第五章轴心受力构件.ppt

第五章轴心受力构件
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§5-1 概述
轴心受力构件(axially loaded members)
指承受通过构件截面形心轴线的轴向力作用的构件
当这种轴向力为拉力时,称为轴心受拉构件(axially tension members),简称轴心拉杆
当这种轴向力为压力时,称为轴心受压构件(pression members),简称轴心压杆
广泛地应用于屋架、托架、塔架、网架和网壳等各种类型的平面或空间格构式体系以及支撑系统中
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支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向受压构件通常称为柱(columns),包括轴心受压柱
柱通常由柱头、柱身和柱脚三部分组成
柱头支承上部结构并将其荷载传给柱身,柱脚则把荷载由柱身传给基础
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轴心受力构件(包括轴心受压柱),按其截面组成形式,可分为实腹式构件和格构式构件两种
实腹式截面:
型钢截面、组合截面
格构式截面:
缀条式、缀板式
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轴心受力构件的设计:
承载能力的极限状态:
轴心受拉构件—强度控制
轴心受压构件—强度和稳定控制
正常使用的极限状态:
通过保证构件的刚度——限制其长细比
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轴心受力构件强度承载力以截面平均应力达到钢材屈服应力为极限
对有削弱的截面,虽然存在应力集中现象,但应力高峰区会率先屈服使应力塑性重分布,最终达到均匀分布
§5-2 轴心受力构件的强度和刚度
强度计算
应力塑性重分布
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轴心受力构件强度计算式:
对普通螺栓连接构件,构件净截面面积An应取正截面(Ⅰ-Ⅰ)和齿状截面(Ⅱ-Ⅱ或Ⅲ-Ⅲ)较小面积计算
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摩擦型高强螺栓连接的构件,连接传力的摩擦力均匀分布于螺孔四周,故孔前传递了一半的力,最外列螺栓处危险净截面强度计算式应为:
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摩擦型高强度螺栓连接拉杆尚需验算毛截面强度
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按正常使用极限状态的要求,轴心受力构件均应具有一定的刚度,保证构件不会产生过度的变形
轴心受力构件的刚度通常用长细比(slenderness ratio)来衡量,长细比愈小,表示构件刚度愈大,反之则刚度愈小
刚度计算
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式中: ——拉杆按各方向计算得的最大长细比;
l0 ——计算拉杆长细比时的计算长度;
  i ——截面的回转半径(与 l0相对应);
   ——容许长细比。按规范采用。
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极限承载力一般由强度控制,设计时只考虑强度和刚度
轴心拉杆的设计
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