1、第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件第一节第一节 概述概述一、定义一、定义 指只承受通过构件截面形心线的轴指只承受通过构件截面形心线的轴向力作用的构件。向力作用的构件。二、分类二、分类 1.1.按轴力特点可分为轴心受压或轴心受拉构件。按轴力特点可分为轴心受压或轴心受拉构件。N NN N N NN N 2.2.按截面构成可分为按截面构成可分为实腹式实腹式构件和构件和格构式格构式构件。构件。(1)(1)实腹式构件具有实腹式构件具有整体连通整体连通的截面,构造简的截面,构造简单,制做方便,可采用热轧和冷弯单,制做方便,可采用热轧和冷弯型钢型钢或用或用型钢型钢和钢板组合和钢板组合而成。而成。(2)(
2、2)格构式构件格构式构件由两个或多个分肢用缀材相连由两个或多个分肢用缀材相连而成。因缀材不是连续的,故在截面图中缀而成。因缀材不是连续的,故在截面图中缀材以虚线表示。截面上通过分肢腹板的轴线材以虚线表示。截面上通过分肢腹板的轴线叫叫实轴实轴,通过缀材平面的轴线叫,通过缀材平面的轴线叫虚轴虚轴。三、轴心受力构件的工程应用三、轴心受力构件的工程应用 平面平面桁架桁架、空间、空间桁架桁架(包括网架和塔架)(包括网架和塔架)结构、工作平台和其它结构的结构、工作平台和其它结构的支柱支柱等。等。四、截面选型的原则四、截面选型的原则 用料经济;形状简单,便于制做;便于与用料经济;形状简单,便于制做;便于与其
3、它构件连接。其它构件连接。五、设计要求五、设计要求 满足满足强度强度和和刚度刚度要求、轴心受压构件还应要求、轴心受压构件还应满足满足整体稳定整体稳定和和局部稳定局部稳定要求。要求。思考问题思考问题:强度破坏和整体失稳有何异同强度破坏和整体失稳有何异同?第二节第二节 轴心受力构件的强度和刚度计算轴心受力构件的强度和刚度计算 一、轴心受力构件的强度计算一、轴心受力构件的强度计算 应保证轴心受力构件净截面上的最大正应力应保证轴心受力构件净截面上的最大正应力不超过钢材的强度设计值不超过钢材的强度设计值 f。=N/An f 二、轴心受力构件的刚度计算二、轴心受力构件的刚度计算 轴心受力构件的计算长度轴心
4、受力构件的计算长度l0与构件截面的回转与构件截面的回转半径半径i的比值的比值称为称为长细比长细比。轴心受力构件以构件的长细比轴心受力构件以构件的长细比衡量其刚度大衡量其刚度大小,设计时构件应具有一定的刚度,来满足结构小,设计时构件应具有一定的刚度,来满足结构的正常使用要求。的正常使用要求。轴心受力构件的刚度条件为轴心受力构件的刚度条件为:max第三节 轴心受压构件的整体稳定一、概述一、概述1 1定义定义:受压构件所受压力超过某一值后,构件突受压构件所受压力超过某一值后,构件突然产生很大的变形而丧失承载能力,称这种现象为然产生很大的变形而丧失承载能力,称这种现象为轴心受压构件轴心受压构件丧失整体
5、稳定性丧失整体稳定性(instability)或屈曲或屈曲(buckling)。轴心受压构件通常由整体稳定条件决定承载力。轴心受压构件通常由整体稳定条件决定承载力。2.2.屈曲分类:屈曲分类:对于理想的(对于理想的(完善的完善的perfect)的轴心)的轴心受压构件,屈曲时由直线受压状态向非直线变形状受压构件,屈曲时由直线受压状态向非直线变形状态转变的趋势,依构件的变形可分为态转变的趋势,依构件的变形可分为弯曲屈曲、扭弯曲屈曲、扭转屈曲、弯扭屈曲转屈曲、弯扭屈曲,即为轴心受压构件的屈曲(失即为轴心受压构件的屈曲(失稳)形式。稳)形式。二、理想轴心受压构件的整体稳定性二、理想轴心受压构件的整体稳
6、定性 称无初弯曲和残余应力及荷载无初偏心的称无初弯曲和残余应力及荷载无初偏心的轴心受压构件为轴心受压构件为理想轴心受压构件理想轴心受压构件。1、理想轴心受压构件的弯曲屈曲、理想轴心受压构件的弯曲屈曲理想化假定:理想化假定:无初弯曲无初弯曲几何无缺陷几何无缺陷 荷载无偏心荷载无偏心无构造偏差无构造偏差 无残余应力无残余应力 根据上述假定,根据上述假定,1744年欧拉分析了两年欧拉分析了两端铰支轴心受压构件的临界力。弯曲屈端铰支轴心受压构件的临界力。弯曲屈曲临界状态的平衡方程(弯矩平衡)为:曲临界状态的平衡方程(弯矩平衡)为:0dEI22 Nydxy 公式的适用条件为公式的适用条件为crfp。当构
7、件端部支座。当构件端部支座为其它形式时,只需采用计算长度为其它形式时,只需采用计算长度l0=l代替代替式中的式中的 l 即可。即可。当当crfp时,压杆将在弹塑性状态屈曲,此时,压杆将在弹塑性状态屈曲,此时的临界应力可按切线模量理论计算。时的临界应力可按切线模量理论计算。00,0;,0yMylx22/lEINcr22/EANcrcr22/tcrcrEAN根据两端铰接的边界条件,根据两端铰接的边界条件,假定弯曲位移函数为:假定弯曲位移函数为:lxvysin将上述函数代入弯曲屈曲临界状态的弯矩平衡方程,即可将上述函数代入弯曲屈曲临界状态的弯矩平衡方程,即可 得到弯曲屈曲的欧拉临界力。得到弯曲屈曲的
8、欧拉临界力。相应的临界应力为:相应的临界应力为:三、缺陷对轴心受压构件整体稳定性的影响三、缺陷对轴心受压构件整体稳定性的影响 轴心受压构件的轴心受压构件的缺陷:缺陷:初弯曲、荷载的偶然偏心、残余初弯曲、荷载的偶然偏心、残余应力、支座的约束程度不同于计算假定。应力、支座的约束程度不同于计算假定。1.初弯曲的影响初弯曲的影响 最具代表性的初弯曲为正弦最具代表性的初弯曲为正弦半波图形。半波图形。考虑初弯曲影响的压杆屈曲考虑初弯曲影响的压杆屈曲的荷载的荷载变形曲线在数学上属于变形曲线在数学上属于极值点问题,也叫极值点问题,也叫第二类稳定第二类稳定问题。问题。前面所述的理想轴心受压构前面所述的理想轴心受
9、压构件的平衡分枝问题,也叫件的平衡分枝问题,也叫第一第一类稳定问题。类稳定问题。考虑初偏心影响的压考虑初偏心影响的压杆屈曲的荷载杆屈曲的荷载变形曲线变形曲线在数学上属于极值点问在数学上属于极值点问题,也叫题,也叫第二类稳定问第二类稳定问题。题。2 2、荷载初偏心的影响、荷载初偏心的影响 3.残余应力的影响残余应力的影响 此处主要考虑此处主要考虑纵向残余应力纵向残余应力,残余应力产生的原因有,残余应力产生的原因有焊焊接、热轧、火焰切割接、热轧、火焰切割等,其分布和大小与构件截面的形状、等,其分布和大小与构件截面的形状、尺寸、制造方法和加工过程等有关。尺寸、制造方法和加工过程等有关。残余应力对稳定
10、承载力的影响:残余应力对稳定承载力的影响:当当 crcr f fp p时,属于时,属于弹性屈曲弹性屈曲,临界力为欧拉荷载,临界力为欧拉荷载N Ne e。当当 crcr f fp p时,属于时,属于弹塑性屈曲弹塑性屈曲,抗弯刚度应为弹性区,抗弯刚度应为弹性区的抗弯刚度与塑性区的抗弯刚度之和。残余应力使抗的抗弯刚度与塑性区的抗弯刚度之和。残余应力使抗弯刚度由弯刚度由EIEI降低为降低为EIEIe e,导致构件的稳定承载力降低。,导致构件的稳定承载力降低。4.支座约束的影响支座约束的影响 实际支座难以达到计算简图中理想支座的约实际支座难以达到计算简图中理想支座的约束状态。考虑上述因素,可对计算长度系
11、数束状态。考虑上述因素,可对计算长度系数进进行修正。行修正。IINIIlEIlEINeEeecr2222IIEecr22 考虑残余应力影响时,压杆在考虑残余应力影响时,压杆在弹塑性阶段屈曲弹塑性阶段屈曲的临界和荷载和临界应力分别为:的临界和荷载和临界应力分别为:工字形截面轴心受压构件绕工字形截面轴心受压构件绕x x轴和轴和y y轴的轴的I Ie e/I I比值分别为比值分别为 k=Ak=Ae e/A/A和和 k k3 3 。四、实际轴心受压构件的整体稳定计算四、实际轴心受压构件的整体稳定计算 以极限承载力以极限承载力N Nu u为依据。规范以为依据。规范以初弯曲初弯曲v v0 0=l l/10
12、00/1000来综合考来综合考虑虑初弯曲初弯曲和和初偏心初偏心的影响,再考虑不同的截面形状和尺寸、不的影响,再考虑不同的截面形状和尺寸、不同的加工条件和同的加工条件和残余应力残余应力分布及大小及不同的屈曲方向后,采分布及大小及不同的屈曲方向后,采用数值分析方法来计算构件的用数值分析方法来计算构件的N Nu u值。值。令 绘出绘出 n曲线曲线(算了算了200多条多条),它们形成了相当宽的,它们形成了相当宽的分布带,把其分成四个窄带,以各窄带的平均值曲线分布带,把其分成四个窄带,以各窄带的平均值曲线代表该带的柱子曲线,得到代表该带的柱子曲线,得到a、b、c、d四条曲线,依四条曲线,依此把柱截面相应
13、分为此把柱截面相应分为a、b、c、d四类。并用表格给四类。并用表格给出了它们的整体稳定系数出了它们的整体稳定系数 值。值。)/(ynfE)/(yuAfN 设计时先确定截面所属类别,再查表来求得设计时先确定截面所属类别,再查表来求得 值。也可按式值。也可按式(4-28)计算。计算。轴心压力设计值轴心压力设计值N应不大于构件的极限承载力应不大于构件的极限承载力N Nu u。引入抗力分项系数。引入抗力分项系数 R,可得:,可得:构件的长细比构件的长细比按下列规定确定:按下列规定确定:(1 1)截面为双轴对称或极对称的构件:)截面为双轴对称或极对称的构件:x x=l l0 x 0 x/i ix x,y
14、 y=l l0y0y/i iy y (2)(2)单轴对称截面的构件:单轴对称截面的构件:绕非对称轴绕非对称轴x x的长细比的长细比x x=l l0 x 0 x/i ix x,绕对称轴绕对称轴y y应采用换算长细比应采用换算长细比yzyz。ffAfNANRyyufAN可写成可写成 第四节第四节 轴心受压构件的局部稳定轴心受压构件的局部稳定一概述一概述 组成构件的板件所受压力超过某一值后,板组成构件的板件所受压力超过某一值后,板件突然发生翘曲变形,称为板件丧失了稳定性。件突然发生翘曲变形,称为板件丧失了稳定性。因为板件失稳发生在整个构件的局部部位,所以因为板件失稳发生在整个构件的局部部位,所以称为
15、构件丧失局部稳定(屈曲)称为构件丧失局部稳定(屈曲)。丧失稳定的板。丧失稳定的板件不能再承受或少承受所增加的荷载,导致构件件不能再承受或少承受所增加的荷载,导致构件的整体稳定承载力降低。的整体稳定承载力降低。二单向均匀受压薄板的屈曲二单向均匀受压薄板的屈曲 组成构件的各板件在连接处互为支承,构件的支座也对各板组成构件的各板件在连接处互为支承,构件的支座也对各板件在支座截面处提供支承。例如工形截面构件的件在支座截面处提供支承。例如工形截面构件的翼缘翼缘相当于相当于三三边支承一边自由边支承一边自由的矩形板,而的矩形板,而腹板腹板相当于相当于四边支承四边支承的矩形板。的矩形板。对于单向均匀受压的四边
16、支承矩形板对于单向均匀受压的四边支承矩形板(如上图如上图),由薄板弹性稳,由薄板弹性稳定理论可得板弹性屈曲时的平衡微分方程为定理论可得板弹性屈曲时的平衡微分方程为:0)2(224422444xwNyyyxwxwDx满足四边简支边界条件的板的弯曲挠度满足四边简支边界条件的板的弯曲挠度w的解可用双重三角级数的解可用双重三角级数表示:表示:bynwsinaxmsinA1m1nmn式中,D板的柱面刚度,即单位宽度板条弯曲刚度。板的柱面刚度,即单位宽度板条弯曲刚度。2)(mbaambk从图从图4-15(b)4-15(b)可以看出可以看出:四边简支四边简支均匀受压板,取最小值均匀受压板,取最小值 k=4。
17、当当两侧边固定两侧边固定时时,k的最小值可取为的最小值可取为k=6.96。对于单向均匀受压的对于单向均匀受压的三边简支一边自由三边简支一边自由矩形板矩形板,板的板的 屈曲系屈曲系数为数为 :)/425.0(221abk式中:式中:a、b1分别表示自由边和与自由边垂直的边长度。分别表示自由边和与自由边垂直的边长度。通常通常ab1,可,可近似取近似取k=kmin=0.425。222)()1(121btvEktNcrxcrx式中式中 k 板的屈曲系数,与板的支承条件有关。板的屈曲系数,与板的支承条件有关。根据板周边的约束条件,确定位移函数后,可解得四根据板周边的约束条件,确定位移函数后,可解得四边支
18、承板局部弯曲屈曲时的临界应力为:边支承板局部弯曲屈曲时的临界应力为:板四边板四边简支时简支时 若引入弹性嵌固系数若引入弹性嵌固系数 来考虑组成构件的各来考虑组成构件的各板件在相连处提供支承约束影响板件在相连处提供支承约束影响,则则:值取决于相连板件的相对刚度,值取决于相连板件的相对刚度,k=4。计算计算腹板时腹板时取取=1.3=1.3,计算计算翼缘翼缘时取时取=1.0=1.0。当板件所受纵向压应力超过当板件所受纵向压应力超过fp时,板变为正时,板变为正交异性板。可采用近似公式计算屈曲应力交异性板。可采用近似公式计算屈曲应力 222)()1(12btvEkcrx222)()1(12btvEkcr
19、x式中,式中,弹性模量折减系数,可由试验确定。弹性模量折减系数,可由试验确定。三三.受压薄板的屈曲后强度受压薄板的屈曲后强度 受到边界的约束受到边界的约束,当板失稳后仍可继续承受荷载,当板失稳后仍可继续承受荷载,甚至能承受更大的荷载,称这种现象为板具有甚至能承受更大的荷载,称这种现象为板具有屈曲后屈曲后强度强度。板屈曲后截面上的应力分布不均匀,边缘部分。板屈曲后截面上的应力分布不均匀,边缘部分应力大,而中间部分应力小。应力大,而中间部分应力小。目前还难以采用理论分析的方法得出利用板目前还难以采用理论分析的方法得出利用板屈曲后强度的计算公式,而常采用有效宽度法。屈曲后强度的计算公式,而常采用有效
20、宽度法。将薄板达极限状态时的应力分布图形将薄板达极限状态时的应力分布图形(a)(a)先简化先简化为矩形分布为矩形分布(b)(b),再在合力相等的前提下,简化,再在合力相等的前提下,简化为两侧应力为人矩形图形为两侧应力为人矩形图形(c)(c),称两个矩形的宽,称两个矩形的宽度之和度之和b be e为有效宽度,为有效宽度,b be e的计算公式通过试验来的计算公式通过试验来确定。确定。三轴心受压构件的局部稳定计算三轴心受压构件的局部稳定计算 板的局部稳定计算,板的局部稳定计算,规范规范采用了采用了cr板板 cr整体整体的设计准则,的设计准则,也称作也称作局部与整体等稳定局部与整体等稳定准则。准则。
21、cr板板板的临界应力,主要与板件的宽厚比有关。板的临界应力,主要与板件的宽厚比有关。规范规范采用采用限制板件宽厚比的方法来满足局部稳定限制板件宽厚比的方法来满足局部稳定。根据设。根据设计准则分析并简化后得到的局部稳定计算公式为:计准则分析并简化后得到的局部稳定计算公式为:工字型截面翼缘工字型截面翼缘工字型截面腹板工字型截面腹板 式中式中max为两方向为两方向长细比的较大值长细比的较大值 当构件的承载力有富当构件的承载力有富裕时,板件的宽厚比可适裕时,板件的宽厚比可适当放宽当放宽。yftb/235)1.010(/max1ywfth/235)5.025(/max0第五节第五节 轴心受压构件设计轴心
22、受压构件设计 一、设计原则一、设计原则 1 1设计要求设计要求 应满足应满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定强度、刚度、整体稳定和局部稳定要求。要求。2 2截面选择原则截面选择原则 (1)(1)尽量加大截面轮廓尺寸而减小板厚,以获得尽量加大截面轮廓尺寸而减小板厚,以获得 较大较大I I和和i i,提高构件的整体稳定性和刚度;,提高构件的整体稳定性和刚度;(2)(2)两轴等稳定,两轴等稳定,N Nx x=N Ny y,x x =y y;(3)(3)构造简单,便于制做;构造简单,便于制做;(4)(4)便于与其它构件连接;便于与其它构件连接;(5)(5)选择可供应的钢材规格。选择可供应的钢材规格。二、
23、实腹式轴心受压构件设计二、实腹式轴心受压构件设计 在设计实腹式轴心受压构件时,构件所用钢材、在设计实腹式轴心受压构件时,构件所用钢材、截面形式、两主轴方向的计算长度截面形式、两主轴方向的计算长度l l0 x0 x和和l l0y0y、轴心压、轴心压力设计值力设计值N N一般在设计条件中已经给定,设计主要是一般在设计条件中已经给定,设计主要是确定截面尺寸。确定截面尺寸。通常通常先按整体稳定要求初选截面尺寸先按整体稳定要求初选截面尺寸,然后,然后验算验算是否满足设计要求是否满足设计要求。如果不满足或截面构成不理想,。如果不满足或截面构成不理想,则调整尺寸再进行验算,直至满意为止。则调整尺寸再进行验算
24、,直至满意为止。实腹式轴心受压构件有型钢构件和组合截面构件实腹式轴心受压构件有型钢构件和组合截面构件两类,型钢构件制作费用低,应优先选用。两类,型钢构件制作费用低,应优先选用。1 1、轴心受压轴心受压型钢构件型钢构件的设计步骤的设计步骤(1)(1)假设构件的长细比假设构件的长细比。整体稳定计算公式中,有两。整体稳定计算公式中,有两个未知量个未知量 和和A A。需先假设一。需先假设一,求得,求得 值和值和A A ,然后确,然后确定截面各部尺寸。一般假定定截面各部尺寸。一般假定=50-100=50-100,当,当N N大而计算长大而计算长度小时,度小时,取较小值,反之取较大值。所需截面面积为取较小
25、值,反之取较大值。所需截面面积为A A=N N/(/(f f)(2)(2)求所需回转半径求所需回转半径 i ix x=l l0 x0 x /,i iy y=l l0y0y/(3)(3)初选截面规格尺寸。根据所需的初选截面规格尺寸。根据所需的A A、i ix x、i iy y查查 型钢表,可初选出截面规格。型钢表,可初选出截面规格。(4)(4)验算是否满足设计要求。若不满足,需调整验算是否满足设计要求。若不满足,需调整 截面规格,再验算,直至满足为止。截面规格,再验算,直至满足为止。2 2、实腹式轴心受压实腹式轴心受压组合截面构件组合截面构件设计步骤设计步骤 与型钢构件设计步骤相同。与型钢构件设
26、计步骤相同。(1)(1)假设构件的长细比假设构件的长细比。所需截面面积为:。所需截面面积为:A=N/(f)(2)(2)求所需回转半径:求所需回转半径:ix=l0 x/iy=l0y/截面宽度截面宽度b和高度和高度h可按下式计算:可按下式计算:h ix/1 b iy/2 根据所需根据所需A、h、b 并考虑局部稳定要求并考虑局部稳定要求 和构造要和构造要求求(hb),初选截面尺寸,初选截面尺寸A、h、b、t、tw。通常取。通常取h0和和b为为1010mm的倍数。对初选截面进行验算调整。由的倍数。对初选截面进行验算调整。由于假定的于假定的 不一定恰当,一般需多次调整才能获得较不一定恰当,一般需多次调整
27、才能获得较满意的截面尺寸。满意的截面尺寸。三、格构式轴心受压构件设计三、格构式轴心受压构件设计 (2)(2)绕虚轴的整体稳定承载力绕虚轴的整体稳定承载力 轴心受压构件失稳时发生弯曲变形或存在初弯曲,导致轴心受压构件失稳时发生弯曲变形或存在初弯曲,导致构件产生弯矩和剪力。构件产生弯矩和剪力。剪力要由比较柔弱的缀材承受,剪剪力要由比较柔弱的缀材承受,剪力引起的变形较大力引起的变形较大,使构件的临界力显著降低。由稳定理,使构件的临界力显著降低。由稳定理论,两端铰支的轴心受压双肢缀条构件论,两端铰支的轴心受压双肢缀条构件绕虚轴绕虚轴的弹性临界的弹性临界应力为应力为:22,/ycryE1.格构式轴心受压
28、构件的整体稳定承载格构式轴心受压构件的整体稳定承载力力 (1)(1)绕实轴的整体稳定承载力绕实轴的整体稳定承载力122020212222,11EAEEAExXxxxcrx2.2.分肢的稳定性分肢的稳定性 附加弯矩使两肢的内力不等,而附加剪力还使缀附加弯矩使两肢的内力不等,而附加剪力还使缀板构件的分肢产生弯矩。分肢截面的类别还可能比整板构件的分肢产生弯矩。分肢截面的类别还可能比整体截面的低。这些都使分肢的稳定承载力降低。因此体截面的低。这些都使分肢的稳定承载力降低。因此计算时不能简单地采用计算时不能简单地采用 1 0 x(或(或 y)作为分肢的稳)作为分肢的稳定条件。规范规定的分肢稳定要求见式定
29、条件。规范规定的分肢稳定要求见式4-774-77)。2x02cr/E2120 x12027xxxxAA式中式中 0 x 格构式轴心受压构件绕虚轴的换算长细比。格构式轴心受压构件绕虚轴的换算长细比。缀条式缀条式缀板式缀板式 得到绕虚轴的换算长细比后,应以得到绕虚轴的换算长细比后,应以 0 x按相应截面类别按相应截面类别求求 x值。值。3.缀材设计缀材设计(1)(1)格构式轴心受压构件的剪力格构式轴心受压构件的剪力 规范以压杆中高处截面边缘最大应力达屈服强度为条规范以压杆中高处截面边缘最大应力达屈服强度为条件,导出的构件最大剪力件,导出的构件最大剪力V的简化算式为的简化算式为 设计缀材及连接时取剪
30、力沿杆长不变。设计缀材及连接时取剪力沿杆长不变。23585yfAfV (2)(2)缀条的设计缀条的设计 每个每个缀材面如同一平行弦桁架缀材面如同一平行弦桁架,缀条按桁架,缀条按桁架的腹杆进行设计。一根斜缀条承受的轴向力的腹杆进行设计。一根斜缀条承受的轴向力Nt为为 Nt=V1/(n cos)构件失稳时的变形方向不确定,斜缀条可能构件失稳时的变形方向不确定,斜缀条可能受压或受拉。设计时按轴心受压构件设计。单系受压或受拉。设计时按轴心受压构件设计。单系缀条体系的横缀条,其截面尺寸一般取与斜缀条缀条体系的横缀条,其截面尺寸一般取与斜缀条相同,也可按容许长细比确定。相同,也可按容许长细比确定。(3)(
31、3)缀板的设计缀板的设计 缀板柱可视为一多层刚架缀板柱可视为一多层刚架。假定整体失稳时。假定整体失稳时各层分肢中点和缀板中点为反弯点。各层分肢中点和缀板中点为反弯点。剪力剪力 Vj=V1l1/b1 弯矩(与肢件连接处)弯矩(与肢件连接处)M=Vj b1/2=V1l1/2 缀板与分肢间的角焊缝承受剪力和弯矩的共同缀板与分肢间的角焊缝承受剪力和弯矩的共同作用。缀板应有一定的刚度。具体见规范规定。作用。缀板应有一定的刚度。具体见规范规定。(4)(4)柱的横隔设计柱的横隔设计 为了提高格构式构为了提高格构式构件的抗扭刚度,避免构件件的抗扭刚度,避免构件在运输和安装过程中截面在运输和安装过程中截面变形,
32、格构式构件以及大变形,格构式构件以及大型实腹式构件应设置横隔。型实腹式构件应设置横隔。(5)(5)格构式轴心受压构件的设计步骤格构式轴心受压构件的设计步骤 首先选择柱肢截面和缀材的形式(大型柱宜采用缀首先选择柱肢截面和缀材的形式(大型柱宜采用缀条柱,中小型柱可用缀板柱或缀条柱)及钢号,然后按条柱,中小型柱可用缀板柱或缀条柱)及钢号,然后按下列步骤进行设计:下列步骤进行设计:按对实轴按对实轴(yy)的整体稳定选择柱肢截面尺寸,方的整体稳定选择柱肢截面尺寸,方法与实腹柱的计算相同。法与实腹柱的计算相同。按对虚轴按对虚轴(xx)的整体稳定确定两分肢间的距离。的整体稳定确定两分肢间的距离。为了获得双轴
33、等稳定性,应使为了获得双轴等稳定性,应使 0 x=y。对缀条柱应预先初选斜缀条的截面规格或假定对缀条柱应预先初选斜缀条的截面规格或假定截面面积截面面积A A1x1x,如假定,如假定A A1x1x=0.1=0.1A A;对缀板柱应先假;对缀板柱应先假定分肢长细比定分肢长细比 1 1。求出。求出 x x,再计算对虚轴的回转,再计算对虚轴的回转半径半径i ix x :i ix x=l l0 x0 x /x x 根据表根据表4-74-7,可求得所需的两分肢间的距离可求得所需的两分肢间的距离b b1req1req i ix x/2 2。根据。根据b b1req1req即可选定两分肢间的距即可选定两分肢间的距离离b b1 1。一般取截面宽度。一般取截面宽度b b为为10mm10mm的倍数。的倍数。验算对虚轴的整体稳定性,不满足要求时应验算对虚轴的整体稳定性,不满足要求时应 修改修改b b,直至验算满足要求时为止。,直至验算满足要求时为止。刚度验算。对虚轴须用换算长细比。刚度验算。对虚轴须用换算长细比。验算分肢的稳定性。验算分肢的稳定性。设计缀条或缀板设计缀条或缀板(包括它们与分肢的连接包括它们与分肢的连接),并布置横隔。并布置横隔。