钢结构构件受力分析ppt课件

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，
m
ax

(
l0 i
)m
ax

[
]
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
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
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
百度文库
ax

(
l0 i
)m
ax

[
]
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
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
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。
++
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
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
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
§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。
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
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：