基本计算轴心受力构件的强度和刚度计算Word格式.docx

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对于采用高强度螺栓摩擦型连接的构件，验算净截面强度时一部分剪力已由孔前接触面传递。

因此，验算最外列螺栓处危险截面的强度时，应按下式计算：

（4-2）

n――连接一侧的高强度螺栓总数；

ni――计算截面（最外列螺栓处）上的高强度螺栓数；

0.5孔前传力系数。

n^i

=N（105—）n

（4-3）

采用高强度螺栓摩擦型连接的拉杆，除按式（4-2）验算净截面强度外，还应按下式验算毛截面强度

（4-4）

A——构件的毛截面面积。

2•轴心受力构件的刚度计算

为满足结构的正常使用要求，轴心受力构件应具有一定的刚度，以保证构件不会在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形，以及使用期间因自重产生明显下挠，还有在动力荷载作用下发生较大的振动。

轴心受力构件的刚度是以限制其长细比来保证的，即

[]

构件的最大长细比;

（4-5）

[]――构件的容许长细比。

3.轴心受压构件的整体稳定计算

（4-25）

《规范》对轴心受压构件的整体稳定计算采用下列形式:

整体稳定系数值应根据构件的截面分类和构件的长细比查表得到。

构件长细比应按照下列规定确定:

（1）截面为双轴对称或极对称的构件

（4-26）

x10x/ix

yl0y/iy

Ix，Iy――构件截面对主轴x和y的回转半径。

双轴对称十字形截面构件，x或y取值不得小于5.07b/t（其中b/t为悬伸板件宽厚比）。

（2）截面为单轴对称的构件

以上讨论柱的整定稳定临界力时，假定构件失稳时只发生弯曲而没有扭转，

即所谓弯曲屈曲。

对于单轴对称截面，绕对称轴失稳时，在弯曲的同时总伴随着

扭转，即形成弯扭屈曲。

在相同情况下，弯扭失稳比弯曲失稳的临界应力要低。

因此，对双板T形和槽形等单轴对称截面进行弯扭分析后，认为绕对称轴（设为y轴）的稳定应取计及扭转效应的下列换算长细比代替

1/2

yz-2（：

2）V（

22、222、22

yz）4（1e0/I。

）yz

单角钢截面和双角钢组合T形截面绕对称轴的换算长细比可采用简化方法确定。

无任何对称轴且又非极对称的截面（单面连接的不等边单角钢除外）不宜用作轴心受压构件。

对单面连接的单角钢轴心受压构件，考虑折减系数后，可不考虑弯扭效应。

当槽形截面用于格构式构件的分肢，计算分肢绕对称轴（y轴）的稳定性时，不必考虑扭转效应，直接y用查出y值。

4.工字形和H形截面轴心受压构件的局部稳定

在单向压应力作用下，当板件进入弹塑性状态后，临界应力可用下式表达

（4-36）

板边缘的弹性约束系数;

――弹性模量折减系数，根据轴心受压构件局部稳定的试验资料，可

取为

0.10132（10.02482fy/E）fy/E（4-37）

局部稳定验算考虑等稳定性，保证板件的局部失稳临界应力不小于构件整体稳定的临界应力（fy），即

（4-38）

—

（1）2

12（1v2）b

由式（4-38）即可确定板件宽厚比的限值。

（1）工字形和H形截面的受压翼缘

工字形截面的腹板一般较薄，对翼缘板几乎没有嵌固作用，翼缘可视为三边

简支一边自由的均匀受压板，取屈曲系数k=0.425,弹性约束系数=1.0。

由

式（4-38）可以得到翼缘板外伸部分的宽厚比b/t与长细比的关系

时，取=100

（2）工字形和H形截面的腹板

腹板可视为四边支承板，屈曲系数k=4。

当腹板发生屈曲时，翼缘板对腹

板将起一定的弹性嵌固作用，取约束系数二1.3。

由式（4-38）经简化后得到腹

板高厚比ho/tw的表达式

同理，可得其他截面构件的板件宽厚比限值。

轴心受力构件的强度和刚度验算

1•图1（a）所示为一支架，其支柱的压力设计值为N，柱两端铰接，截面无孔眼削弱。

已

知：

钢材等级（f），容许长细比。

支柱选用材料的规格（A,ix,iy），整体稳定系数值

表。

验算此支柱的承载力。

解:

（1）强度验算：

强度因截面无孔眼削弱，可不验算强度。

（2）局部稳定验算：

轧制工字形钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定。

（3）刚度验算。

Oy

iy

（4）整体稳定验算:

y远大于x，故由y计算得0.592，于是根据构件的截面分类和构件的长细比查表

得整体稳定系数值。

160010

2•图2所示一上端铰接，下端固定的轴心受压柱，承受的压力设计值为N。

已知：

柱

的长度，计算长度系数，钢材等级（f）以及A,ix,iy。

容许长细比。

柱截面的

尺寸如图所示。

截面绕x轴和y轴分别属于b类和c类截面。

已知b类截面的整体稳定系数

bt（100.1）..235/fy。

验算此柱的整体稳定，刚度和局部稳定。

解：

（1）计算长细比

l0y/iy

xl0x/ix,

（2）计算整体稳定系数

（3）整体稳定验算：

N（A）f

整体稳定满足要求。

（4）刚度验算：

刚度满足要求。

（5）局部稳定验算:

局部稳定满足要求。

3.如图3所示支柱上下端均为铰接且设置支撑。

支柱长度为9m,在两个三分点处均有侧向

支撑，以阻止柱在弱轴方向的过早失稳。

构件的设计压力为N,容许长细比，支

柱材料的规格（A,ix,iy），钢材的等级（f）。

截面绕x轴属于a类截面，绕y轴属于b类截面，且知a类截面的整体稳定系数表与b类截面的整体稳定系数表。

验算此支柱的整体稳定和刚度。

（1）验算支柱的刚度

先计算长细比xlox/ix,yloy/iy

x[]，y[]

（2）验算此支柱的整体稳定

由题目所给的a类截面的整体稳定系数表与b类截面的整体稳定系数表中可以计算出

x,y；

取min

进行整体稳定性验算：

整体稳定性满足要求。

2i（2A/（lt/25.7I/l2）

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