《钢结构设计原理第4章（1）+稳定性(单体)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构设计原理第4章（1）+稳定性(单体)（49页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第 四 章 单个构件的承载力 稳 定 性,4.1 稳定问题的一般特点 4.2 轴心受压构件的整体稳定性 4.3 实腹式柱和格构式柱的截面选择 4.4 受弯构件的弯扭失稳 4.5 压弯构件的面内及面外稳定性 4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用,主要内容,4.1.1 失稳的类别,分类： 平衡分岔失稳（第一类稳定问题） 稳定的平衡分岔失稳 不稳定的平衡分岔失稳 极值点失稳（第二类稳定问题） 跃越失稳,4.1 稳定问题的一般特点,第一类稳定问题缺陷不敏感型,第一类稳定问题缺陷敏感型,第二类稳定问题,跃越失稳,4.1.2 一阶和二阶分析,大挠度理论,小挠度理论,一阶分析,二阶分析,k2=P/EI,同时
2、承受纵横荷载的构件,稳定分析的特点： 二阶分析 PPcr时，刚度退化为零，整体问题 线性叠加原理不适用,不是PE，后者特指欧拉力,4.1.3 稳定极限承载能力,切线模量理论（整个截面都处于加载状态，按Et）,稳定问题应计及几何缺陷和力学缺陷,折算模量理论(亦称双模量理论) （弯曲受压侧加载按Et，弯曲受拉侧卸载，按E）,4.1.4 稳定问题的多样性、整体性和相关性,多样性 轴心受压构件、受弯构件、压弯构件、板件 整体性 构件与构件的约束，结构整体关系 相关性 整体失稳、整体与局部、局部失稳,4.2 轴心受压构件的整体稳定性,影响因素: 截面的纵向残余应力 构件的初弯曲 荷载作用点的初偏心 构件
3、的端部约束,4.2.1 纵向残余应力对整体稳定的影响,性质：截面内自相平衡的初始应力 产生原因 测量方法：锯割法 = El1/l1,残余应力的测量和分布,分布：,残余应力对短柱段的影响 切线模量,切线模量 Et = d / d = (dN/A) / (dN/EAe)= EAe/A = kE 屈曲荷载（两端铰接）,4.2.2 初弯曲对轴心受压构件整体稳定的影响,NE=2EI/l2,对于无残余应力的轴心压杆，截面开始屈服时,令0=v0/(W/A)= v0/，为相对初弯曲，则,若v0= l/1000，则,4.2.4 杆端约束对轴心受压构件整体稳定的影响,令 l0= l ，则 Ncr=2EI( l)2
4、,4.2.5 轴心受压构件整体稳定的计算(弯曲屈曲),轴心受压柱的实际承载力,N/(A)f,的分类根据：初弯曲(i/) 、 残余应力,列入规范的轴心受压构件稳定系数,4.2.6 轴心受压构件的扭转屈曲和弯扭屈曲,扭转屈曲（两端简支）,z=5.07b/t,对图(a)的十字形截面：,弯扭屈曲（两端简支）,先计算换算长细比xz，然后由换算长细比求,计算步骤： 计算截面特性，计算长度； 求长细比，若为弯扭失稳或扭转失稳，求换算长细比，一般取较大值； 根据截面形式和加工条件确定截面类别； 根据 和截面类别查 值； 验算：N/(A)f。,4.3 实腹柱和格构柱的截面选择,截面形式：型钢和组合截面 选择原则
5、： 截面壁薄而宽敞 两轴等稳 单角钢和双角钢 圆管 焊接H型钢 方管和箱形截面 十字形截面 冷弯薄壁型钢截面 热轧工字钢和轧制H型钢,4.3.1 实腹柱的截面选择,假定杆的长细比，求和i 求A，再根据回转半径和截面轮廓关系求h和b 验算整体稳定：N/(A)f 截面有较大削弱时，验算强度： N/Anf 内力较小时，按刚度要求： 主要压杆： =150 次要压杆： =200,计算：,4.3.2 格构式柱的截面选择,格构式柱的组成 实轴：与肢件的腹板相交 虚轴：与缀材平面相垂直,缀材的剪切变形较大，要考虑对构件临界力的降低，对虚轴 x,用换算长细比 0x代替 x，对双肢柱：,缀条构件：,缀板构件：,剪
6、切变形对虚轴稳定性的影响,产生原因：弯曲 原则：受力最大纤维屈服,假定：沿杆件全长不变,格构式压杆的剪力, 缀材设计 缀条设计,n=1 n=2,Vb=V/2,角钢单边连接，按轴心压杆设计，强度要折减： 等边角钢：r =0.6+0.0015，但不大于l.0 短边相连的不等边角钢： r =0.5+0.0025，但不大于l.0 长边相连的不等边角钢： r =0.7 ！ 20，取20。对中间无联系的单角钢，取最小轴 ； 否则取与边平行或垂直的轴。, 缀板设计,单肢要求确定l1; 刚度要求确定轴线间距l：缀板线刚度之和不小于柱分肢线刚度的6倍 按多层框架假定求内力： T=Vbl/a M= Vbl/2 角
7、焊缝验算：受剪力T和弯矩M,计算：,作用：保证截面形状和杆件刚度 间距：中距不大于截面较大宽度的9倍且不大于8m，运送单元端部 形式：钢板、角钢,横隔,4.4 受弯构件的弯扭失稳,4.4.1 梁丧失整体稳定的现象,4.4.3 梁的整体稳定计算公式,对于双轴对称工形截面简支梁，纯弯时：,单轴对称截面和一般荷载情况：,式中,b工字形截面简支梁的等效弯矩系数,b截面不对称影响系数：双轴对称工字 形截面取b=0，加强受压翼缘的工字形 截面取 b=0.8(2b1)，加强受拉翼缘的工字形截面取 b=2b1。 b=I1 / (I1+I2),稳定系数的非弹性修正： b0.6时，b=1.070.282/b1.0,4.4.4 梁整体稳定系数b值的近似计算,梁受均布弯矩，且 时 对工字形截面,双轴对称时：,单轴对称时：,4.4.5 梁整体稳定性的保证,有铺板密铺在受压翼缘并与之可靠连接； H型钢或工字形截面简支梁l1/b1满足规范；,不需要验算整体稳定的条件：,箱形截面简支梁满足 h/b06且 l1/b095(235/fy)时,整体稳定验算：,
