【正文】 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(zhǎng)細(xì)比項(xiàng) 次 構(gòu) 件 名 稱 容 許 長(zhǎng) 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(zhǎng)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 ?? NydzyEId kzBkzAy cossin ?? EINk /2 ? 222222 /)//(/ ???? EAilEAlEINcr ??? 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(zhǎng)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(zhǎng)度的方法考慮。長(zhǎng)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(zhǎng)細(xì)比 限制應(yīng)更嚴(yán)。 fAN ?? /? fANn ?? /? 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(zhǎng)細(xì)比 來衡量，長(zhǎng)細(xì)比是構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)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??； ? 長(zhǎng)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。： 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。因此設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)使構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比不超過規(guī)定的容許長(zhǎng)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(zhǎng)細(xì)比更為重要。 ? 構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度 l0（ l0x、 l0y）取決于其兩端支承情況。 22 // ??? EAN crcr ??2220232 //)/( ????? 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(zhǎng)細(xì)比的關(guān)系曲線。39。39。 ? 盡管構(gòu)件截面的殘余應(yīng)力分布不同，但其對(duì)構(gòu)件穩(wěn)定承載力的影響有相似的結(jié)論。 ? 初彎曲和初偏心的影響是類似的，殘余應(yīng)力的存在則使構(gòu)件受力時(shí)更早地進(jìn) 入彈塑性受力狀態(tài)，使 屈曲時(shí)截面抵抗彎曲變 形的剛度減小，而導(dǎo)致 穩(wěn)定承載力降低。同時(shí)給出只有殘余應(yīng)力時(shí)相應(yīng)的兩條曲線。 ? 規(guī)范將 96條曲線分成四組，也就是將分布帶分成四個(gè)窄帶，取每組的平均值（ 50％的分位值）曲線作為該組代表曲線，給出 a、 b、 c、 d四條曲線－多條柱子曲線。 ffAfNANRyyu ???? ?? ??yyufAfNfAN ?)/( ???－ 第 39講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 下一講的主要內(nèi)容 9－ 37 軸心受壓構(gòu)件的局部穩(wěn)定； 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求； 東南大學(xué)遠(yuǎn)程教育 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 第 四 十 講 主講教師： 曹雙寅 舒贛平 第 40講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 上一講內(nèi)容 9－ 38 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； 第 40講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 9－ 39 ? 軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定的計(jì)算方法 ? 單向均勻受壓薄板的屈曲： (a) (b)bNuaNzy)1(12 23???EtD22bDNcr???222)()1(12 btEcr ??? ???? 第 40講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 9－ 40 ? 軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定的計(jì)算方法 ? 采用限制構(gòu)件截面 板件寬厚比 的辦法來實(shí)現(xiàn)，即限制板件寬度與厚度之比不要過大，否則臨界應(yīng)力 σcr很低，會(huì)過早發(fā)生局部屈曲。 第 40講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 9－ 41 ? 軸心受壓構(gòu)件局部穩(wěn)定的計(jì)算方法 ? 工形截面： 翼緣為三邊簡(jiǎn)支、一邊自由， =， =， ? ??222)()1(12 btEcr ??? ????yf?h0tth0h0b39。t wt w(a) (b)(c) (d)b 0wt t wttDttyftb /235)(/39。 b39。 ? 對(duì)工形和箱形截面的腹板 也可采用設(shè)置縱向加勁肋 的方法予以加強(qiáng)，以縮減 腹板計(jì)算高度，縱向加勁 肋宜在腹板兩側(cè)成對(duì)配置， 其一側(cè)外伸寬度不應(yīng)小于 10tw。 第 40講： 柱的承載力設(shè)計(jì) （ 9） 9－ 45 ? 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件的截面設(shè)計(jì) ? 設(shè)計(jì)步驟： 先按整體穩(wěn)定要求初選截面尺寸（長(zhǎng)細(xì)比的初步假定）； 然后驗(yàn)算是否滿足容許長(zhǎng)細(xì)比、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定要求，如有孔洞削弱，還應(yīng)驗(yàn)算強(qiáng)度。 型鋼柱、焊接組合柱設(shè)計(jì)步驟略不同。 ? 垂直于分肢腹板平面的主軸－實(shí)軸； 垂直于分肢綴件平面的主軸－虛軸； ? 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的設(shè)計(jì)與 實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似，應(yīng) 考慮 強(qiáng)度 、 剛度 、 整體穩(wěn)定 和 局部穩(wěn)定 （分肢的穩(wěn)定和板件 的穩(wěn)定）幾個(gè)方面的要求。按 b類截面進(jìn)行計(jì)算