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正文內(nèi)容

軸心受力構(gòu)ppt課件(編輯修改稿)

2025-02-13 19:33 本頁(yè)面
 

【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 c ?n ≤ ?n > d ?n ≤ ?n > 第 6章 軸心受力構(gòu)件 軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算的構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比 x x y y yoyyxoxx ilil ?? ??對(duì)于雙軸對(duì)稱十字形截面,為了防止扭轉(zhuǎn)屈曲,尚應(yīng)滿足: 懸伸板件寬厚比。或??tbtbyx ??② 截面為單軸對(duì)稱構(gòu)件: x x y y xoxx ilx ??軸:繞非對(duì)稱軸 繞對(duì)稱軸 y軸屈曲時(shí), 一般為彎扭屈曲, 其臨界力低于彎曲屈曲,所以計(jì)算時(shí),以換算長(zhǎng)細(xì)比 ?yz代替 ?y ,計(jì)算公式如下: x x y y b t ① 截面為雙軸對(duì)稱或極對(duì)稱構(gòu)件: 第 6章 軸心受力構(gòu)件 ? ? ? ? ? ?1222 2 2 2 2 2 2 2001 412y z y z y z y zei? ? ? ? ? ? ???? ? ? ? ? ?????? ?2 2 202 2 2 20025 .7ztxyi A I I li e i i??? ??? ? ?。構(gòu)件,取或兩端嵌固完全約束的翹曲對(duì)兩端鉸接端部可自由扭轉(zhuǎn)屈曲的計(jì)算長(zhǎng)度,;面近似取、十字形截面和角形截雙角鋼組合軋制、雙板焊接、形截面毛截面扇性慣性矩;對(duì)毛截面抗扭慣性矩;;扭轉(zhuǎn)屈曲的換算長(zhǎng)細(xì)比徑;截面對(duì)剪心的極回轉(zhuǎn)半毛截面面積;距離;截面形心至剪切中心的式中:ytzlllIIIiAe0000)(T??????????????第 6章 軸心受力構(gòu)件 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) :③ 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) :第 6章 軸心受力構(gòu)件 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) :第 6章 軸心受力構(gòu)件 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 。④ 單軸對(duì)稱的軸心受壓構(gòu)件在繞非對(duì)稱軸以外的任意軸失穩(wěn)時(shí),應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算其穩(wěn)定性。 第 6章 軸心受力構(gòu)件 (單面連接的不等邊角鋼除外) 不宜用作軸心受壓構(gòu)件; ,考慮 強(qiáng)度折減系數(shù) 后,可不考慮彎扭效應(yīng)的影響; ,計(jì)算其繞對(duì)稱軸( y軸)的穩(wěn)定性時(shí),不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng),直接用 ?y查穩(wěn)定系數(shù)。 y y x x 實(shí)軸 虛軸 其他注意事項(xiàng): 第 6章 軸心受力構(gòu)件 1. 按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接乘以系數(shù) ; 2. 按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性: 等邊角鋼乘以系數(shù) +,且不大于 ; 短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) +,且不大于 ; 長(zhǎng)邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) ; 3. 對(duì)中間無(wú)連系的單角鋼壓桿, 按 最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算 λ,當(dāng) λ 20時(shí),取 λ=20。 x x y0 y0 單角鋼的單面連接時(shí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的折減系數(shù): 第 6章 軸心受力構(gòu)件 例 某焊接組合工字形截面軸心受壓構(gòu)件的截面尺寸如圖所示,承受軸心壓力設(shè)計(jì)值(包括自重) N=2022kN,計(jì)算長(zhǎng)度 l0x=6m , l0y=3m,翼緣鋼板為火焰切割邊,鋼材為 Q345, f=310N/mm2,截面無(wú)削弱,試計(jì)算該軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。 250 8 250 12 y y x x 第 6章 軸心受力構(gòu)件 ? ?3 3 8 41 2 5 0 2 7 4 2 4 2 2 5 0 1 . 1 3 4 5 1 0 m m12xI ? ? ? ? ? ?225 0 12 2 25 0 8 80 00 m mA ? ? ? ? ? ?慣性矩: ? ?3 3 7 41 1 2 2 5 0 2 2 5 0 8 3 . 1 2 6 1 0 m m12yI ? ? ? ? ? ? ?回轉(zhuǎn)半徑: 81 . 1 3 4 5 1 01 1 9 . 1 m m8000xx Ii A ?? ? ?73 .1 2 6 1 06 2 .5 m m8000yy Ii A ?? ? ?[解 ] 截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算 截面面積: 長(zhǎng)細(xì)比: 0 ???xxx il? 300 0 ???yyy il?250 8 250 12 y y x x 第 6章 軸心受力構(gòu)件 整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 翼緣板為焰切邊,截面關(guān)于 x軸和 y軸都屬于 b類,且 yx ?? ?查表得: ??3222 0 0 0 1 0 3 1 1 . 9 N /m m 3 1 0 N /m m0 . 8 0 2 8 0 0 0N fA? ??? ? ? ? ??滿足整體穩(wěn)定性要求。 ??yx f?第 6章 軸心受力構(gòu)件 例 某焊接 T形截面軸心受壓構(gòu)件的截面尺寸如右圖所示,承受軸心壓力設(shè)計(jì)值(包括自重) N=2022kN,計(jì)算長(zhǎng)度l0x=l0y=3m,翼緣鋼板為火焰切割邊,鋼材為 Q345, f=295N/mm2( t16mm) ,截面無(wú)削弱,試計(jì)算該軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定性。 y 250 8 250 24 yc y x x [解 ] 截面及構(gòu)件幾何性質(zhì)計(jì)算 截面面積: 2250 24 250 8 8000 m mA ? ? ? ? ?截面形心: 2 5 0 8 ( 1 2 5 1 2 ) 3 4 .2 5 m m8000cy? ? ???第 6章 軸心受力構(gòu)件 3 2 32 7 41125 0 24 25 0 24 34 .2 5 8 25 012 1225 0 8 ( 12 5 22 .2 5 ) 3. 88 6 10 m mxI ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ?慣性矩: ? ?3 3 7 41 2 4 2 5 0 2 5 0 8 3 . 1 2 6 1 0 m m12yI ? ? ? ? ? ?回轉(zhuǎn)半徑: 73 .1 2 6 1 06 2 .5 m m8000yy Ii A ?? ? ?73 8 8 6 1 06 9 .7 m m8000xx Ii A ?? ? ?長(zhǎng)細(xì)比: 3000486 2 .5yyyli? ? ? ?3000 436 9 .7xxxli? ? ? ?y 250 8 250 24 yc y x x 第 6章 軸心受力構(gòu)件 2 2 2 2 2 2 20023 4 . 2 5 6 9 . 7 6 2 . 59 9 3 7 m mxyi e i i? ? ? ? ? ??對(duì)于 T形截面 I?= 0 3 3 6 41 ( 2 5 0 2 4 2 5 0 8 ) 1 . 1 9 5 1 0 m m3tI ? ? ? ? ? ?整體穩(wěn)定性驗(yàn)算 因?yàn)槔@對(duì)稱軸 y軸屬于彎扭失穩(wěn),必須計(jì)算換算長(zhǎng)細(xì)比 ?yz T形截面的剪力中心在翼緣板和腹板中心線的交點(diǎn),所以剪力中心距形心的距離 e0等于 yc。即: 0 34 .25 m me ?? ?2 2 20 62 5 .7 9 9 3 7 8 0 0 02 5 .7 1 7 0 9 .6 61 .1 9 5 1 0zt i A I I l??? ??? ? ? ??? ?12222 2 2 2 2 202011( ) 4 1 5 2 .4 522y z y z y z y zei? ? ? ? ? ? ??? ????? ? ? ? ? ? ???????第 6章 軸心受力構(gòu)件 yz x???截面關(guān)于 x軸和 y軸均屬于 b類, 查表得 : 0. 78 8? ?3455 2 . 4 5 6 3 . 5 52 3 5 2 3 5yyzf? ??整體穩(wěn)定性不滿足要求。 從以上兩個(gè)例題可以看出,例題 2的截面只是把例題 1的工字形截面的下翼緣并入上翼緣,因此兩種截面繞腹板軸線的慣性矩和長(zhǎng)細(xì)比是一樣的。只因例題 2的截面是 T形截面,在繞對(duì)稱軸失穩(wěn)時(shí)屬于彎扭失穩(wěn),使臨界應(yīng)力設(shè)計(jì)值有所降低。 3222 0 0 0 1 0 3 1 7 N /m m 2 9 5 N /m m0 . 7 8 8 8 0 0 0N fA? ??? ? ? ? ??31 7 29 5 7%295? ?第 6章 軸心受力構(gòu)件 (a) (b)圖 軸心受壓構(gòu)件的局部失穩(wěn) 在外壓力作用下,截面的某些部分(板件),不能繼續(xù)維持平面平衡狀態(tài)而產(chǎn)生凸曲現(xiàn)象,稱為 局部失穩(wěn)。 局部失穩(wěn)會(huì)降低構(gòu)件的承載力。 167。 軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的局部穩(wěn)定 均勻受壓板件的屈曲 222xc rcrx )1(12 ????????? btEktN???? ( ) 板在彈性階段的臨界應(yīng)力表達(dá)式為: 第 6章 軸心受力構(gòu)件 板件彈塑性階段的臨界應(yīng)力 軸心受壓構(gòu)件的板件的臨界壓應(yīng)力常常超過(guò)比例極限 fp,這時(shí)薄板進(jìn)入彈塑性受力階段,單向受壓板沿受力方向的彈性模量 E降為切線模量 Et, Et=?E;但與壓力垂直方向仍為彈性階段,其變形模量仍為 E,這時(shí)薄板變?yōu)檎划愋园?,可采用下列近似公式?jì)算臨界應(yīng)力。 22cr 21 2 ( 1 )kE tb? ? ????????? ??( ) ?—— 彈性模量修正系數(shù),根據(jù)經(jīng)驗(yàn): y220 . 1 0 1 3 1 0 . 0 2 4 8yffEE? ? ?????????( ) ?—— 構(gòu)件兩方向長(zhǎng)細(xì)比的較大值。 第 6章 軸心受力構(gòu)件 準(zhǔn)則: 一是使構(gòu)件應(yīng)力達(dá)到屈服前其板件不發(fā)生局部屈曲,即局部屈曲臨界力不低于屈服應(yīng)力; 二是不允許構(gòu)件的局部失穩(wěn)先于整體失穩(wěn)發(fā)生。即 局部失穩(wěn)的臨界應(yīng)力 ≥整體失穩(wěn)臨界應(yīng)力 的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。也稱局部與整體 等穩(wěn)定性準(zhǔn)則 。 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的板件應(yīng)滿足 yf?? ?cr式 ,則變?yōu)椋? 12 22y1 2 ( 1 )kEbtf? ? ?????? ?????( *) 我國(guó)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范用限制板件寬厚比的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。 軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定的計(jì)算方法 (高) 厚比限值的準(zhǔn)則 即板件的臨界應(yīng)力不小于構(gòu)件整體穩(wěn)定的臨界應(yīng)力 第 6章 軸心受力構(gòu)件 將各種狀況的 k、 ?、 ? 代入( *),得到軸心受壓實(shí)腹構(gòu)件的板件寬厚比限值。 ?= 30~ 100時(shí): (高) 厚比限值 ywfth /235)(0 ???腹板 0y( 1 5 0 .2 ) 2
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