4.1 PC轴拉构件分析
第四章 钢结构设计原理-受拉构件和索
4.1.1 截面形式
热轧型钢和冷弯薄壁型钢－受力较小时 型钢或钢板组成的实腹式截面－受力较大时 型钢组成的格构式截面－构件较长且受力较大时
4.1.2 轴心受拉构件的强度
1. 截面无削弱时的强度
• 以截面的拉应力达到屈服点作为轴拉构件的强度准则。(强化阶段已无意义)
My Wpny
fd
N An
Mx
xWxn
My
yWyn
fd
4.2.4 拉弯构件的稳定问题
轴拉构件：不产生压应力，不存在稳定问题。
拉弯构件：
N M 0 AW N M 0 AW
应考虑稳定 不考虑稳定
拉弯构件稳定包括整体稳定和局部稳定。
N很小时，可仅考虑弯矩作用下的整体稳定； N较大时，应考虑N对受弯整体稳定的有利作用。
NP Af y
• 工程设计：
N Nd Afd 即 N A fd f y R Q235 : R 1.087 Q345 / 390 / 420 : R 1.111
2. 截面有削弱时的强度
• 屈服截面应力重分布，削弱截面 平均应力达到抗拉强度而破坏。
Nu An fu
• 构件不破坏的条件为：
• 净截面位置一般在构件的拼接处或 构件两端的节点处。
• 若工字型截面上、下翼缘和腹板都 有拼接板，力可通过腹板、翼缘直 接传力。
• 该连接构造净截面全部有效。
• 有些连接构造中，净截面不一定均能发挥作用，如仅上、下翼缘设有连 接件的工字型截面。
• 在力接近连接处时，截面应力从均匀转为不均匀分布，该截面未全部发
q2
H
2
q02 H02
轴心受拉构件
第四章 轴心受拉构件
4.1
概述
4.2
轴心受拉构件的强度＊ ＊
4.3
轴心受拉构件的刚度＊ ＊
4.4
轴心受拉构件的设计＊ ＊
2
4.1 概述
4.1概述
4.1.1轴心受拉构件的应用 网壳
塔架
桁架
4
4.1概述
4.1.2轴心受拉构件的类型
按截面形式分
实腹式
格构式
缀条式 缀板式
5
4.1概述
4.1.3轴心受拉构件的截面形式
An
或N An f 注意An 的确定
fy
11
4.2轴心受拉构件的强度
构 件 的 净 截 面 面 积 计 算
12
4.2轴心受拉构件的强度
特例：对于摩擦型高强螺栓连接，应验算两项内容。
净截面验算
N' f
An
N N N' N0.5(1nn1N0.5n1 / n)
毛截面验算
Nf
A
13
4.3 轴心受拉构件的刚度
18
4.4轴心受拉构件的设计
解：1）受拉承载力 查表得，f=215N/mm2。为确
定破坏面，将角钢展开成平面。 正交净截面的面积为： An (45 100 45 20)10 2 3400mm 2
齿状净截面的面积为：
An (45 1002 402 45 20 2)10 2 3150mm 2
a）热轧型钢Biblioteka 冷弯薄壁型钢；b）由型钢或钢板组合成的截面；c）格构式 6
4.1概述
格 构 式 的 两 种 类 型
（a）缀条式
（b）缀板式
7
4.1概述
4.1.4轴心受力构件的设计内容
第4章轴心受力构件的承载力计算
柱的长细比较大，柱的极限承载力将受侧向变形所引起的附加弯矩影响而 降低。
第4章 轴心受力构件的承载力计算
1. 受力分析及破坏特征 ⑴受压短柱 第Ⅰ阶段——弹性阶段 轴向压力与截面钢筋和混凝土的应力 基本上呈线性关系
第Ⅱ阶段——弹塑性阶段 混凝土进入明显的非线性阶段，钢筋 的压应力比混凝土的压应力增加得快， 出现应力重分布。
Asso
d cor Ass1
s
计算螺旋筋间距s， 选螺旋箍筋为
12，Assl=113.1mm2
s
d cor Assl
Asso
3.14 450 113.1 69.4mm 2303
取s=60mm，满足s ≤ 80mm（或1/5dcor）
第4章 轴心受力构件的承载力计算
截面验算 一
由混凝土压碎所控制，这一阶段是计算轴心受压构件极限强度的依据。
第4章 轴心受力构件的承载力计算
⑵受压长柱
初始偏心距
附加弯矩和侧向挠度
加大了原来的初始偏心距
构件承载力降低
破坏时，首先在凹侧出现纵向裂缝，随后混凝土被压 碎，纵筋被压屈向外凸出；凸侧混凝土出现垂直于纵 轴方向的横向裂缝，侧向挠度急剧增大，柱子破坏。
第4章 轴心受力构件的承载力计算
2.配有普通箍筋的轴心受压构件正截面承载力计算方法
f c A) N 0.9 ( f y As
N－轴向力设计值；
N
－钢筋混凝土构件的稳定系数；
f y－钢筋抗压强度设计值； fc f y A s
A s－全部纵向受压钢筋的截面面积；
f c－混凝土轴心抗压强度设计值； A －构件截面面积，当纵向配筋率大于0.03时， A改为Ac， Ac =A- A s； 0.9 －可靠度调整系数。 h
第4章轴心受力构件1211
轴 心 受 力 构 件
强度 （承载能力极限状态） 轴心受拉构件 刚度 （正常使用极限状态） 强度 轴心受压构件 稳定 刚度 （正常使用极限状态）
（承载能力极限状态）
设计轴心受拉构件时，应根据结构用途、构件受 力大小和材料供应情况选用合理的截面形式，并对所 选截面进行强度和刚度计算。 设计轴心受压构件时，除使截面满足强度和刚度 要求外尚应满足构件整体稳定和局部稳定要求。实际
结构构件，稳定计算比强度计算更为重要。强度问题与 稳定问题虽然均属第一极限状态问题，但两者之间概念 不同。强度问题关注在结构构件截面上产生的最大内力 或最大应力是否达到该截面的承载力或材料的强度，强 度问题是应力问题；而稳定问题是要找出作用与结构内 部抵抗力之间的不稳定平衡状态，即变形开始急剧增长
的状态，属于变形问题。
N f An ,1 其中：An ,1 b n1 d 0 t ;
f 钢材强度设计值 ; d 0 螺栓孔直径； b 主板宽度；t 主板厚度。
拼接板的危险截面为2-2截面。
考虑孔前传力50%得： 2-2截面的内力为：
2
t1 t b
N
b1
N
0.5n2 N 0.5 N 1 n 2 n2 计算截面上的螺栓数； n 连接一侧的螺栓总数。 N f 其中：An , 2 b1 n2 d 0 t 1 ; An , 2
上，只有长细比很小及有孔洞削弱的轴心受压构件，
才可能发生强度破坏。一般情况下，由整体稳定控制 其承载力。 轴心受压构件丧失整体稳定常常是突发性的，容 易造成严重后果，应予以特别重视。
§4-2 轴心受力构件的强度和刚度
一、强度计算（承载能力极限状态）
钢结构设计规范·轴心受力构件和拉弯、压弯构件的计算·拉弯构件和压弯构
4.1.1在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗弯强度应按下列规定计算:`(M_x)/(γ_xW_(nx))+(M_y)/(γ_xW_(ny))≤f`（4.1.1）式中M x、M y——同一截面处绕x轴和y轴的弯矩(对工字形截面：x轴为强轴，y轴为弱轴);Wｎｘ、Wｎｙ——对x轴和y轴的净截面模量;γx、γy——截面塑性发展系数;对工字形截面γy=1.20;对箱形截面，γX=Y y=1.05;对其他截面，可按表5.2.1采用;f——钢材的抗弯强度设计值。
当梁受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于13`sqrt(235//f_y)`而不超过15`sqrt(235//f_y)`时，γx=1.0。
f y应取为钢材牌号所指屈服点。
对需要计算疲劳的梁，宜取γx=γy=1.0。
4.1.2在主平面内受弯的实腹构件(考虑腹板屈曲后强度者参见本规范第4.4.1条)，其抗剪强度应按下式计算:`τ=(VS)/(It_w)`(4.1.2)式中V——计算截面沿腹板平面作用的剪力;S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩;I——毛截面惯性矩;t w——腹板厚度;fv——钢材的抗剪强度设计值。
4.1.3当梁上翼缘受有沿腹板平面作用的集中荷载、且该荷载处又未设置支承加劲肋时，腹板计算高度上边缘的局部承压强度应按下式计算:`σ_c=(varphiF)/(t_wl_z)≤f`(4.1.3-1)式中F——集中荷载，对动力荷载应考虑动力系数;ψ——集中荷载增大系数;对重级.工作制吊车梁ψ=1. 35;对其他梁，ψ=1.0；l z——集中荷载在腹板计算高度上边缘的假定分布长度，按下式计算:l2=a+5h y+2h R ( 4.1.3-2 )a——集中荷载沿梁跨度方向的支承长度，对钢轨上的轮压可取50mm;h y——自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离;h R——轨道的高度，对梁顶无轨道的梁h R=0;f——钢材的抗压强度设计值。
pc构件可行性研究报告
pc构件可行性研究报告一、研究背景随着计算机技术的不断发展，PC构件作为计算机硬件设备的重要组成部分，得到了广泛的应用。
PC构件具有功能强大、性能稳定、易于更换和维护等特点，因此在计算机领域中具有重要的地位。
然而，在市场上存在着各种不同种类的PC构件，其质量和性能也存在差异，因此如何选择合适的PC构件成为了消费者和生产商都需要考虑的重要问题。
二、研究目的本研究旨在通过对市场上主流PC构件的性能、质量、价格等方面进行综合评估，分析其在实际应用中的可行性，为消费者和生产商选择合适的PC构件提供参考依据。
三、研究方法本研究采用文献调研和实地调查相结合的方法，通过对市场上主流PC构件的性能指标、用户评价、价格等数据进行收集和整理，进行定性和定量分析，评估其可行性。
四、研究内容1. PC构件性能评估通过对市场上主流CPU、内存、硬盘、显卡等PC构件的性能指标进行调查和比较，评估其在实际应用中的表现。
主要从性能稳定性、运行速度、散热效果等方面进行评估。
2. PC构件质量评估通过对市场上主流PC构件的品牌声誉、质保期、售后服务等方面进行调查和比较，评估其质量水平。
主要从质量可靠性、做工精细度、外观设计等方面进行评估。
3. PC构件价格评估通过对市场上主流PC构件的价格进行调查和比较，评估其性价比。
主要从性能价格比、品牌溢价等方面进行评估。
五、研究结论1. 在CPU方面，Intel、AMD等品牌的CPU表现优异，性能稳定，运行速度快，适合高性能计算需求的用户选择。
2. 在内存方面，Kingston、Corsair等品牌的内存具有较高的品质保证，适合对性能要求较高的用户选择。
3. 在硬盘方面，西数、希捷等品牌的硬盘质量较好，散热效果也较出色，适合需长时间进行数据存储的用户选择。
4. 在显卡方面，Nvidia、AMD等品牌的显卡性能优异，画质清晰，适合进行高清视频处理和游戏应用的用户选择。
六、研究建议1. 消费者在选择PC构件时应根据自身的使用需求和预算情况综合考虑性能、质量和价格等方面的因素，选择合适的PC构件。
钢结构-4-1解析
4.1 概 述
格构式截面
4.2 轴心受力构件的强度和刚度
4.2.1 轴心受力构件的强度计算
以截面的平均应力达到钢材的屈服点为承载力极限状态
4.2 轴心受力构件的强度和刚度
4.2.1 轴心受力构件的强度计算
以截面的平均应力达到钢材的屈服点为承载力极限状态
N f
An
(4-1)
式中：N—构件的轴心拉力或压力设计值 An—构件的净截面面积 f —钢材的抗拉力、抗压强度设计值
3 构件长细比应按照下列规定确定：
(1)双轴对称截面或极对称截面构件
x l0x / ix
y
l0 y
/
i
y
An 2436
毛截面验算
N 600 103 178 .6(N / mm 2 ) f 215 (N / mm 2 )
A 240 14
4.3 轴心受压构件的整体稳定
当长细比较大截面又没有削弱时，轴心受压构件一般不会发 生强度破坏，整体稳定是受压构件确定截面的决定性因素。
轴心受压构件稳定承载力计算
稳定问题（整体稳定和局部稳定）
正常使用极限状态，刚度问题（长细比） 受拉构件的设计：进行强度和刚度的验算。 受压构件的设计：进行强度、稳定和刚度的验算。
Байду номын сангаас
4.1 概 述
轴心受力构件的截面形式
实腹式截面 格构式截面
实腹式截面
4.1 概 述
格构式截面 截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。
第 4 章 轴心受力构件
4.1 概 述
轴心受力构件：轴心受拉构件（轴心拉杆） 轴心受压构件（轴心压杆）
实际上真正的轴心受力构件并不存在，原因是材质不均匀、 初始缺陷、残余应力的影响。
pc构件工作总结
pc构件工作总结
PC构件工作总结。
PC构件工作是现代建筑中非常重要的一部分，它们可以提高建筑的结构强度
和稳定性，同时也可以减少建筑的自重，增加建筑的使用空间。
在过去的一段时间里，我有幸参与了多个PC构件工作项目，积累了一些经验和体会，现在我想对这
些工作进行总结。
首先，在PC构件工作中，设计是非常重要的一环。
在设计阶段，需要充分考
虑到建筑的结构特点和使用要求，同时也要考虑到PC构件的制作工艺和安装方式。
只有合理的设计才能保证PC构件的质量和稳定性。
其次，在PC构件的制作过程中，需要严格控制材料的选择和加工工艺。
PC构
件通常使用混凝土和钢筋作为主要材料，因此在材料选择上要保证质量可靠，同时在加工工艺上要保证精准度和稳定性。
最后，在PC构件的安装过程中，需要严格遵守相关的安全规范和操作规程。
PC构件的安装通常需要大型机械设备和高空作业，因此安全风险比较大，必须保
证安装过程中的安全性和稳定性。
总的来说，PC构件工作是一个需要高度专业知识和严谨态度的工作，只有在
设计、制作和安装各个环节都严格把关，才能保证PC构件的质量和稳定性。
希望
在未来的工作中，我能够继续提升自己的专业技能，为PC构件工作做出更大的贡献。
钢结构 第四章11
4.5
柱头和柱脚
一、梁与柱的连接 方位： 1. 顶部连接 2. 侧面连接 支撑方式 1. 铰接 2. 刚接
柱的顶部与梁（桁架）连接的部分称为柱头。 作用是通过柱头将上部结构的荷载传到柱身。
柱的顶部与梁（桁架）连接的部分称为柱头。 作用是通过柱头将上部结构的荷载传到柱身。 设计的原则：传力明确、 安全可靠、 经济合理， 便于制造和安装。
式中： A — 两个柱肢的毛截面面积之和； A1x — 斜缀条的毛截面面积之和； λ — 整个柱对虚轴的长细比。
x
2
2、绕虚轴（x-x轴） 需要先计算，换算长细比，再以此查稳定系数， 查出稳定系数后的计算公式，为
N x f A
双肢缀板柱
λ 0x
λ 1 l 01 i1
λ λ
第4 章
4.1 4.2 4.3 4.4 4.5
轴心受力构件
概述 轴心受拉构件 实腹式轴心受压构件 格构式轴心受压构件 柱头和柱脚的设计
４.１ 概述 一、定义：
指只承受通过构件截面形心线的轴向力作用 的构件。
轴心受力构件广泛应用于各种钢 结构之中，如网架与桁架的杆件、 钢塔的主体结构构件、双跨轻钢厂 房的铰接中柱、带支撑体系的钢平 台柱等等。
4.3.1 轴心受压构件的强度和刚度
一、强度
N σ f An
λy l 0y iy λ
二、刚度要求
l 0x λx λ ix
４.３.2 轴心受压构件的稳定问题
一、稳定问题的概念 • 稳定平衡状态是指结构或构件或板件没有
突然发生与原受力状态不符的较大变形而起头承 载能力的状态。 • 突然发生与原受力状态不符的较大变形而丧失承 载能力叫丧失稳定(简称失稳)。 • 失稳之前的最大力则称为稳定承载力或临界力 —— 相应的应力称为临界应力
pc 构件 可行性研究报告
pc 构件可行性研究报告一、研究目的和意义PC构件是预制混凝土构件的一种，广泛应用于建筑、桥梁、隧道等工程中。
随着城市化进程的加快和建筑行业的发展，PC构件的需求量不断增加。
本报告旨在对PC构件的可行性进行全面研究，包括市场需求、技术研发、生产工艺、成本和经济效益等方面，为PC 构件的生产和推广提供科学依据。
二、市场需求分析1. 市场背景PC构件作为一种先进的建筑材料，具有强度高、耐久性好、施工快捷等优点，受到了建筑行业和政府的重视。
随着城市化进程不断加快，建筑行业的需求也在不断增加，PC构件的市场需求量逐渐增加。
2. 市场需求状况目前，PC构件在建筑、桥梁、隧道等领域的应用较为广泛，但市场上存在着一些问题，如产品质量不稳定、供应不足、价格偏高等。
因此，需要进一步研究和推广PC构件，以满足市场需求。
3. 市场前景随着城市建设的不断推进，PC构件的市场需求将会逐步增加。
此外，政府对于PC构件的支持政策不断出台，为PC构件的生产和应用提供了良好的政策环境。
可以预见，PC构件具有良好的市场前景。
三、技术研发分析1. 技术现状PC构件的生产技术相对成熟，已经广泛应用于建筑领域。
目前，国内外已经有许多PC构件生产企业，具备了一定的生产能力和技术水平。
2. 技术问题目前，PC构件的生产技术还存在一些问题，如生产工艺不够完善、产品质量不稳定、成本偏高等。
需要进一步加大技术研发力度，解决这些问题。
3. 技术研发方向未来，PC构件的技术研发应该着重解决产品质量、成本和生产效率等方面的问题，推动PC构件生产技术不断进步。
四、生产工艺分析1. 生产工艺流程PC构件的生产工艺包括原材料配比、模具制造、混凝土浇筑、养护、脱模、加工等多个环节，需要有严格的生产流程和质量管理控制。
2. 工艺优化通过对生产工艺进行优化，可以提高生产效率、降低生产成本，提升产品质量。
未来，可以通过引进先进的生产设备和工艺，进一步优化生产工艺。
3. 技术创新未来，需要加大对生产工艺的技术创新力度，引进先进的生产技术和工艺，不断提高生产效率和产品质量。
第4章轴心受拉构件介绍
轴心受拉构件
Chapter 4 Axial Tension Member
钢结构基本原理
Basic Principles of Steel Structure
主要内容
4.1 轴心受力构件的截面形式
4.2 轴心受拉构件的强度 4.3 轴心受拉构件的刚度 4.4 轴心受拉构件的运用类型 4.5 索的力学性能和计算方法
由 X 0 dH dx 0 dx
d 2z q q 2 两次积分： 2 z x C1 x C2 dx H 2H
将边界条件代入上式：x 0; z 0
x l; z c
q c z xl x x 2H l c 设索中点的挠度为 f，中点坐标 zc f ，代入上式 2 4 fxl x c z x 2 l l 4 fxl x 抛物线 如果c 0，则： z l2
y
dA
y
x
xdA
A
A
x x
S y xdA
A
y
ydA
A
A
S x ydA
A
（2）非紧密连接方式
净截面有效系数 130
a
22.5 1.4 22.5 1.4 0.9 1 . 4 15 1.4 0.7 2 22.5 1.4 0.9 15 1.4
4.2 轴心受拉构件的强度
1、承载极限
截面平均应力达到fu，但缺少安全储备。 毛截面平均应力达fy，结构变形过大。
2、计算准则：
毛截面平均应力不超过fy。
3、设计准则
净截面平均应力不超过钢材 的抗拉强度设计值。
钢材的应力应变关系
4.2 轴心受拉构件的强度
6钢筋混凝土轴心受拉构件
E c
2Eftk
2
弹性状态时：
N A A
SS
CC
N ( A A )
ES
C
C
塑性状态时：
随着荷载的增加，混凝土受拉塑性变形开始出现。
N (A A )
Es
C
C
——钢筋弹性模量与混凝土变形模量（割线模 E 量）之比。
3
即将开裂时：
混凝土应力等于其开裂强度，并且进入了塑性 发展阶段，其变形模量降低 E'c=0.5Ec
箍 筋：
固定纵筋位置
8
§4.3 轴心受拉构件的裂缝宽度验算
裂缝宽度的计算公 式 平均裂缝间距lcr
Lcr=1.1(2.7c+0.1d/ρte)v
式中 c—最外层纵向受拉钢筋外边缘至受拉区底边的距离 （mm），当c<20时，取c=20;
d—钢筋直径（ mm）
ρte—按有效受拉混凝土截面面积计算的纵向受拉钢筋
Nu= As fy
5
§4.2 轴心受拉构件的承载力计算 一、计算公式
N Nu= As fy N ––– 轴向拉力的设计值 N u ––– 轴向受拉构件的极限承载力 As ––– 纵向受拉钢筋截面面积
6
fy ––– 钢筋抗拉设计强度值
注: 对于轴心受拉和小偏心受拉构件而言，当 fy>
300N/mm2时，仍按300N/mm2取用； 目的：为了控制受拉构件在使用荷载下的变形和 裂缝开展；
配筋率 v—纵向受拉钢筋表面特征系数
9
最大裂缝宽度ωmax
2.7
ss
(2.7c
0.1
d
)v
max
E
s
te
式中 ψ—裂缝间纵向受拉钢筋应变不均匀系数
轴心受拉构件受力特点
轴心受拉构件受力特点引言轴心受拉构件是一种常见的工程结构，广泛应用于建筑、桥梁、机械等领域。
在设计和分析轴心受拉构件时，了解其受力特点对于确保结构的安全性和可靠性至关重要。
本文将介绍轴心受拉构件的基本概念、力学模型以及其受力特点。
1. 轴心受拉构件的定义轴心受拉构件是指在轴向拉力作用下产生变形的结构元素。
它通常由直线段组成，两端固定，并且仅在轴向上承受外部载荷。
2. 力学模型为了研究轴心受拉构件的受力特点，我们需要建立一个适当的力学模型。
典型的轴心受拉构件可以看作是一根无限长的细杆，其截面积均匀且不变。
假设该杆材料具有线弹性，在小变形范围内满足胡克定律。
根据胡克定律，应变与应力之间存在线性关系：σ=Eε其中，σ为轴心受拉构件上的应力，E为弹性模量，ε为单位长度的伸长应变。
对于轴心受拉构件，由于其截面积均匀且不变，所以在轴向上的应力也是均匀且不变的。
假设轴向拉力为F，截面积为A，则应力可以表示为：σ=F A由胡克定律可得：FA=Eε将伸长应变ε定义为单位长度的伸长量δ与原始长度L0之比：ε=δL0代入上述公式可得：F A =EδL0化简后可得轴心受拉构件的基本方程：F=EAδ3. 受力特点根据上述基本方程，我们可以得出轴心受拉构件的受力特点。
3.1. 线弹性特性轴心受拉构件在小变形范围内具有线弹性特性。
即在外部载荷作用下，构件会产生相应的伸长量，但在去除载荷后能够完全恢复到初始状态。
3.2. 受力集中轴心受拉构件在受力过程中，由于截面积均匀且不变，所以应力也是均匀且不变的。
因此，外部载荷会集中在构件的两端，对称地作用于截面上。
3.3. 应力与应变成正比根据胡克定律，轴心受拉构件的应力与应变成正比。
弹性模量E是衡量材料抵抗形变能力的重要参数。
不同材料具有不同的弹性模量，因此在相同外部载荷下，材料越硬、刚性越高的构件产生的伸长量越小。
3.4. 构件伸长当外部载荷作用于轴心受拉构件时，由于材料的弹性特性和胡克定律的约束，构件会发生伸长。
构件的承载能力分析轴向拉伸与压缩
构件的承载能力分析轴向拉伸与压缩刚体和变形体(deformable body)在外力作用下，一切固体都将发生变形deformation（尺寸和形状），故称为变形固体。
材料力学中的固体一般是指变形体。
构件element组成机械的零部件或工程结构中的构件统称为构件。
桥式起重机的主梁、吊钩、钢丝绳；悬臂吊车架的横梁AB，斜杆CD都是构件。
1.构件承载能力分析的内容材料力学是一门研究构件承载能力的科学。
为满足工程结构或机械的正常工作,构件应具有足够的承载能力。
对构件的三项基本要求：(1)强度(Strength)——构件在外载作用下，具有足够的抵抗断裂破坏的能力。
例如储气罐不应爆破；机器中的齿轮轴不应断裂失效等。
(2)刚度( Stiffness )——构件在外载作用下，具有足够的抵抗变形的能力。
如机床主轴变形不应过大，否则影响加工精度。
(3) 稳定性(Stability)——某些构件在特定外载，如压力作用下，具有足够的保持其原有平衡状态的能力。
例如千斤顶的螺杆等材料力学的任务：1)研究构件的强度、刚度和稳定性；2)研究材料的力学性能；3)为合理解决工程构件设计中安全与经济之间的矛盾提供力学方面的依据。
2.变形固体的基本假设在外力作用下，一切固体都将发生变形，故称为变形固体，而构件一般均由固体材料制成，所以构件一般都是变形固体。
由于变形固体种类繁多，工程材料中有金属与合金，工业陶瓷，聚合物等，性质是多方面的，而且很复杂，因此在材料力学中通常省略一些次要因素，对其作下列假设：（1）均匀连续性假设：假定变形固体内部毫无空隙地充满物质，且各点处的力学性能都是相同的。
（2）各向同性假设: 认为物体内在各个不同方向上的力学性能相同。
（3）弹性小变形条件：在载荷作用下，构件会产生变形。
实验证明，当载荷不超过某一限度时，卸载后变形就完全消失。
这种卸载后能够消失的变形称为弹性变形elastic deformation 。
若载荷超过某一限度时，卸载后仅能消失部分变形，另一部分不能消失的变形称为塑性变形plastic deformation 。
第三章 轴压构件分析
刚度通过限制构件的最大长细比max来实现 ：
刚度验算
l0
i
(x , y )max
x
l0x ix
,
y
l0 y iy
l0x，l0y —— 构件的计算长度； ix，iy —— 截面回转半径；
[] —— 容许长细比。
平衡分岔失稳（第一类稳定问题） ➢ 稳定平衡分岔失稳 ➢ 不稳定平衡分岔失稳
极值点失稳（第二类稳定问题） 跃越失稳 （不常见）
（1） 稳定平衡分岔失稳 失稳后，变形增加，荷载也增加，可以
继续利用——屈曲后强度。 如理想的轴压杆、中面受压的板。
实线为理想构件； 虚线为有缺陷的构件
（2） 不稳定平衡分岔失稳 失稳后，变形增加，需要减小荷载才能维持平衡。 理论最大荷载（临界荷载)为Pcr。 如理想的承受轴心受压圆柱壳。
3.中、重级工作制吊车桁架的下弦杆长细比不宜超过200。 4.在设有夹钳吊车或刚性料耙吊车的厂房中,支撑(表中第2项除外)的细长比不宜 超过300。 5.受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时，其长细比不宜超过250。 6.跨度等于或大于60m的桁架，其受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超过300(承受静 力荷载)或250(承受动力荷载)。
4.4 轴心受压构件的整体稳定
当轴心受压构件的长细比较大； 截面又没有孔洞削弱时， 一般情况下强度条件不起控制作用，不必进
行强度计算 整体稳定条件成为确定构件截面的控制因素。
失稳的定义和特点
在压力作用下，构件的外力必须和内力相平衡。平衡有稳 定、不稳定之分。当为不稳定平衡时，轻微的扰动就会使构件 产生很大的变形而最后丧失承载能力，这种现象称为丧失稳定 性，简称失稳，也称屈曲。 特点：与强度破坏不同，构件整体失稳时会导致完全丧失 承载能力，甚至整体结构倒塌。失稳属于承载能力极限状态。 与混凝土构件相比，钢构件截面尺寸小、构件细长，稳定问题 非常突出。只有受压才有稳定问题。
PC后张法轴心受拉构件手算与电算对比分析研究
PC后张法轴心受拉构件手算与电算对比分析研究摘要：为了提高土木工程专业PC后张法轴心受拉构件手算的可靠性，引发土木工程专业大学生对PC后张法轴心受拉构件以及预应力混凝土构件和结构的兴趣；本文采用MATLAB语言编制了PC后张法轴心受拉构件手算校核系统Post_PC，通过计算机程序Post_PC与手算的计算结果进行比较，可以对手算计算结果的进行验证，大大提高PC后张法轴心受拉构件手算的准确性和效率。
关键词：PC；后张法；轴心受拉构件DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.09.224预应力混凝土轴心受拉构件是混凝土结构中一种典型的受力构件，文章介绍了预应力混凝土不同于一般混凝土构件的计算方法[1]。
基于预应力度原理建立的各类预应力混凝土受弯构件截面设计的理论设计计算法，具有概念清楚，使用简便灵活，能迅速对构件截面尺寸和配筋作出合理选择的特点。
本文将之推广应用到轴心受拉、偏心受拉、偏心受压等构件的各类预应力混凝土截面设计中也是可行的，仍保留了其特点[2]。
多年来，作者的教学实践证明，PC后张法轴心受拉构件设计具有如下缺点：首先，这是土木工程专业大学生第一次接触到的预应力的概念，学生普遍感觉比较难。
其次，在计算过程中，对基本方法、基本构造、施工方法不是很熟悉。
最后，在计算过程中经常有错误和笔误。
针对学生的这些缺点，本文采用MATLAB语言编制了PC后张法轴心受拉构件手算校核系统Post_PC。
通过该软件，可以引发学生对PC后张法轴心受拉构件手算的兴趣。
1 Post_PC软件介绍作者用MATLAB语言来开发PC后张法轴心受拉构件手算校核系统，简称Post_PC软件，软件界面如下图1所示，可以运用可视化的图形用户界面GUI，使学生比较直观的计算结果，并以Excel表格的形式存储起来。
本软件，主要研究了PC后张法轴心受拉构件的内力计算、配筋设计、施工阶段和使用阶段的验算，操作分三步：读取数据、界面设计、生成Excel表格。
4 轴压及轴拉构件受力性能 2
N Ncu ( f c A f yAs )
轴心受压承载力公式应用 1. 既有构件轴心承载力计算
由l0/b查表4-1求 验算fy400N/mm2
若As/bh3%，则A=bh；
若As/bh>3%，则A=bh-As
Ncu ( f c A f y ' As ' )
《混凝土结构设计规范》中， 为安全计，取值小于上述结 果，详见教材表4-1
普通箍筋轴压柱正截面承载力公式
s Ncu fc A
l s Ncu Ncu
轴心受压短柱
当纵筋配筋率大于3％ f yAs 时，A中应扣除纵筋截 面的面积。
轴心受压长柱
稳定系数
N N
l cu s cu
稳定系数 主要与柱的 长细比l0/b有关
有明显流幅的钢筋
无明显流幅的钢筋
《规范》提出的混凝土应力-应变曲线表达式
70
C80
60
50
C60
40
C40
30
20
C20
10
0 0.001 0.002 0.003 0.004
变形条件：
s c
y
fy Es
物理关系： s E s
s fy
2 2 c fc 0 0
t
Nc l i
Nc l （i+ cr）
As’
l
Nc c 2 A s 2 ' As '
c1
c2
As ‘s2’
s 2 ' Es (1 Ct ) i (1 Ct ) s1 ' c 2
PC构件吊点设计及吊装分析
PC构件吊点设计及吊装分析1、吊点设置本工程预制构件分为预制外墙板；预制内墙板；预制阳台、空调板；预制叠合板；预制叠合梁。
根据构件的分类及重量，设置不同吊点及吊点位置。
1.1、吊钉PLE（曙光）圆头吊钉系列符合国家国家制定的用于预制混凝土元件的吊钉系统，及有关吊运安全条例，吊钉通过圆角把荷载转移至混凝土，从而用相对较短的吊钉也可以获得较高的允许荷载，即使在薄墙板中，荷载也能有效的传递至混凝土及钢筋上，由于吊钉的圆角对称形状，因此放置吊钉时不需要特殊的定位。
圆头吊钉是由承重等级为1.3-32t，材料由各种高质棒材制作而成，如碳钢、不锈钢等。
根据不同的用途，吊钉的长度也可以不同，较长的吊钉用于边缘间距小或低强度的混凝土吊装上。
为满足吊运安全，吊运过程中需注意对圆头吊钉进行改变和焊接都是严格禁止的。
吊钉大样吊钉荷载受力情况1.2、吊钉位置布置本工程户型主要分为C、D户型，1#主楼由C、D户型组成，本次吊钉布置以1#楼为参考依据，主要分析C、D户型内主要PC构件吊点布置。
吊钉的布置原则为吊钉离混凝土一侧的最小距离（ar）是吊钉长度（L）再加上吊钉到水泥面值的“s”的3倍=（3×（L+s））。
布置如下：吊钉布置原则根据现场施工需求，本工程塔吊选用型号为QTZ160（6518）和QTZ160（6517）两种型号，其中1#、3-2#、4-1#、4-2#、7#、8-2#塔吊采用QTZ160（6518），吊装阶段臂长45m 及35m。
其中2-1#、2-2#、3-1#、5#、6#、8-1#塔吊采用QTZ160（6517），吊装阶段臂长为35m及30m。
具体起重特性如下图所示：2.1、QTZ160（6518）塔吊起重特性表及主要技术参数2.2、QTZ160（6517）塔吊起重特性表及主要技术参数3、塔吊平面定位图A地块塔吊平面布置图B地块塔吊平面布置图C地块塔吊平面布置图DE地块塔吊平面布置图以1#楼为参考分析塔吊吊重，其他楼栋参考1#楼分析施工。
房屋建筑pc构件
房屋建筑pc构件房屋建筑PC构件引言：随着社会的发展，人们对住宅建筑的要求也越来越高。
传统的混凝土建筑及木结构建筑已经不能满足人们对于住宅的安全性、耐久性和舒适度的要求。
因此，越来越多的房屋建筑采用了先进的预制混凝土（PC）构件。
PC构件具有许多优点，如施工快速、质量可控、提高房屋的抗震性能等。
本文将详细介绍房屋建筑PC构件的相关内容。
一、PC构件的定义和分类 PC构件是指在工厂或者现场通过预先制作的模板将混凝土浇筑成具有设计形状和尺寸的构件。
按照构件的用途，可以将PC构件分为墙体构件、楼板构件、梁柱构件和装配式房屋构件等。
每种构件都有其独特的设计和特点，以满足不同房屋的需求。
二、PC构件的优点 1. 施工快速：PC构件大部分是在工厂预制完成的，只需运输到现场进行安装，相比传统建筑节省了大量的施工时间。
迅速的施工速度可大大减少对居住者的困扰。
2. 质量可控：PC构件采用工厂化模块化生产，实现质量的可控，减少了施工现场的因素对建筑质量的影响。
这种方式能够更好地保证建筑的质量和安全性。
3. 抗震性能强：PC构件制作时采用特殊的钢筋配筋和加固措施，使得建筑整体具备较强的抗震性能。
这对于地震频发地区的房屋建设至关重要。
4. 省工省料：PC构件的工厂化生产不仅可以大幅减少劳动力成本，还能有效节约材料。
传统建筑由于现场操作不可避免地会造成许多材料的浪费，而PC构件的预制过程中材料使用率更高。
5. 节能环保：PC构件采用的是绿色环保的材料，施工过程中不会产生大量的废水废气。
同时，PC构件还具有良好的保温和隔音效果，减少了能源的消耗。
三、PC构件的应用范围 1. 住宅建筑：PC构件可以用于各类住宅建筑，包括别墅、公寓楼、集体宿舍等。
由于施工速度快、质量可控，非常适合大规模住宅项目的建设。
2. 商业建筑：商业建筑如办公楼、商场等也可以采用PC构件，节约施工时间，提高工程进度，降低施工成本。
3. 工业建筑：工业建筑对抗震性能和容纳大空间的需求较高，PC构件的优势使其成为工业厂房、仓储库等建筑的首选。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
平衡条件
σ pcII Ac = σ peII Ap
= N pII AC
σ pcII =
(σ con − σ l ) Ap AC
N pII = (σ con − σ l ) Ap
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
2、后张法构件Post-tension 如所有钢筋同时张拉，则后张法构件无弹性压缩应力损失 (σle=0)。因此，扣除预应力损失后预应力筋承受的拉力直接与 混凝土承受的压力平衡，故由平衡条件，采用概括符号可得混 凝土的预压应力:
σ pc =
(σ con − σ l ) Ap Ac
=
Np Ac
σ p = σ con − σ l
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
σ pe = σ con − σ l − α Eσ pc
σ pc =
(σ con − σ l ) Ap Ac + α E Ap = N p0 A0
1、消压状态 当 σ c − σ pc
N = − σ pc = 0 时 A0
先 后
σ p 0 = σ con − σ l
σ p 0 = σ con − σ l + α Eσ pc
消压轴力
N 0 = σ pc A0
消压状态是预应力混凝土构件计算中的一个重要概念，它相当 于非预应力构件的起始状态。 从消压状态开始，以后，荷载增量（N- N0）产生的应力增量 与非预应力混凝土构件从零开始加荷产生的应力类似。 先张法 后张法
σ pcI =
(σ con − σ lI ) Ap AC
N pI = (σ con − σ lI ) Ap
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
4.1 轴心受拉构件受力性能分析 一、施工阶段 2、后张法构件Post-tension 完成第二 批损失
σ pcII
σ
peII
= (σ con − σ lI ) − σ lII − α E (σ pcII − σ pcI ) = σ con − σ l − α E (σ pcII − σ pcI ) ≈ σ con − σ l
筋应力。将该应力增量代替裂缝宽度计算 公式中的钢筋应力σsk后，即可计算预应力 构件的裂缝宽度。
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
4、极限轴力：
当预应力筋的应力达到起抗拉强度时，达到极限轴力
N u = f py Ap
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
σ c = σ pc
先张法
σ pe = σ con − σ l
σ pc =
(σ con − σ l ) Ap Ac = Np Ac
后张法
N p 0 = (σ con − σ l ) Ap
N p = (σ con − σ l ) Ap
◆ 预应力筋中有效应力不相等——先张法的预应力筋应力除需扣
除σl外，还要扣除弹性压缩损失；而后张法构件则仅需扣除 σl。 ◆ 有无弹性压缩损失是先张法与后张法计算公式的差异所在； ◆ 假定两张拉方法的σcon和σl 相同，则Np0和Np的数值相等，但 Np0和Np分别代表不同阶段预应力筋（含非预应力筋）中的合 力；
N σc = A0
预应力筋的应力增量
Δσ p = α E σ c
σ c − σ pc
先 σ p = σ con − σ l − α Eσ pc + α Eσ c N = − σ pc A0 后
σ p = σ con − σ l + α Eσ c
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
σ pcI Ac = σ peI Ap
= N p0I A0
−σ
σ pcII
完成第二 批损失
σ pcI =
(σ con − σ lI ) Ap Ac + α E Ap
σ
peII
= (σ con − σ lI − α E σ = σ con − σ l − α E σ pcII
pcI
) − σ lII − α E (σ
4.1 轴心受拉构件
pcII
pcI
)
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
4.1 轴心受拉构件受力性能分析 一、施工阶段 1、先张法构件Pre-tension 放张前
N p 0 I =Biblioteka (σ con − σ lI ) Ap
σ pcI
放张后
σ peI = σ con − σ lI − α Eσ pcI
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
4.1 轴心受拉构件受力性能分析 一、施工阶段 1、先张法构件Pre-tension 放张前
N p 0 I = (σ con − σ lI ) Ap
σ pcI
放张后
σ peI = σ con − σ lI − α Eσ pcI
平衡条件
平衡条件
σ pcI Ac = σ peI Ap
= N p0I A0
σ pcII
完成第二 批损失
σ pcI =
(σ con − σ lI ) Ap Ac + α E Ap
σ pcII =
(σ con − σ l ) Ap Ac + α E Ap
4.1 轴心受拉构件
=
N p 0 II A0
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
N 0 = σ p 0 Ap = (σ con − σ l ) Ap
N 0 = σ p 0 Ap = (σ con − σ l + α Eσ pc ) Ap
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
2、开裂轴 力：
当σ c − σ pc
N = − σ pc = f tk 时 A0
N cr = (σ pc + f tk ) A0 = N 0 + f tk A0
σ pc =
(σ con − σ l ) Ap Ac + α E Ap
=
N p0 A0
σ p e = σ con − σ l − α Eσ pc
式中σl、σpc、σp e和Np0为概括符号，即代表（可能不 同的）相应阶段的预应力损失、混凝土预压应力、 预应力筋有效应力、和预应力筋合力取值即可。
4.1 轴心受拉构件
σ p = σ p 0 + α E f tk
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
3、开裂后：N>Ncr，在裂缝截面轴力全部由预应力筋承担，即
N − N0 N N − N0 + N0 σp = = = σ p0 + Ap Ap Ap
N − N0 Δσ p = Ap 相当于钢筋混凝土构件直接加载产生的钢
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
二、使用阶段
◆虽然先张法和后张法在施工阶段的应力计算有所差别，但混
凝土中建立起预压应力σpc后开始施加外荷载，两者的受力过 程是相同的。 ◆由于混凝土预先受到预压应力σpc，因此轴向拉力N产生的拉 应力σc，需先抵消σpc，才能使混凝土进入受拉。 ◆故在达到混凝土抗拉强度ftk之前，可按弹性材料力学用换算 截面方法确定的截面拉应力，即
施加轴力前
σ pII
σc = 0
N0 N0
消压状态
σ p 0 = σ pII + α Eσ pc
σ c = f tk
Ncr
开裂轴力
Ncr
σ p = σ p 0 + α E f tk
N − N0 Ap
N>Ncr
开裂后
N>Ncr
σ p = σ p0 +
Nu Nu
极限轴力
σ p = f py
4.1 轴心受拉构件
第四章 预应力混凝土构件受力性能分析
4.1 轴心受拉构件受力性能分析 一、施工阶段 2、后张法构件Post-tension
σ pcI 完成第一 σ peI = σ con − σ l1 − σ l 2 = σ con − σ lI 批损失
平衡条件
σ pcI Ac = σ peI Ap
= N pI AC