轴心受力构件

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轴心受力构件

第4章轴心受力构件4.1 概述轴心受力构件广泛地应用于钢结构承重构件中，如钢屋架、网架、网壳、塔架等杆系结构的杆件，平台结构的支柱等。

这类构件，在节点处往往做成铰接连接，节点的转动刚度在确定杆件计算长度时予以适当考虑，一般只承受节点荷载。

根据杆件承受的轴心力的性质可分为轴心受拉构件和轴心受压构件。

一些非承重构件，如支撑、缀条等，也常常由轴心受力构件组成。

轴心受力构件的截面形式有三种：第一种是热轧型钢截面，如图4-1(a )中的工字钢、H 型钢、槽钢、角钢、T 型钢、圆钢、圆管、方管等；第二种是冷弯薄壁型钢截面，如图4-1(b )中冷弯角钢、槽钢和冷弯方管等；第三种是用型钢和钢板或钢板和钢板连接而成的组合截面，如图4-1(c )所示的实腹式组合截面和图4-1(d ) 所示的格构式组合截面。

轴心受力构件的截面必须满足强度、刚度要求，且制作简单、便于连接、施工方便。

因此，一般要求截面宽大而壁厚较薄，能提供较大的刚度，尤其对于轴心受压构件，承载力一般由整体稳定控制，宽大的截面因稳定性能好从而用料经济，但此时应注意板件的局部屈曲问题，板件的局部屈曲势必影响构件的承载力。

4.2 轴心受力构件的强度轴心受力构件的强度计算是以构件的净截面达到屈服应力为限ynf A N ==σ根据概率极限状态设计法，N 取设计值（标准值乘以荷载分项系数），yf 也去设计值（除以抗力分项系数087.1=Rγ）即f，钢材设计强度见附表1.1，P313。

表达式为fA N n≤ （4.1）nA 为轴心受力构件的净截面面积。

在螺栓连接轴心受力构件中，需要特别注意。

4.3 轴心受力构件的刚度为满足正常使用要求，受拉构件（包括轴心受拉、拉弯构件）、受压构件（轴心受压构件、压弯构件）不宜过分细长，否则刚度过小，制作、运输、安装过程中易弯曲（P118列出四种不利影响）。

受拉和受压构件的刚度通过长细比λ控制][),max(max λλλλ≤=y x （4.4）式中x x x i l /0=λ，yy y i l /0=λ；][λ为容许长细比，见表4.1，4.2。

轴心受力构件

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)的长细比不宜超过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）。
§6-3轴心受压构件的整体稳定
6.3.1轴心受压构件的整体失稳现象
图6.2.2净截面面积的计算
对于高强度螺栓摩擦型连接的构件，可以认为连接传力所依靠的摩擦力均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力（图6.2.3）。因此，最外列螺栓处危险截面的净截面强度应按下式计算：
(6.2.3)
式中；
—连接一侧的高强度螺栓总数；
—计算截面(最外列螺栓处)上的高强度螺栓数目；
1．弹性弯曲屈曲
图6.3.2为两端铰接的理想等截面构件，当轴心压力N达到临界值时，处于屈曲的微弯状态。在弹性微弯状态下，由内外力矩平衡条件，可建立平衡微分方程，求解后可得到著名的欧拉临界力(Eulercriticalforce)公式为：
对无孔洞等削弱的轴心受力构件，以全截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态，
应按下式进行毛截面强度计算：
（6.2.1)
式中 —构件的轴心力设计值；
—钢材抗拉强度设计值或抗压强度设计值；

轴心受力构件

当构件的长细比太大时，会产生下列不利影响：（1）在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形；（2）使用过程中因自重而发生挠曲变形；（3）在动力荷载作用下发生较大的振动；（4）压杆的长细比过大时，除具有前述各种不利因素外，
还使得构件极限承载力显著降低，同时初弯曲和自重产生的挠度也将对构件的整体稳定带来不利影响。
（2）扭转屈曲——失稳时除杆件的支撑端外，各截面均绕纵轴扭转，是某些双轴对称截面可能发生的失稳形式。（3）弯扭屈曲——单轴对称截面绕对称轴屈曲时，杆件发生弯曲变形的同时必然伴随着扭转。
5.2 实腹式轴压柱的整体稳定
2.理想轴心压杆的弹性屈曲概念 N
稳定平衡F 状态
对两端铰支的理想细长压杆，当压力N较小时，杆件只有轴心压缩变形，杆轴保持平直。如有干扰使之微弯，干扰撤去后，杆件就恢复原来的直线状态，这表示直线状态的平衡是稳定的。
可认为连接传力所依靠的摩擦力均匀分布于螺孔四周，故在孔前接触面已传递一半的力，因此最外列螺栓处危险截面的净截面强度应按下式计算：
N
N f
An,1
其中：An,1 b n1 d0 t
N’
N
N
N
1
Байду номын сангаас
0.5n1 n
n1 计算截面上的螺栓数；
n 连接一侧的螺栓总数。
轴心受力构件对刚度提出限值要求的原因
第5章轴心受压构件
Axially compressive member
5.1 概述
轴心受力构件是指承受通过截面形心轴线的轴向力作用的构件。
N
N
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。

钢结构第四章轴心受力构件

以极限承载力Nu为依据。规范以初弯曲v0 =l/1000来综合考
虑初弯曲和初偏心的影响，再考虑不同的截面形状和尺寸、不同的加工条件和残余应力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Nu值。
令 n/( E/ fy) Nu /(Afy)
绘出～λn曲线(算了200多条)，它们形成了相当宽的
三、轴心受力构件的工程应用平面桁架、空间桁架（包括网架和塔架）
结构、工作平台和其它结构的支柱等。四、截面选型的原则
用料经济；形状简单，便于制做；便于与其它构件连接。五、设计要求
满足强度和刚度要求、轴心受压构件还应满足整体稳定和局部稳定要求。
★思考问题：强度破坏和整体失稳有何异同？？
第二节轴心受力构件的强度和刚度计算
h ix /1
b iy /2
根据所需A、h、b 并考虑局部稳定要求和构造要
求(h≥b)，初选截面尺寸A、h、b 、t、tw。通常取h0 和b为10mm的倍数。对初选截面进行验算调整。由
于假定的不一定恰当，一般需多次调整才能获得较
满意的截面尺寸。
三、格构式轴心受压构件设计
1. 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力 (1) 绕实轴的整体稳定承载力
h0/tw(2 50.5m)ax 23 /fy 5
式中λmax为两方向长细比的较大值
当构件的承载力有富裕时，板件的宽厚比可适当放宽。
第五节轴心受压构件设计
一、设计原则 1．设计要求应满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定要求。 2．截面选择原则 (1)尽量加大截面轮廓尺寸而减小板厚，以获得
也板称的作局局部部稳与定整计体算等，稳《定规准范则》。采用了σcr板σcr整体的设计准则， σcr板—板的临界应力，主要与板件的宽厚比有关。《规范》采用限制板件宽厚比的方法来满足局部稳定。根据设计准则分析并简化后得到的局部稳定计算公式为：

第四章轴心受力构件

§4-6 格构式轴心受压柱的截面设计
§4-6 格构式轴心受压柱的截面设计
一、格构式轴心受压柱的组成分肢
缀板
缀件
缀条
§4-6 格构式轴心受压柱的截面设计
二、格构式轴心受压柱的实轴和虚轴
垂直于分肢腹板平面的主轴--实轴；
垂直于分肢缀件平面的主轴--虚轴；
格构式轴心受压构件的设计应考虑：
§4-3 轴心受压构件的整体稳定
1.0
0.8 d 0.6 c b
a
0.4
0.2
0
50
100
150
200
250
(Q235)
a类为残余应力影响较小，c类为残余应力影响较大，并有弯扭失稳影响，a、c类之间为b类，d类厚板工字钢绕弱轴。
§4-3 轴心受压构件的整体稳定
构件长细比的确定
y x x
截面为双轴对称构件：
§4-2 轴心受力构件的强度和刚度
二、刚度计算（正常使用极限状态）保证构件在运输、安装、使用时不会产生过大变形。
l0 [ ] i
l0 构件的计算长度；
i
I 截面的回转半径； A
[ ] 构件的容许长细比
§4-3 轴心受压构件的整体稳定
§4-3 轴心受压构件的整体稳定
强度（承载能力极限状态）刚度（正常使用极限状态）强度轴心受压构件
轴心受力构件
稳定
（承载能力极限状态）
刚度（正常使用极限状态）
§4-2 轴心受力构件的强度和刚度
§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）
N f An
其中： N — 轴心拉力或压力设计值； An— 构件的净截面面积； f— 钢材的抗拉强度设计值。轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。

4_轴心受力构件

当σcr大于fp后 σ σ-ε曲线为非线性,σcr难以确定。 σ
Ncr,r
形心轴中和轴
dσ dε dσ1
Et d d
cr
(1)双模量理论
0
1
ε Ncr,r
y
该理论认为，轴压构件在微弯的中性平衡时，截面平均应力(σcr)要叠加上弯曲应力，弯曲受压一侧应力增加遵循切线模量Et规律（分布图形为曲线），由于是微弯，故其数值较σcr小的多，可近似取直线。而弯曲受拉一侧应力发生退降,且应力退降遵循弹性规律。又因为E>Et，且弯曲拉、压应力平衡，所以中和轴向受拉一侧移动。
1.桁架
2.网架
§4-1 概述
一、轴心受力构件的应用
轴心受力构件是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，称为轴心受拉构件简称轴心拉杆；当这种轴向力为压力时，称为轴心受压构件简称轴心压杆。轴心受力构件广泛地应用于桁架、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。支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向受压构件通常称为柱包括轴心受压柱。
kb b
a a’ c
crx
E I ex 2 E 2t ( kb)h 2 4 2 E 2 2 2 k 2 x I x x 2tbh 4 x
2
b’
( 4 9)
对y y轴屈曲时：
cry
2 E I ey 2 E 2t ( kb) 3 12 2 E 3 2 2 2 k 3 y I y y 2tb 12 y
y 2k 2 y 0
d y1 dx 2
M EI
k 2 y 0 对于常系数线形二阶齐次方程： y

轴心受力构件

轴心受力构件对刚度提出限值要求的原因
当构件的长细比太大时，会产生下列不利影响：（1）在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形；（1）在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形（2）使用过程中因自重而发生挠曲变形；（3）在动力荷载作用下发生较大的振动；（3）在动力荷载作用下发生较大的振动（4）压杆的长细比过大时，除具有前述各种不利因素外，还使得构件极限承载力显著降低同时初弯曲和自重产生的还使得构件极限承载力显著降低，同时初弯曲和自重产生的挠度也将对构件的整体稳定带来不利影响。
5.2 实腹式轴压柱的整体稳定
2 N 因： k 2 cr 2 EI l
解出N即为中性平衡的临界力Ncr，即得欧拉临界力和临界应力：
N cr N E
2 EI
l2
2 EA 2
N cr 2 E cr E 2 A
cr 的关系
5.2 实腹式轴压柱的整体稳定
cr / f y 稳定系数，可按截面分类和构件稳定系数可按截面分类和构件
长细比查表得到。
5.2 实腹式轴压柱的整体稳定
6.杆端约束对轴心压杆整体稳定的影响前面推导仅针对铰支支承情况，实际压杆支承千差万别，对于任意支承情况的压杆，其临界力为：
N cr
2 EI 2 EI 2 l 02 l
a类
b类
y x y
焊接
x
b类
b类
5.2 实腹式轴压柱的整体稳定
截面形式对x轴对y轴
y x y y x y x y y y
xx
y y y
焊接， x 翼缘为焰切边
x
y
轧制等边角钢
y x x y

钢结构基本原理第五章轴心受力构件

y
缀板柱
x
y (实轴)
l01 =l1
柱肢
l0 l 1
格构式柱
缀条柱
实腹式截面
格构式截面
5.1.4 轴心受力构件的计算内容轴心受力构件强度（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（承载能力极限状态）轴心受压构件稳定刚度（正常使用极限状态）
第5.2节轴心受力构件的设计本节目录
I
并列布置
II I N
An
II I
错列布置
例：一块—400×20的钢板用两块拼接板—400×12进行拼接．螺栓孔径为22mm，排列如图所示钢板轴心受拉， N＝1350 kN(设计值)。钢材为Q235钢，解答下列问题： (1)钢板1—1截面的强度够否? (2)假定N力在13个螺栓中平均分配，2—2截面应如何验算? (3)拼接板的强度是否足够？
I N
I
截面无削弱
N —轴心力设计值； A—构件的毛截面面积； f —钢材抗拉或抗压强度设计值。
截面有削弱
计算准则：轴心受力构件以截面上的平均应
力达到钢材的屈服强度。
N
s0
sm = s0
ax
N
N
N
I N
3
fy
(a)弹性状态应力
有孔洞拉杆的截面应力分布
(b)极限状态应力
I
截面有削弱
计算准则：轴心受力构件以截面上的平均应
第5.1节
5.1.1 轴心受力构件类型
概述
概念轴心受力构件是指承受通过截面形心轴线的轴向力作用的构件。轴心受力构件包括：轴心受拉构件和轴心受压构件
轴心受拉：桁架、拉杆、网架、塔架（二力杆）

轴心受力构件

轴心受力构件设计轴心受拉构件时需进行强度和刚度的验算，设计轴心受压构件时需进行强度、整体稳定、局部稳定和刚度的验算。

一、轴心受力构件的强度和刚度1．轴心受力构件的强度计算轴心受力构件的强度是以截面的平均应力达到钢材的屈服点为承载力极限状态f A N n ≤=σ (1) 式中 N ——构件的轴心拉力或压力设计值；n A ——构件的净截面面积；f ——钢材的抗拉强度设计值。

采用高强度螺栓摩擦型连接的构件，验算最外列螺栓处危险截面的强度时，按下式计算：f A N n≤='σ (2) 'N =)5.01(1n n N - (3)式中 n ——连接一侧的高强度螺栓总数；1n ——计算截面(最外列螺栓处)上的高强度螺栓数；0.5——孔前传力系数。

采用高强度螺栓摩擦型连接的拉杆，除按式(2)验算净截面强度外，还应按下式验算毛截面强度f A N ≤=σ (4)2．轴心受力构件的刚度计算轴心受力构件的刚度是以限制其长细比保证][λλ≤ (5) 式中 λ——构件的最大长细比；[λ]——构件的容许长细比。

二、轴心受压构件的整体稳定1．理想轴心受压构件的屈曲形式理想轴心受压构件可能以三种屈曲形式丧失稳定：①弯曲屈曲双轴对称截面构件最常见的屈曲形式。

②扭转屈曲长度较小的十字形截面构件可能发生的扭转屈曲。

③弯扭屈曲单轴对称截面杆件绕对称轴屈曲时发生弯扭屈曲。

2．理想轴心受压构件的弯曲屈曲临界力若只考虑弯曲变形，临界力公式即为著名的欧拉临界力公式，表达式为N E =22l EI π=22λπEA (6) 3．初始缺陷对轴心受压构件承载力的影响实际工程中的构件不可避免地存在初弯曲、荷载初偏心和残余应力等初始缺陷，这些缺陷会降低轴心受压构件的稳定承载力。

1）残余应力的影响当轴心受压构件截面的平均应力p f >σ时，杆件截面内将出现部分塑性区和部分弹性区。

由于截面塑性区应力不可能再增加，能够产生抵抗力矩的只是截面的弹性区，此时的临界力和临界应力应为：N cr =22l EI e π=22lEI π·I I e (7) cr σ=22λπE ·I I e (8) 式中 I e ——弹性区的截面惯性矩(或有效惯性矩)；I ——全截面的惯性矩。

建筑结构——轴心受力构件

2.靴梁
靴梁的厚度宜与柱的翼缘厚度大致相同。
3.隔板与肋板隔板的厚度不应小于其长度的1/50，一般比靴梁
略厚些。隔板高度取决于它与靴梁连接焊缝的长度，一般隔板高度比靴梁略小些，注意隔板内侧通常不施焊。
完
图21.16de是梁连接于柱侧面的构造，支托焊接于柱翼缘或腹板支托可用厚钢板做成或由两块钢板组成T 形，若梁反力较大可选用厚钢板做支托。但这种连接方式制作与安装精度要求高，支托板端面必须刨平顶紧，以便直接传递压力。梁与柱侧留一空隙加填板并通过构造螺栓连接。
二．柱脚
柱脚的主要作用是将柱子的压力传给基础，并和基础牢固的连接。图21.17是铰接柱脚常用的几种形式。图21.17a是最简单的柱脚形式，柱焊接于底板上。图21.17b,c,d用于大型柱，除底板外还加设有靴梁、隔板和加劲肋。
底板通过锚栓与基础连接，锚栓孔的直径通常为 20~25mm，为了便于安装，锚栓孔径取1.5~2倍锚栓直径，以便调整。柱脚设计须确定底板尺寸，靴
梁的尺寸以及它们的连接焊缝计算。
柱脚剪力由底板与基础表面的摩擦力承受，若剪力较大可在底板下设抗剪键，抗剪键用方钢，短T字钢或H型钢做成。
底板厚度通常为20~40mm，最厚一般不得小于 14mm，以保证足够刚度。
缀条布置有单系缀条，交叉缀条。缀条不应采用小于L45X45X4或L56X36X4的角钢。缀板与肢件采用角焊缝连接时，搭接的长度一般可取20~30cm。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 缀板通常不通过计算确定，但应满足刚度要求。对
缀板一般取宽度 d 2，a 厚度 3
t a 40
<，并不小于6mm，
端缀板适当加宽，取d=a。
五．横隔的设置
轴心受力构件

第四章轴心受力构件

第四章轴心受力构件§4-1 概述1、工程实例（假设节点为铰接，无节间荷载作用时，构件只受轴心力作用）（1）桁架（2）塔架（3）网架、网壳2、分类⑴按受力来分：①轴心受拉构件②轴心受压构件到某临界值时，理想轴心受压构件可能以三种屈曲形式丧失稳定。

(1) 弯曲屈曲构件的截面只绕一个主轴旋转，构件的纵轴由直线变为曲线，这是双轴对称截面构件最常见的屈曲形式。

如图4-2 (a)就是两端铰接工字形截面构件发生的绕弱轴的弯曲屈曲。

(2) 扭转屈曲失稳时构件除支承端外的各截面均绕纵轴扭转，图4-2 (b)为长度较小的十字形截面构件可能发生的扭转屈曲。

(3) 弯扭屈曲单轴对称截面构件绕对称轴屈曲时，在发生弯曲变形的同时必然伴随着扭转。

图4-2 (c)即T 形截面构件发生的弯扭屈曲。

图4-2 轴心受压构件的三种屈曲形式欧拉临界力和欧拉临界应力临界应力其中：——单位剪力时的轴线转角，；通常剪切变形的影响较小，忽略其对临界力或临界应力的影响。

E N E σ1222211γλπλπσ⋅⋅+⋅⋅==EAEAN cr cr1γ)(1GA βγ=这样，※上述推导基于材料处于弹性阶段，即，或。

（二）初始缺陷对轴心受压构件稳定承载力的影响 1. 残余应力的影响残余压应力对压杆弯曲失稳的影响：对弱轴的影响比对强轴的影响要大的多。

稳定应力上限，弱轴：强轴：其中：，0＜＜1.0。

2．初弯曲的影响图4-3 考虑初弯曲的压力—挠度曲线图示压力—挠度曲线有如下特点：1有初弯曲时，挠度v 不是随着N 按比例增加；N 较小时，挠度增加较慢，N 趋于时，挠度增加较快，并趋向于无限大；2相同压力N 的作用下，压杆的初挠度值越大，杆件的挠度也越大；Ecr N EAlEI N =⋅=⋅=2222λππEcr cr E AN σλπσ=⋅==22pcr f E≤⋅=22λπσpp f E λπλ=≥322kEx crx ⋅⋅=λπσkEycry⋅⋅=22λπσ翼缘宽度翼缘弹性区宽度=k k E N3由于有的存在，轴心压杆的承载力总是低于，因此是弹性压杆承载力的上限。

钢结构设计原理-轴心受力构件

第四章
轴心受力构件主要内容
§4.1 概述 §4.2 轴心受力构件的强度和刚度计算 §4.3 轴心受力构件的整体稳定计算 §4.4 轴心受力构件的局部稳定计算 §4.5 实腹式轴压构件的截面设计计算 §4.6 格构式轴压构件的设计计算 §4.7 柱头、柱脚（轴心受压铰接柱脚设计）设计
第四章轴心受力构件
单个型钢实腹型截面
(b) 类为多型钢实腹型截面，改善了单型钢截面的稳定各向异性特征，受力较好，连接也较方便。
(c) 类为格构式截面，其回转半径大且各向均匀，用于较长、受力较大的轴心受力构件，特别是压杆。但其制作复杂，辅助材料用量多。
设计计算轴力构件应满足两种极限状态的要求： 1、承载能力极限状态 2、正常使用极限状态
0.5 n1 ) n
? ? N ?? f
An
毛截面面积验算： ? ? N ? f
A
二、刚度计算按正常使用极限状态的要求，轴力构件应具备必要的刚度，当刚度不足，在制造、运输和安装的过程中，容易弯曲，在自重作用下，构件本身会产生较大的挠度，在承受动力荷载时，还会引起较大的晃动。根据长期的工程实践经验，轴力构件的刚度是以长细比来衡量的
§4.1概述
应用
轴心受力构件包括轴心受压杆和轴心受拉杆。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。
实际上，纯粹的轴心受力构件是很少的，大部分轴心受力构件在不同程度上也受偏心力的作用，如网架弦杆受自重作用、塔架杆件受局部风力作用等。但只要这些偏心力作用非常小（一般认为偏心力作用产生的应力仅占总体应力的3％以下。）就可以将其认为轴心受力构件。
荷载开始作用时，构件就发生弯曲（如有荷载初偏心、初弯曲的杆

第20章轴心受力构件

轴心受压构件的受力性能与轴心受拉构件差别很大，轴心受压构件除了较为短粗或截面有很大削弱时，可能因其净截面的平均应力达到屈服强度而丧失承载能力破坏外，一般情况下，轴心受压构件的承载能力是由稳定条件决定的。国内外因压杆突然失稳导致结构物倒塌的重大事故屡有发生，需要加以重视。
1.实际轴心受压构件的受力性能
②单角钢③跨度等于或大于60 m的桁架，其受压弦杆和端压杆的容许长细比宜取100，其他受压腹杆可取150（承受静力荷载或间接动力荷载）或120 （直接承受动力荷载）。
第20章轴心受力构件
第20章轴心受力构件
20.3 实腹式轴心受压构件的稳定
一、轴心受压构件的整体稳定
20-5
第20章轴心受力构件
在式（20-5）中，如何确定φ值是一个关键问题。《钢结构设计标准》对200多种杆件按不同长细比算出Nu值。由此求得φ与长细比的关系曲线，又称之为柱曲线。针对不同类型杆件，可得到200多条柱曲线。然后从中选出最常用的曲线，根据数理统计原理及可靠度分析，将其中数值相近的截
第20章轴心受力构件
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）的长细比不宜超过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60 m的桁架，其受拉弦杆和腹杆的长细比不宜超过300（承受静力荷载或间接动力荷载）或250（直接承受动力荷载）。
面分别规并成a、b、c、d四条曲线，如图20-3所示。这四条曲线各代表一
类截面,见表20-4和表20-5。四类截面中，a类稳定性较好，c类、d类较差， b类居中，大部分截面形式和对应轴均属于b类。
第20章轴心受力构件图20-3柱曲线

轴心受力构件

只发生弯曲变形，截面只绕一个主轴旋转，杆纵轴由直线变为曲线，是双轴对称截面常见的失稳形式；
（2）扭转失稳失稳时除杆件的支撑端外，各截面均绕纵轴扭转，是某些双轴对称截面可能发生的失稳形式；
（3）弯扭失稳单轴对称截面绕对称轴屈曲时，杆件发生弯曲变形的同时必然伴随着扭转。
二、理想轴心受压构件的屈曲
假定: A、达到临界力Ncr时杆件挺直; B、杆微弯时,轴心力增加△N，其产生的平均压应力与弯曲拉应力相等。
临界力和临界应力：
Ncr
2Et I
l2 0
cr
2Et 2
初始缺陷对压杆稳定的影响
如前所述，如果将钢材视为理想的弹塑性材料，则压杆的临界力与长细比的关系曲线(柱子曲线)应为：
初始
轴心受压构件的承载能力大多由其稳定条件决定,截面强度计算一般不起控制作用。若构件截面没有孔洞削弱,可不必计算其截面强度。当有孔洞削弱时,若孔洞压实(实孔,如螺栓孔或铆钉孔),截面无削弱,则可仅按毛截面式(5.2.1)计算;若孔洞为没有紧固件的虚孔,则还应对孔心所在截面按净截面式(5.2.2)计算。
长而细的轴心受压构件主要是失去整体稳定性而破坏。
§6.3 轴心受压构件的整体稳定
6.3.1 轴心受压构件的整体失稳现象
（1）弯曲失稳
N较小，直线平衡状态。 N渐增，有干扰力使构件微弯，当干扰力移去后，构件仍保持微弯状态而不能恢复到原来直线平衡状态 N再稍微增加，弯曲变形迅速增大构件丧失承载能力，称为构件弯曲屈曲或弯曲失稳。
EIy N( y0 y) 0
2）最大弯矩
中点挠度
v v0 v1
v0
Nv0 NE N
NEv0 NE N
v0 1 N NE

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钢结构第四章轴心受力构件

第四章 轴心受力构件

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钢结构基本原理第五章轴心受力构件

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建筑结构——轴心受力构件

第四章 轴心受力构件

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第20章 轴心受力构件

轴心受力构件

第四章轴心受力构件

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