钢结构构件受力分析报告.ppt
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.钢结构轴向受压和受弯构件PPT课件
.
29
1) 整体稳定计算
a. 格构式构件整体稳定性的特点
取决于对虚轴的稳定性 必须考虑剪切变形对稳定承载力的影响
用加大长细比来考虑剪切变形对稳定承载力的影响，加大 后的长细比称为换算长细比。
2 EI
1
Ncr
l02
•
1
2 EI l02
k GA
0x 2x 2 EA
cr
2E 2x
1
1 2 EA
保证腹板稳定性的计算方法：
1. 先布置加劲肋，然后计算各区格板的各种作用应力和 相应的临界应力，使其满足稳定条件。
2. 由腹板的稳定条件直接导出加劲肋的布置。
.
61
N An f
.
7
1) 长细比过大产生的不利影响：
a. 在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形
b. 使用期间因其自重而屈曲
c. 在动力荷载作用下发生较大的振动
d. 压杆的长细比过大时，还将使构件的承载力降低过多。
2) 长细比限值
l0
i
a. 在承受静力荷载的结构中，可仅计算受拉构件在竖向平面
当梁受压翼缘的自由外伸宽度b与其厚度t之比大于直接承受动力荷载且需要计算疲劳的梁如重级工作制的吊车梁为避免发生疲劳破坏取2351523513时应取但不超过45梁腹板剪应力分布46抗剪强度的计算式47梁在沿腹板平面的固定集中荷载包括支座反力作用处无支承加劲肋或承受移动集中荷载吊车轮压作用时应计算腹板计算高度边缘11截面的局部承压强度计算时通常假定集中荷载从作用标高处以一定角度扩散并均匀分布于腹板计算边缘假定分布长度为l腹板边缘的压应力分布48局部承压强度计算公式在梁支座处当不设置加劲勒时也应验算局部应力
.
57
钢结构板的稳定之后看这个PPT!! 单个构件的承载力稳定性PPT课件
x 0.945；y 0.865
6000
x —460×16
y
y
x —500×22
取 y 0.865
N 5000103
A 0.865 293.6102
196.9N / m m2
f
200N / mm2
柱的整体稳定、刚度都满足要求。
第20页/共143页
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
第3页/共143页
第4章 单个构件的承载力-稳定性
稳定问题的多样性、整体性、相关性
1、不同的失稳形式耦合在一起——相关性 2、构件组成的单元作为整体丧失稳定——整体性 3、受力构件可以有不同的失稳形式——多样性
第4页/共143页
4.1 稳定问题的一般特点
第4章 单个构件的承载力-稳定性
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
6000
x —460×16
y
y
x —500×22
解：计算截面特性：
A 250 2.2 461.6 293.6cm2
Ix 2502.224.12 1.6463 /12 140756cm4 Iy 22.2503 /12 45833cm4
ix
Ix 140756 21.9cm； A 293.6
2t b3 /12
k 3（忽略腹板）
t
x
t
由于k<1，所以残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴比对强轴 严重得多。
第10页/共143页
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
实腹式轴心受压构件整体稳定的计算
轴心受压构件的应力应不大于构件整体稳定的临界应力：
N cr cr f y f其中 cr
6000
x —460×16
y
y
x —500×22
取 y 0.865
N 5000103
A 0.865 293.6102
196.9N / m m2
f
200N / mm2
柱的整体稳定、刚度都满足要求。
第20页/共143页
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
第3页/共143页
第4章 单个构件的承载力-稳定性
稳定问题的多样性、整体性、相关性
1、不同的失稳形式耦合在一起——相关性 2、构件组成的单元作为整体丧失稳定——整体性 3、受力构件可以有不同的失稳形式——多样性
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4.1 稳定问题的一般特点
第4章 单个构件的承载力-稳定性
4.2 轴心受压构件的整体稳定性
6000
x —460×16
y
y
x —500×22
解：计算截面特性：
A 250 2.2 461.6 293.6cm2
Ix 2502.224.12 1.6463 /12 140756cm4 Iy 22.2503 /12 45833cm4
ix
Ix 140756 21.9cm； A 293.6
2t b3 /12
k 3（忽略腹板）
t
x
t
由于k<1，所以残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴比对强轴 严重得多。
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4.2 轴心受压构件的整体稳定性
第4章 单个构件的承载力-稳定性
实腹式轴心受压构件整体稳定的计算
轴心受压构件的应力应不大于构件整体稳定的临界应力：
N cr cr f y f其中 cr
钢结构连接与受力分析_图文
破坏状态同普通螺栓，极限承载力由杆身抗剪和孔 壁承压决定，摩擦力只起延缓滑动作用，计算方法和 普通螺栓相同。
3 高强度螺栓群的抗剪计算
1、轴心力作用时（内力均匀分布） 螺栓数： 构件净截面强度： 对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型
连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%）
(a) 单剪
(b) 双剪
(c) 四剪面
一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值。
2、抗拉螺栓连接
破坏形式：螺栓杆拉断 抗拉承载力设计值
为考虑撬力的影响，规范 规定普通螺栓抗拉强度设 计值ftb取同样钢号钢材抗 拉强度设计值f的0.8倍(即 ftb=0.8f )
3、螺栓群的内力计算
侧面角焊缝承担的力为
N1 = N －N3
3、弯矩作用下的焊缝
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定 ① 被连接构件是绝对 刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 被连接板件绕角焊缝有效 截面形心o旋转，角焊缝上任 一点的应力方向垂直于该点与 形心o的连线，应力的大小与 其距离r的大小成正比。
环焊缝受扭
高强度螺栓摩擦型连接的孔前传力
2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时
螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强 度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度 螺栓的承载力设计值。
4 高强度螺栓的抗拉计算
1、高强度螺栓的抗拉连接性能
当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基 本不变。
焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（ GB50205）三级
• 三级焊缝：外观检查 • 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检
验每条焊缝的20％长度，且不小于200mm • 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部
3 高强度螺栓群的抗剪计算
1、轴心力作用时（内力均匀分布） 螺栓数： 构件净截面强度： 对于承压型连接，验算与普通螺栓相同；对于摩擦型
连接，要考虑孔前传力的影响（占螺栓传力的50%）
(a) 单剪
(b) 双剪
(c) 四剪面
一个抗剪螺栓的承载力设计值应取上面两式的较小值。
2、抗拉螺栓连接
破坏形式：螺栓杆拉断 抗拉承载力设计值
为考虑撬力的影响，规范 规定普通螺栓抗拉强度设 计值ftb取同样钢号钢材抗 拉强度设计值f的0.8倍(即 ftb=0.8f )
3、螺栓群的内力计算
侧面角焊缝承担的力为
N1 = N －N3
3、弯矩作用下的焊缝
4、扭矩作用下的焊缝 焊缝群受扭：
假定 ① 被连接构件是绝对 刚性的，而螺栓则是弹性的； ② 被连接板件绕角焊缝有效 截面形心o旋转，角焊缝上任 一点的应力方向垂直于该点与 形心o的连线，应力的大小与 其距离r的大小成正比。
环焊缝受扭
高强度螺栓摩擦型连接的孔前传力
2、扭矩作用时，及扭矩、剪力和轴心力共同时
螺栓群受扭矩T、剪力V和轴心力N共同作用的高强 度螺栓连接的抗剪计算与普通螺栓相同，只是用高强度 螺栓的承载力设计值。
4 高强度螺栓的抗拉计算
1、高强度螺栓的抗拉连接性能
当Nt=0.8P时，Pf=1.07P。可认为螺栓中的预拉力基 本不变。
焊缝等级：《钢结构工程施工质量验收规范》（ GB50205）三级
• 三级焊缝：外观检查 • 二级焊缝：在外观检查的基础上再做无损检验，用超声波检
验每条焊缝的20％长度，且不小于200mm • 一级焊缝：在外观检查的基础上用超声波检验每条焊缝全部
钢结构设计原理L6-3偏心受力构件PPT课件
工程实例三：某工业厂房的偏心受力分析
总结词
工业厂房、偏心受力、结构优化设计
详细描述
某工业厂房在设计中需要承受较大的设备和生产载荷，通过对厂房进行偏心受力分析和结构优化设计 ，确保厂房在使用过程中能够保持稳定和安全。
THANKS
感谢观看
02
在钢结构中，偏心受力构件通常 是指承受轴向力且截面形心与轴 线不重合的柱子，如钢框架中的 钢柱。
偏心受力构件的类型
按偏心方向分类
分为单向偏心和双向偏心受力构件。单向偏心受力构件是指仅在一个方向上存 在偏心的构件，而双向偏心受力构件则是在两个方向上都存在偏心的构件。
按偏心量大小分类
可分为小偏心和大偏心受力构件。小偏心受力构件是指偏心距较小，截面承载 力未充分利用的构件，而大偏心受力构件则是偏心距较大，截面承载力已接近 或达到极限状态的构件。
总结词
大型桥梁、偏心受力、稳定性分析
详细描述
某大型桥梁在设计中需要考虑偏心受力，通过对桥梁的稳定性进行详细分析，确保桥梁在承受偏心载荷时能够保 持安全和稳定。
工程实例二：某高层建筑的偏心受力分析
总结词
高层建筑、偏心受力、抗震性能分析
详细描述
在高层建筑设计过程中，需要考虑地 震等自然灾害的影响，通过对高层建 筑进行偏心受力分析和抗震性能评估， 提高建筑的稳定性和安全性。
钢结构设计原理L6-3偏心 受力构件PPT课件
• 偏心受力构件简介 • 偏心受力构件的受力分析 • 偏心受力构件的稳定性分析 • 偏心受力构件的抗震设计 • 偏心受力构件的优化设计 • 偏心受力构件的实例分析
01
偏心受力构件简介
偏心受力构件的定义
01
偏心受力构件是指在其轴向荷载 作用下，其截面形心与轴线不重 合的柱形构件。
钢结构构件受力分析ppt课件
对于需要计算疲劳的梁，因为有塑性区深入的截面，
塑性区钢材易发生硬化，促使疲劳断裂提前发生，宜取 x= y =1.0。
第三章 构件截面强度
2 抗剪强度
1.剪力中心
在构件截面上有一特殊点S，当外力产生的剪力作用在该点时 构件只产生线位移，不产生扭转，这一点S称为构件的剪力中心， 也称弯曲中心。
若不通过剪力中心，梁在弯曲的同时还要扭转，由于扭转是 绕剪力中心取矩进行的，故S点又称为扭转中心。剪力中心的位置 仅与截面的形状和尺寸有关，而与外荷载无关。 剪力中心S位置的一些简单规律
Vy Sx Ixt
fv
图3.9 工字形和槽形截面梁中的剪应力
（3-10）
Vy ——计算截面沿腹板平面作用的剪力； Sx ——计算剪应力处以上或以下毛截面对中和轴的面积矩； Ix——毛截面惯性矩；fv——钢材抗剪设计强度； t——计算点处板件的厚度。
第三章 构件截面强度
3.3 梁的局部压应力和组合应力
m
ax
(
l0 i
)m
ax
[
]
第三章 构件截面强度
80 400
截面特性计算
截面积：上、下翼缘及腹板截面积之和
y
－200×20
A 20 2 10 2 361 96cm2 中和轴（形心）位置：按全截面对某轴的面积 x 矩等于各块板分别对该轴的面积矩之和求得。
b
y1
x
10
y1
[]350
查得2∟100×10, ix 3.05cm ,iy 4.52cm.
A=2×19.26cm2
AnI = 2× (2×45+ 402+1002 - 2×20) ×10=3150 mm2
第2篇 构件的承载能力分析.ppt
根据杆件变形的平面假设和材料均匀连续性假设
可推断：轴力在横截面上的分布是均匀的，且方向
垂直于横截面。所以，横截面的正应力σ计算公式
为：
mn
σ= FN MPa F
F
A
mn
FN 表示横截面轴力（N） F A 表示横截面面积（mm2）
FN
拉(压)杆的变形
1.绝对变形 : 轴向变形和横向变形统称为绝对变形。
m
直于x的坐标FN表示横
FN
截面轴力的大小，按选
定的比例，把轴力表示
在x-FN坐标系中，描出
x
的轴力随截面位置变化
的曲线，称为轴力图。
例1： 已知F1=20KN，F2=8KN，F3=10KN，试用截面法求图示
杆件指定截面1－1、2－2、3－3的轴力,并画出轴力图。
解:外力FR，F1，F2，
F3将杆件分为AB、
L = - 0.025mm
5 拉(压)杆的强度计算
许用应力和安全系数
极限应力：材料丧失正常工作能力时的应力。塑性变形
是力塑。断性裂材是料脆破性坏材的料标破志坏。的屈标服志点。为因s 塑此性把材抗料拉的强极度限和应 b
抗压强度 ，b作y 为脆性材料的极限应力。
许用应力：构件安全工作时材料允许承受的最大应力。
应力的概念： 内力在截面上的集度称为应力(垂直于杆
横截面的应力称为正应力，平行于横截面的 称为切应力)。应力是判断杆件是否破坏的 依据。
单位是帕斯卡，简称帕，记作Pa，即l平方米的 面积上作用1牛顿的力为1帕，1N／m2＝1Pa。
1kPa＝103Pa，1MPa＝106Pa 1GPa＝109Pa
拉(压)杆横截面上的应力
中 称为轴向线应变， ′称为横向线应变。
工程力学基础之构件的受力分析PPT(68张)
响，但对梁的变形效应却不一样。
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化工设备设计基础
1-5 平面力偶系的合成与平衡条件
四、平面力偶系的合成
P1 F1 hh1
,P2
F2h2 h
m R h P 1 P 2 h F 1 h h 1 F 2 h h 2 h F 1 h 1 F 2 h 2 m 1 m 2
化工设备设计基础
二、力的基本性质 1、几个概念： （1）力系:
作用在同一物体上的两个或两个以上的力。 （2）平衡力系:
使物体处于平衡状态的力系。 平衡力系中的各力对物体作用的外效应彼
此抵消，因此平衡力系是对物体作用的外 效应等于零的力系。
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1-1 力的概念及性质
化工设备设计基础
G
G
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1-2 约束与约束反力
化工设备设计基础
（2）光滑面约束：一些光滑支承表面(如导轨、 托轮等)产生的约束。 光滑面约束反力的方向：沿着接触点的公 法线，并指向被约束的物体。
N
NA
NB
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1-2 约束与约束反力
（3）圆柱铰链约束
化工设备设计基础
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在某些方向上受到限制而不能完全自由运 动的物体。 （3）约束：
限制非自由体运动的物体。
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1-2 约束与约束反力
化工设备设计基础
2、约束分类：
（1）柔软体约束： 由绳索、胶带、钢丝绳等 柔性物体产生的约束。
约束反力的方向：沿着柔软体的中心线且 背离被约束的物体。
T
T A
A
A
G
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钢结构内力分析PPT课件
( x1 )
YA x1
m L
x1 (0
x1
L) 2
BC : Q(x2 )
YB
m (0 L
x2
L) 2
M
(x2 )
YB x2
m L
x2 (0
x2
L) 2
3、根据方程画内力图
25
第25页/共121页
2kN
A
CD
x1
YA
x2
1m 1m
1kN/m B
x3 YB 2m
解：1、支反力
Y 0 YA YB 2 1 2 0 M B 0 1 21 2 3 YA 4 0
mA(Fi ) 0 ,
Q(x)dx 1 q(x)(dx)2 M (x) [M (x) dM (x)] 0
2
dM (x) dx
Q(x)
弯矩图上某点处的切线斜率等于该点处剪力的大小。
y M(x) Q(x)
q(x) Q(x)+d Q(x)
A
dx
M(x)+d M(x)
dM 2(x) dx2
q(x)
3m YB
2 1.5m
解：（1）确定支座反力
Y 0 YA YB 80012003 0
YA 1500N
M B 0 120031.5 800 4.5 YA 6 0
YB 2900N
（2）简易法求内力
1--1截面取左侧考虑：
Q1 YA 800 1500 800 700N
M1 YA 2 8000.5 1500 2 800 0.5 2600N.m 16 第16页/共121页
YA 2kN; YB 2kN
2、写出内力方程
AC : Q(x1)
YA
构件的承载能力分析.ppt
材料力学引论 拉伸与压缩 剪切与挤压 扭转 梁的弯曲
2021/9/19
1 返回
材料力学引论
一、材料力学的任务 二、变形体的概念 三、构件变形的基本形式
2021/9/19
2 返回
一、材料力学任务
（1）构件：组成机械的零 部件或工程结构中的结构 件统称为构件。
2021/9/19
3 返回
（2）对构件的三项基本要求
24 返回
三、拉（压）杆的强度条件及其应用
1、强度条件：保证拉（压）杆正常工作，必须使杆件的 最大工作应力不超过杆件材料的许用应力。即
max=NMAX/AMIN≤[ ] 2、许用应力：各种不同材料，根据其力学性能确定的允 许承受的最大应力。
3、强度条件应用： 1）校核强度：max=NMAX/AMIN≤[]是否满足 2）设计截面：A≥NMAX/[] 3）确定构件所能承受的最大载荷:N≤A.[]
16 返回
练习
5-1：试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力，并 作轴力图
2021/9/19
17 返回
例题
例4：试求图示杆件中指定截面上的内力分量，并指出相 应杆件的变形形式。
解：用截面法计算各段内力
2021/9/19
18 返回
二、拉伸、压缩的应力(stress)
1、应力概念
（1）平均应力Pm：围绕横截面上 m点取微小面积△A。根据均匀连续 假设，△A上必存在分布内力△P ， 则Pm=△P/△A
2021/9/19
32 返回
4、其它塑性材料拉伸应力—应变曲线
（1）没有明显的屈服阶段 （2）工程上规定取完全卸载 后具有残余应变量p=0.2%时 的应力叫名义屈服极限，用 0.2表示
2021/9/19
2021/9/19
1 返回
材料力学引论
一、材料力学的任务 二、变形体的概念 三、构件变形的基本形式
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2 返回
一、材料力学任务
（1）构件：组成机械的零 部件或工程结构中的结构 件统称为构件。
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（2）对构件的三项基本要求
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三、拉（压）杆的强度条件及其应用
1、强度条件：保证拉（压）杆正常工作，必须使杆件的 最大工作应力不超过杆件材料的许用应力。即
max=NMAX/AMIN≤[ ] 2、许用应力：各种不同材料，根据其力学性能确定的允 许承受的最大应力。
3、强度条件应用： 1）校核强度：max=NMAX/AMIN≤[]是否满足 2）设计截面：A≥NMAX/[] 3）确定构件所能承受的最大载荷:N≤A.[]
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练习
5-1：试求图示各杆1-1、2-2、3-3截面上的轴力，并 作轴力图
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例题
例4：试求图示杆件中指定截面上的内力分量，并指出相 应杆件的变形形式。
解：用截面法计算各段内力
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二、拉伸、压缩的应力(stress)
1、应力概念
（1）平均应力Pm：围绕横截面上 m点取微小面积△A。根据均匀连续 假设，△A上必存在分布内力△P ， 则Pm=△P/△A
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32 返回
4、其它塑性材料拉伸应力—应变曲线
（1）没有明显的屈服阶段 （2）工程上规定取完全卸载 后具有残余应变量p=0.2%时 的应力叫名义屈服极限，用 0.2表示
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钢结构内力分析
x
A YA Q(x)
a
P C l
b
解：1、支反力 B
X1
X2 YB
b P L a P L
Pa mA 0 , YB l Pb Y 0 , YA l 2、写出内力方程
b P L
x
AC段：Q( x1 ) YA
(0 x1 a)
M ( x)
ab P L
b M ( x1 ) Px1 L x a BC段：Q( x2 ) YB P L
一、简化的原则：便于计算，且符合实际要求。
二、梁的简化：以梁的轴线代替梁本身。
三、荷载的简化： 1、集中力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比非常小时。 2、分布力——荷载作用的范围与整个杆的长度相比不很小时。 四、支座的简化： 1、固定端——有三个约束反力。 XA YA MA
7
3、集中力偶（分布力偶）——作用于杆的纵向对称面内的力偶。
1
工程实例、基本概念
一、实例
工厂厂房的天车大梁： 火车的轮轴：
2
楼房的横梁：
阳台的挑梁：
3
二、弯曲的概念： 受力特点——作用于杆件上的外力都垂直与杆的轴线。
变形特点——杆轴线由直线变为一条平面的曲线。
三、梁的概念：主要产生弯曲变形的杆。 四、平面弯曲的概念：
4
P1
q
P2
M
纵向对称面
受力特点——作用于杆件上的外力都垂直于杆的轴线，且都在 梁的纵向对称平面内（通过或平行形心主轴上且过 弯曲中心）。 变形特点——杆的轴线在梁的纵向对称面内由直线变为一条平 面曲线。 5
(0 x l )
–PL
③根据方程画内力图
M ( x)
钢结构案例分析.ppt
Sx1 260 16 198 8.24 10 5 mm 3
2
2.受力情况
V=F=550KN, M=Fe=550×0.3=165KN·m
3.焊缝强度验算
h
max
M 2
Iw
165106 206 3.81108
89.2N/mm2
ftw
185N/mm2
max
VSx lxt
550103 1.04106 3.81108 12
150.1N / mm2
f
f
w f
195N / mm2
腹板焊缝的强度：
f
V (he2lw2 )
365103 127.8N / mm2 2 0.7 6 340
f
w f
160N / mm2
7
【例3.5】支托板与柱的角焊缝连接(图3.44)，板厚t=12mm，Q235钢材，采用
三面围焊，在焊缝群重心上作用有轴力N＝50kN，剪力V＝200kN，扭矩T＝
所以
1.1 l1 0.976 0.7
150 d0
每一个螺栓平均分担剪力V:
NV
V n
250 10
25KN
N
b c
122KN
剪力和拉力联合作用下：
NV NVb
2
Nt Ntb
2
25
2
20
2
0.79 1
40.84 0.976 41.62
14
【例3.9】将例3.6中的连接改为摩擦型高强度螺栓拼接，d＝20mm，接触面 喷砂处理，8.8级。 【解】：单栓抗剪承载力设计值：
5.6 202 .82
4 95 5.6 172 .82
1.88 108 mm 4
第2章 构件的受力分析
例
例
答案
2.4力矩、力偶和力的平移定点的矩 的概念和力偶的概念
2.4.1力矩（力对点的矩） 力矩（力对点的矩） 力矩
力对点的矩是一个代数量，它的绝对值等于 力的大小与力臂的乘积，它的正负号按下法 确定：力使物体绕矩心逆时针转向转动时为 正，反之为负。 力矩：力F对O点的矩。O点叫矩心，h叫力 臂。
2.4.2力偶 力偶
力偶：由两个大小相等，方向相反的平行力 组成的力系。
M ( F , F ' ) = ± Fd
m = ∑ mi = m1 + m2 + m3 +
力偶的特征1：
是一个基本的力学量，不能与一个力平衡， 力偶只能与力偶平衡。力偶的臂和力的大小 都不是力偶的特征量，只有力偶矩才是力偶 作用的唯一度量。
力偶的特征3
平面力偶系的合成和平衡条件 ： 在物体的 同一平面内作用有两个以上的力偶，这些力 偶对物体的作用可用一个力偶来等效替代， 可合成性。 在同平面内的任意力偶可合成一个合力偶， 合力偶等于所有力偶矩的代数和。
m = ∑ mi = m1 + m2 + m3 +
i =1 n
平面力偶系平衡的充要条件：
柔性约束示意图
2光滑接触面（线）约束
忽略摩擦，理想光滑 特点：只受压，不受拉，沿接触点处的公法 线而指向物体，一般用N表示。又叫法向反 力。
光滑接触面示意图（1）
光滑接触面示意图（2）
光滑接触面示意图（3）
3铰链约束
约束类型：向心轴承、铰链和固定铰链 特点：只限制物体的径向的相对移动，而不 限制两物体绕铰链中心的相对转动。
所有各力偶的代数和等于零 力偶矩是代数量，其绝对值等于力的大小与 力偶臂的乘积，正负号表示力偶的转向。
模块一 工程构件的受力分析PPT文档50页
1、最灵繁的人也看不见自己的背脊。——非洲 2、最困难的事情就是认识自己。——希腊 3、有勇气承担命运这才是英雄好汉。——黑塞 4、与肝胆人共事，无字句处读书。——周恩来 5、阅读使人充实，会谈使人敏捷，写作使人精确。——培根
模块一 工程构件的受力分 析
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 亲和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵பைடு நூலகம்。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
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§3.1 轴心受力构件的截面形式及强度和刚度
3.1.1 轴心受力构件的应用和截面形式 a)
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。包括 轴心受拉构件（轴心拉杆）和轴心 受压构件（轴心压杆）。
+
+
+
+
b)
++
在钢结构中应用广泛，如桁架、网
++
架中的杆件，工业厂房及高层钢结
构的支撑，操作平台和其它结构的
第三第章三章构件截强面强度度
a）型钢截面； b)实腹式组合截面；c)格构式组合截面
实 腹 式 截 面
格 构 式 截 面
图3.3 轴心受力构件的截面形式
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
实腹式构件比格 构式构件构造简 单，制造方便， 整体受力和抗剪 性能好，但截面 尺寸较大时钢材 用量较多；而格 构式构件容易实 现两主轴方向的 等稳定性，刚度 较大，抗扭性能 较好，用料较省。
m a x
( l0 i
)max
[]
max——构件最不利方向的最大长细比； (x , y )max
l0——计算长度，取决于其两端支承情况；
i——回转半径；
[] ——容许长细比 ，查P185表6.1，表6.2。
i I A
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
格构式构件常用截面形式
钢结构设计原理
缀板柱
Design Principles of Steel Structure
第三第章三章构件截强面强度度
3.1.2 轴心受力构件的强度计算
轴心受力构件以截面上的平均应力达到钢材的屈服强度作为强 度计算准则。 1. 截面无削弱
构件以全截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态。 设计时，作用在轴心受力构件中的外力N应满足：
它们与分肢翼缘组成桁架体系；缀板常
x
1 x (虚轴) 1 x (虚轴) 用钢板，与分肢翼缘组成刚架体系。
y
yy
y
y
y
x
(实轴)
(实轴)
1x
1x
图3.4 柱的形式
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第三第章三章构件截强面强度度
格构式构件的常用截面形式
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。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第三第章三章构件截强面强度度
2. 有孔洞等削弱
◎ 弹性阶段－应力分布不均匀； ◎ 极限状态－净截面上的应力为均匀屈服应力。
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第三第章三章构件截强面强度度
柱头
柱头
格构式构件
实轴和虚轴
格构式构件截面中，通过分肢腹板的
缀板
主轴叫实轴，通过分肢缀件的主轴叫
虚轴。
l l
缀条
l =l
缀条和缀板
一般设置在分肢翼缘同受力，
并承受绕虚轴弯曲时产生的剪力。
柱脚
柱脚
缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成，
++
支柱等。
++
钢结构设计原理
图3.1 轴心受压构件的应用
Design Principles of Steel Structure
第三第章三章构件截强面强度度
柱头
柱头
缀板
支承屋盖、楼盖或工作平台的竖向 受压构件通常称为柱。柱由柱头、 柱身和柱脚三部分组成。
传力方式： 上部结构－柱头－柱身－柱脚－基础
第三第章三章构件截强面强度度
80 400
➢ 截面特性计算
截面积：上、下翼缘及腹板截面积之和
y
－200×20
A 20 2 10 2 361 96cm2 中和轴（形心）位置：按全截面对某轴的面积 x 矩等于各块板分别对该轴的面积矩之和求得。
b
y1
x
10
y1
20
21
361 96
20
10
2 39
16.04cm
惯性矩：各板块自身惯性矩再加上各板块面积乘 以板块中心至中和轴距离的平方。
－100×20
y
图3.6 截面特性计算
Ix
1 20 23 12
20 215.042
1 1 363 12
361 20 16.042
1 10 23 10 2 40 16.04 12
12
13.33 9048.06 3888 564.54 6.67 10543.23 24064cm4
N
N
N
N
N / A f 0
max =3 0
n
（5fy.2.2）
(a)弹性状态应力
(b)极限状态应力
图3.5 截面削弱处的应力分布
构件以净截面的平均应力达到屈服强度为强度极限状态。
设计时应满足
σ N f An
（3-1）
An—— 构件的净截面面积
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第三第章三章构件截强面强度度
3.1.3 轴心受力构件的刚度计算（正常使用极限状态）P185
轴心受力构件的刚度通常用长细比来衡量，越大，表示构
件刚度越小；长细比过大，构件在使用过程中容易由于自重产生挠 曲，在动力荷载作用下容易产生振动，在运输和安装过程中容易产 生弯曲。因此设计时应使构件长细比不超过规定的容许长细比。
l l
缀条
l =l
实腹式构件和格构式构件
柱身
柱身
实腹式构件具有整体连通的截面。
柱脚
柱脚
格构式构件一般由两个或多个分肢 用缀件联系组成。采用较多的是两
x
1 x (虚轴)
分肢格构式构件。
1 x (虚轴)
y
yy
y
y
y
x
(实轴)
(实轴)
1x
1x
图3.2 柱的形式
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第三第章三章构件截强面强度度
轴心受力构件的强度计算
1. 截面无削弱 σ N f A
2. 有孔洞等削弱 σ N f An
轴心受力构件采用螺栓连接时最危险净截面的计算 轴心受力构件的刚度计算（正常使用极限状态）
m a x
(
l0 i
)max
[]
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第三章 强 度
第三章 构件的截面承载力 —强度
1、轴心受力构件的截面形式强度和刚度 2、梁的类型和强度 3、梁的局部压应力和组合应力 4、按强度条件选择梁截面 5、拉弯、压弯构件的应用和强度计算
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第三第章三章构件截强面强度度