鋼結(jié)構(gòu)第4章軸心受力構(gòu)-文庫吧資料
2025-05-06 07:25本頁面
【正文】 穩(wěn)定 ，基本要求 jx=jy（ ?x≈?y）截面設計設計主要步驟(3) 便于連接 的節(jié)點構(gòu)造；(4) 確定結(jié)構(gòu)體系，截面形式，鋼材標號， 便于制造、取材方便（ 1）已知 截面形狀， N， lox， loy和 f（ 2）假定長細比，一般為 λ=50～ 100， 根據(jù)截面分類和鋼號查表或計算穩(wěn)定系數(shù)： j ，求所需面積 Aλ j（ 3）求對于兩個主軸所需的回轉(zhuǎn)半徑（ 4）根據(jù)所求的回轉(zhuǎn)半徑求截面的外輪廓(5) 按 h≥b 和 tf /tw=~ 初選截面尺寸(7) 計算截面特性 A， ix， iy和長細比（剛度計算） ?x≤[?]， ?y≤[?](8) 計算或查表得穩(wěn)定系數(shù)： jmin=min(jx， jy) (9) 驗算整體穩(wěn)定性： ? =N/ jminA≤f(10) 驗算局部穩(wěn)定性(11) 調(diào)整尺寸重新計算(13) 截面優(yōu)化 ≤ ?截面ix=α1h iy=α2b hbhbhbhb bhbhbh各種截面回轉(zhuǎn)半徑的近似值 （ p266表 5）yx y構(gòu)造要求當腹板的高厚比大于 80（ 235鋼）時，應設橫向加勁肋，橫向加勁肋的間距不得大于 3h0，加勁肋寬 bs不小于（ h0/30+40） mm，厚度 ts大于外伸寬度的 1/15例 如圖所示，柱 AB600030003000N N已知：設計值 N=1600kN，材料 Q235截面無削弱，設計 AB柱，分別采用：① 普通熱軋工字鋼；② 熱軋 H型鋼；③ 焊接 H型鋼，翼緣為火焰切割邊。而對于彈塑性的影響，考慮取切線模量： Et=ηE 。對于 ab時，β =對于實腹式構(gòu)件，考慮到板件間的相互嵌固作用，引入?yún)?shù)χ ，以及彈塑性應力狀態(tài)，引入?yún)?shù) η ,則如：對于腹板，梁的翼緣對于腹板有一定的嵌固作用，在實用上可取χ=。230。231。txaby2min248。用應力表示為：縱向可有數(shù)個半波。因此， 需取 n=1。 m= … ； n= …解得：上式給出了能使板在微彎狀態(tài)下平衡的 Nx與板的幾何尺寸、物理性能以及屈曲模態(tài)的半波數(shù)之間關(guān)系。這種現(xiàn)象稱為板件失穩(wěn)，對于整個軸心受壓構(gòu)件來說稱局部失穩(wěn)（屈曲）。矩形薄板的屈曲實腹式截面（如工字形、槽形、箱形）構(gòu)件都由一些板件組成。由表 ，對于 x軸為 b類，對于 y軸為 c類。材料 Q235。柱弱軸方向在中部有側(cè)向約束。(1)根據(jù)截面形狀和加工方法確定截面分類 (a,b,c,d)(2)計算截面特性 A， ix， iy(3)根據(jù)計算長度 lox， loy； 計算長細比 ?x= lox/ix, ?y = loy/iy(4)查表得穩(wěn)定系數(shù) jx, jy壓桿穩(wěn)定計算過程關(guān)鍵是 計算長度 lxo, lyo例 驗算圖示兩端鉸接的軸心受壓柱 AB的整體穩(wěn)定。槽形截面用于格構(gòu)式構(gòu)件的分肢計算繞對稱軸的穩(wěn)定時，也可不考慮扭轉(zhuǎn)效應?，F(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范中的截面類別劃分只考慮截面形式和殘余應力的影響，將彎扭屈曲按彈性方法用換算長細比（代替 λy） 等效為彎曲屈曲：（ 2）截面為單軸對稱的構(gòu)件式中 ?z—— 扭轉(zhuǎn)屈曲換算長細比 eo—— 剪心至形心距離 io—— 對剪心的極回轉(zhuǎn)半徑 Iw—— 毛 截面扇性慣性矩It—— 毛截面抗扭慣性矩lw—— 扭轉(zhuǎn)屈曲計算長度，一般取 lw=loyb/t≤對單角鋼和雙角鋼Ｔ形截面 2022規(guī)范建議了 ?yz的近似計算式 T形和十字形截面 Iw≈0（ 1）等邊單角鋼b/t（ 2）等邊雙角鋼b/t≤b/tb2/t≤ loy/b2時（ 3）不等邊雙角鋼，長邊相并b2/tb1/t≤單軸對稱壓桿繞非對稱主軸以外的任一軸失穩(wěn)時，應按彎扭屈曲計算。單軸對稱截面 (T,L,C等 )繞對稱軸的失穩(wěn)是彎扭失穩(wěn)。 軸壓柱的整體穩(wěn)定計算按，軸壓最大計算應力不大于整體穩(wěn)定的臨界應力，考慮抗力分項系數(shù) γ R后，則要求軸壓柱整體穩(wěn)定計算在設計表達上為： （ 435） 整體穩(wěn)定系數(shù)可采用上面的公式， 也可以根據(jù)教材 p262附表 ～ 查穩(wěn)定系數(shù)，但注意兩者所用的長細比是不一樣的。我國 GB50017的柱子曲線t?40mm的軸壓構(gòu)件，視截面形式和屈曲方向，有 b、 c、 d三類。 我國在編制 《 鋼結(jié)構(gòu)設計規(guī)范 》 GBJ1788時 共計算了 96條 (j ?)曲線， 按 截面形狀，殘余應力分布， 分成 a, b, c三 組，綜合考慮了彎曲失穩(wěn)、扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)和彎扭失穩(wěn)的影響。對這個寬帶用一個函數(shù)曲線來代替是不合適的。各類桿件柱子曲線相差很大，如圖所示同一桿件考慮各種因素。將臨界應力 σ cr與桿件的長細比 λ 的關(guān)系繪制成曲線稱為柱子曲線。通過試驗和計算（數(shù)值積分法）可以確定最大承載能力。但這時的計算就非常復雜。（ 4） 桿端約束對壓桿穩(wěn)定的影響 —— 計算長度實際結(jié)構(gòu)兩端往往不是鉸接，可以用計算長度系數(shù)來考慮兩端的約束其中： μ是計算長度系數(shù)實際軸壓桿的承載能力 實際構(gòu)件總存在著初彎曲；實際荷載難免有初偏心；實際構(gòu)件截面上常存在初應力（殘余應力）。也可以寫出類似的 Perry公式。如圖 418。就初彎矩來說， Ne0的影響和 Ny0的影響類似的?；虼肟傻玫竭吘夐_始屈服時平均應力與屈服強度的比值（ ）（ 3） 初偏心影響 初偏心影響和初彎曲影響類似。這類桿件的穩(wěn)定問題稱為第二類穩(wěn)定問題將歐拉臨界荷載和正則化長細比式中： ε0為初彎曲率， ε0 =y0A/W； σE為歐拉臨界應力。 歐拉臨界荷載永遠達不到。Δ圖示具有初彎曲的軸壓桿件，同樣，取隔離體建立平衡方程（ 2） 初彎曲的影響有初彎曲的軸壓桿件xyymy0NkNky0 yyNxMN和建立微分方程后可解出，最大撓度N/NE～ ym曲線N/NEy0m=0y0m=y0m=ym0 2 41特點：① N=0時 ， y =y0， 一加載變形就增加，荷載變形的關(guān)系為非線性的。其它殘余應力情況盡管其分布規(guī)律有所不同，但對構(gòu)件穩(wěn)定都有影響，影響的大小與殘余應力的分布有關(guān)。設彈性區(qū)材料的慣性矩為 Ie，則有：（ ）相應的臨界應力為：式中： k=Ie/I對強軸（ xx）屈曲時，對弱軸（ yy）屈曲時，（ ）因為 k1，殘余應力對構(gòu)件穩(wěn)定的不利影響，對弱軸要比對強軸嚴重得多。 塑性區(qū)變形模量 E=0，無抗彎剛度。 第三章已經(jīng)講到一些情況的焊接殘余應力分布：工字形截面焊接殘余應力分布a ba b+_ _壓 壓拉橫向焊縫焊接殘余應力分布壓壓拉壓壓拉注意：殘余壓應力是自
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