)定時(shí)，可按下式計(jì)算換算長(zhǎng)細(xì)比，并按 b類(lèi)截面確定?值： 40 2200000 .2 50 .6 9 10 .6 9 5 .4u u z uuu u zu u ubb t l bltbb t l btl i u??????? ? ????????當(dāng) 時(shí) ：當(dāng) 時(shí) ：式 中 ： ， 構(gòu) 件 對(duì) 軸 的 長(zhǎng) 細(xì) 比 。 yxyx ???? ?? 在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠(yuǎn)離形心軸，以增大截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力和剛度。 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 4. 制造省工 在現(xiàn)有型鋼不能滿足要求的情況下，充分利用工廠自動(dòng)焊接等現(xiàn)代化設(shè)備制作，盡量減少工地焊接，以節(jié)約成本保證質(zhì)量。 假定長(zhǎng)細(xì)比 ? ，一般在 50～ 100范圍內(nèi)，當(dāng)軸力大而計(jì)算長(zhǎng)度小時(shí)， ?取較小值，反之取較大值。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 截面驗(yàn)算 （ 1） 強(qiáng)度驗(yàn)算 N —— 軸心壓力設(shè)計(jì)值； An—— 壓桿的凈截面面積； f —— 鋼材抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。橫向加勁肋的間距不得大于 3h0 ，外伸寬度 bs不小于 h0/30+40cm ，厚度 tw 應(yīng)不小于 bs/15 。 綴板：用鋼板組成 ?！?70186。 Vzy0 mm極限承023585ym a xfAfV ? （ ） 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 2. 綴條的設(shè)計(jì)（穩(wěn)定驗(yàn)算） 綴條柱的每個(gè)綴件面如同一 平行弦桁架，綴條的內(nèi)力可與 桁架的腹桿一樣計(jì)算。 ttN fA?????（ *） ? 按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接時(shí)： η ＝ ? 按軸心受力計(jì)算穩(wěn)定性時(shí)： 等邊角鋼： η＝ + 短邊相連的不等邊角鋼： η＝ ＋ ，且不大于 長(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼： η＝ λ為按角鋼的最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算求得的長(zhǎng)細(xì)比，當(dāng) λ20時(shí)，取 λ =20。 假定長(zhǎng)細(xì)比 ? ，一般在 60～ 100范圍內(nèi)，當(dāng)軸力大而計(jì)算長(zhǎng)度l0y小時(shí)， ?取較小值，反之取較大值。兩分肢翼緣間的凈空應(yīng)大于100mm。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 例題 46 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 梁整體穩(wěn)定的概念 梁受橫向荷載 P作用，當(dāng) P增加到某 一數(shù)值時(shí)，梁將在截面承載力尚未充分 發(fā)揮之前突然偏離原來(lái)的彎曲變形平面， 發(fā)生側(cè)向撓曲和扭轉(zhuǎn)，使梁?jiǎn)适Ю^續(xù)承 載的能力，這種現(xiàn)象稱(chēng)為梁的 整體失穩(wěn) ， 也稱(chēng) 彎扭失穩(wěn) 或 側(cè)向失穩(wěn) 。 ???bb ??（ ） 2） 軋制普通工字鋼 根據(jù)鋼號(hào)和側(cè)向支承點(diǎn)間的距離，其?b值直接由查附表 16得到，當(dāng) ?b值大于 ，也需要進(jìn)行修正。 焊接 工字形截面整體穩(wěn)定系數(shù)計(jì)算通式： 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 1）當(dāng)算得的 ?b， 此時(shí)材料已進(jìn)入 彈塑性階段 ，整體穩(wěn)定臨界力顯著降低， 必須以 ?’ b代替進(jìn)行修正。 （ 4）單肢穩(wěn)定驗(yàn)算 （ 5）綴條、綴板設(shè)計(jì) 2. 截面驗(yàn)算 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 32 ch ?b 綴板的尺寸由剛度條件確定，為了保證綴板的剛度，規(guī)范規(guī)定在 同一截面處綴板的線剛度之和不小于構(gòu)件較大單肢線剛度的 6倍。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 由 ?x 求出對(duì)虛軸所需的回轉(zhuǎn)半徑 ix ，查附錄 5可求得兩分肢間的距離 h，一般取為10mm的倍數(shù)。橫膈可用鋼板或角鋼做成。 圖 綴條的內(nèi)力 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 綴條按軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 1. 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的剪力 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的綴件的設(shè)計(jì) 考慮初始缺陷的影響， 《 規(guī)范 》用以下實(shí)用公式計(jì)算格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件可能產(chǎn)生的最大剪力設(shè)計(jì)值 dzdMV ?軸心壓桿在受力撓曲后 任意截面上的剪力 V 為 : ?NM ?圖 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的彎矩和剪力 VlyN(a) (b)M =NY V =NdY(c)dzyYmaxVzNN cosN曲線Yy載力曲線初彎曲maxMV =N si n N簡(jiǎn)化(d)V177。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 經(jīng)理論分析 ， 可以用 換算長(zhǎng)細(xì)比 ?0x代替對(duì) x軸的長(zhǎng)細(xì)比 ?x來(lái) 考慮剪切變形對(duì)臨界荷載的影響 。 由 2肢 （ 工字鋼或槽鋼 ） 、 4肢 （ 角鋼 ） 、 3肢（ 圓管 ） 組成 。 ( 1 0 0 . 1 ) 2 3 5 / yb ft ???翼緣 ywfth /235)(0 ???腹板 3 0 , 3 01 0 0 1 0 0? ? ???? ? ???式 中 ： 構(gòu) 件 兩 方 向 長(zhǎng) 細(xì) 比 較 大 值 ， 當(dāng) 時(shí) 取 ；當(dāng) 時(shí) ， 取 。 yx iihb????如對(duì)組合工字形截面查 P336附錄 5得 （ 3）確定截面各板件尺寸 對(duì)于焊接組合截面，由 A 和 h、 b ，根據(jù)構(gòu)造要求、局部穩(wěn)定和鋼材規(guī)格等條件，確定截面所有其余尺寸。 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 . 截面選擇 NAf?? 設(shè)計(jì)截面時(shí)，首先要根據(jù)使用要求和上述原則選擇截面形式，確定鋼號(hào)，然后根據(jù)軸力設(shè)計(jì)值 N 和兩個(gè)主軸方向的計(jì)算長(zhǎng)度（ l0x和 l0y） 初步選定截面尺寸。 yxyx ???? ?? 在滿足板件寬厚比限值的條件下，使截面面積分布盡量遠(yuǎn)離形心軸，以增大截面慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，提高桿件的整體穩(wěn)定承載力和剛度。 截面設(shè)計(jì)原則 桿件在兩個(gè)主軸方向上的整體穩(wěn)定承載力盡量接近。 ? ? ? ? ( 4 . 2 9 ) 142121 222020222222zxzxzxxz ie ??????????????? ??????鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比 截面為雙軸對(duì)稱(chēng)或極對(duì)稱(chēng)構(gòu)件： x x y y yoyyxoxx ilil ?? ??對(duì)于雙軸對(duì)稱(chēng)十字形截面，為了防止扭轉(zhuǎn)屈曲，尚應(yīng)滿足： 懸伸板件寬厚比。 已知軸向荷載設(shè)計(jì)值為 N=1500kN， Q235B級(jí)鋼 f =215N／ mm2， 截面繞 x軸為 b類(lèi)截面、繞 y軸為 c類(lèi)截面。 曲線的極值點(diǎn) c1點(diǎn)表示構(gòu)件由穩(wěn)定平衡過(guò)渡到不穩(wěn)定平衡，相應(yīng)于 c1點(diǎn)的荷載 Nu為臨界荷載 ,相應(yīng)的應(yīng)力 scr為臨界應(yīng)力 。 fy 0 λ x x y y 0 1000l? ?0 l0 1000l? ?第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 歐拉臨界曲線 對(duì) x軸 對(duì) y軸 僅考慮初彎曲的柱子曲線 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 表 截面回轉(zhuǎn)半徑與核心距的比值 i/? 由表可見(jiàn) ， 材料向彎曲軸聚集得多 ， 則 i/? 值大 。當(dāng)撓度發(fā)展到一定程度時(shí)，構(gòu)件中點(diǎn)截面最大受壓邊緣纖維的應(yīng)力應(yīng)該滿足： 0m 11/ 1 / yEMNN fA W A W A N N???? ? ? ? ??????() 第四章 單個(gè)構(gòu)件的承載力－ 穩(wěn)定性 0mm()1NM NY ???? ???=N/NE) 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 00/ ( ) / /W A N A? ? ? ? ?? ? ?0令 截 面 核 心 矩 ， ＝ 相 對(duì) 初 彎 曲 ，可解得以 截面邊緣屈服為準(zhǔn)