钢结构强度计算..ppt

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两侧平面内，其作
柱身
柱身
用是将各分肢连成整体，使其共同受力，
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，
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
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
++
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
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。
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：
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
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
来自百度文库
16.04cm
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。
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
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
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。
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
§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