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一级建筑师考试建筑结构辅导讲义:钢结构6

|0·2009-10-19 15:27:29浏览0 收藏0

 (3)实腹式轴心受压构件的计算

    实腹式轴心受压构件的计算包括强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面的内容。

    1)强度

    轴心受压构件的强度计算公式同轴心受拉构件一样,采用公式(11166),但式中N为轴心压力设计值,f为钢材抗压强度设计值。

    2)整体稳定

    a.概述

    轴心受压构件,除构件很短及有了L洞等削弱时可能发生强度破坏外,往往当荷载还没有达到按强度考虑的极限值时,构件就会因屈曲而丧失承载力,即整体失稳破坏。稳定问题是钢结构中的一个突出问题,设计时应给予极大的重视。

    材料力学中讨论了理想的轴心受压杆的整体稳定计算,但实际工程中并不存在这种理想的压杆。实际工程中的轴心受压构件常受到以下主要的不利因素的影响:

    (a)初始缺陷

    初始缺陷包括初弯曲和初偏心。构件在制造、运输和安装过程中,不可避免地会产生微小的初弯曲;由于构造或施工的原因,轴向压力没有通过构件截面的形心而形成偏心。

 这样,在轴向压力作用下,构件侧向挠度从加载起就会不断增加,使得构件除受有轴向压力作用外,实际上还存在因构件挠曲而产生的弯矩(如图11-88),从而降低了构件的稳定承载力。

    (b)残余应力

    残余应力是指构件受力前,构件内就已经存在自相平衡的初应力。构件的焊接、钢材的轧制、火焰切割等会产生残余应力。图11-89给出了焊接工字形截面构件的残余应力(焊接应力)的分布(+”号表示残余拉应力,“―”号表示残余压应力)。残余应力通常不会影响构件的静力强度承载力,因它本身自相平衡。但残余压应力将使其所处截面提早发展塑性,导致轴心受压构件的刚度和稳定承载力下降。   

    b.整体稳定计算

    轴心受压构件整体稳定按下式计算:

《钢结构规范》对各种截面形式、不同的加工方法以及相应的残余应力分布模式,并考虑了11000杆长的初弯曲,共计算了96条稳定系数与长细比的关系曲线,最后按相近的计算结果归纳为abc三条曲线,如图1190所示。

 实际计算时,根据求得的构件的长细比,按钢材的种类、截面的分类查《钢结构规范》附录表C-1C-5得到轴心受压构件的稳定系数值。

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