个构件的承载力稳定性课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,个构件的承载力稳定性课件,*,第4章 单个构件的承载力-稳定性,4.单个构件的承载力-稳定性,4.1,稳定问题的一般特点,4.2,轴心受压构件的整体稳定,4.3,实腹式柱和格构式柱的截面选择计算,4.4,受弯构件的弯扭失稳,4.5,压弯构件的面内和面外失稳及截面选择,4.6,板件的稳定和屈曲后强度的利用,个构件的承载力稳定性课件,一、按屈曲后性能分类：,1）稳定分岔屈曲第一类稳定问题,4.1 稳定问题的一般特点,4.1.1 失稳的类别,个构件的承载力稳定性课件,2）不稳定分岔屈曲,4.1.1 失稳的类别,个构件的承载力稳定性课件,3）跃越屈曲,4.1.1 失稳的类别,个构件的承载力稳定性课件,二者的区别：,一阶分析：认为结构（构件）的变,形比起其几何尺寸来说很小，在分析,结构（构件）内力时，忽略变形的影,响。,二阶分析：考虑结构（构件）变形,对内力分析的影响。,同时承受纵横荷载,的构件,4.1.2 一阶和二阶分析,个构件的承载力稳定性课件,4.1 稳定问题的一般特点,4.1.3 稳定问题的多样性、整体性、相关性,第4章 单个构件的承载力-稳定性,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,个构件的承载力稳定性课件,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,4.2 轴心受压构件的整体稳定性,4.2.1 理想轴心受压构件,理想的轴心压杆等截面、无初始变形、无初偏心、无残余,应力、材质均匀的轴心压杆。,由于截面形式不同，轴心受压构件丧失整体稳定的形式有三种:,理想轴心压杆的稳定属于第一类稳定问题,个构件的承载力稳定性课件,弯曲屈曲,：双轴对称截面,（下图a）,弯扭屈曲,：单轴对称截面,（下图c）,扭转屈曲,：十字形,（下图,b,）,个构件的承载力稳定性课件,两端铰接,的等截面轴心压杆的屈曲临界力为：,对于其它支承情况：,欧拉临界应力,欧拉（,Euler,）,临界力,理想轴心压杆弯曲屈曲临界力,理想轴心压杆的稳定曲线,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,个构件的承载力稳定性课件,4.2.2 实际轴心受压构件,实际轴心受压构件存在初始缺陷，这些初始缺陷包括：,初弯曲、初偏心、残余应力,由于存在初始缺陷，实际轴心压杆的失稳属于第二类稳定问题,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,个构件的承载力稳定性课件,初始缺陷对轴心压杆稳定极限承载力的影响：,1）,初弯曲,和,初偏心,的影响,初弯曲（初偏心）越大，则变形越大，承载力越小。,无论初弯曲（初偏心）多么小，,压力一开始就产生挠曲，并随荷载增大而增大。,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,个构件的承载力稳定性课件,2）,残余应力,的影响,按有效截面的惯性矩 近似计算两端铰接的,等截面轴压构件的临界力和临界应力：,由于kb,2,b,2,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,2b,2b,t,t,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,个构件的承载力稳定性课件,2000,2000,2000,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,6000,46016,50022,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,6000,46016,50022,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,接例3.2、图所示一焊接工字形轴心受压柱的截面，承受的轴心压力设计值N=4500kN（包括柱自重），绕X轴的计算长度为7米，绕轴的计算长度为3.5米，翼缘钢板为火焰切割边，每块翼缘板上设有两个直径为24毫米的螺栓孔。钢板为Q235-B钢，验算此柱截面。,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,个构件的承载力稳定性课件,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,个构件的承载力稳定性课件,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,个构件的承载力稳定性课件,4.2 轴心受压构件的整体稳定性,个构件的承载力稳定性课件,4.2.4 格构式轴压构件整体稳定的计算,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,1. 格构柱的截面形式,格构柱由缀材和柱肢组成，穿过柱肢板的轴为,实轴,，穿过缀材平面的轴为,虚轴,。,缀条式,格构柱,根据缀材的不同，格构柱分为,缀板式,格构柱,个构件的承载力稳定性课件,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,2. 格构柱绕虚轴的换算长细比,格构柱与实腹式轴压构件的区别：,实腹式轴压构件无论因丧失稳定而产生弯曲变形或存在初始弯曲，构件中横向剪力总是很小的，并且实腹式压杆的抗剪刚度很大，因此横向剪力对构件产生的附加变形很小。,格构式轴压构件绕实轴失稳与实腹式轴压构件相同,格构式轴压构件绕虚轴弯曲失稳时，剪力主要靠缀材承担，剪切变形较大，导致构件产生附加变形，对格构式轴压构件的稳定承载力影响不能够忽略。,格构柱绕实轴的整体稳定计算与实腹柱相同，,绕虚轴的整体稳定应采用,换算长细比,进行计算。,个构件的承载力稳定性课件,(1) 双肢格构柱的换算长细比,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,个构件的承载力稳定性课件,采用以上公式计算双肢格构柱的换算长细比时应保证：,斜缀条与柱轴线间,的夹角 应在,40,0,70,0,之间；,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,个构件的承载力稳定性课件,缀板线刚度之和,应大于,6倍,的,分肢线刚度,。,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,个构件的承载力稳定性课件,2 格构式轴心受压构件的分肢稳定,分肢稳定承载力不小于整体稳定承载力,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,个构件的承载力稳定性课件,3. 缀材设计,(1) 轴心受压格构柱的横向剪力,(2) 缀条的设计,缀条式格构柱可看作桁架体系，柱肢是桁架弦杆，缀条是腹杆。,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,规范在规定剪力时，以压杆弯曲至中央截面边缘纤维屈服为条件 ，导出最大剪力,V,和轴线压力,N,之间的关系,个构件的承载力稳定性课件,第五章 轴心受力构件,5.4 轴心受压柱的设计,按,轴心压杆,选择缀条截面,缀条一般采用,单角钢,，考虑到偏心受力和受压时的弯扭，按轴心受力构件设计时，强度设计值应乘以折减系数 :,如稳定折减系数小于0.85则强度不必计算,个构件的承载力稳定性课件,缀板式格构柱可看作多层框架，柱肢是框架柱，缀板是横梁。,(3) 缀板的设计,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,个构件的承载力稳定性课件,5. 柱的横隔,横隔一般用钢板或交叉角钢做成。,横隔间距截面较大宽度的9倍或8m。,每个运输单元的端部都应设置横隔。,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,个构件的承载力稳定性课件,压柱计算框图,格构式轴心受,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,个构件的承载力稳定性课件,4000,2000,2000,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,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,两面缀材面积之和,个构件的承载力稳定性课件,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,个构件的承载力稳定性课件,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,个构件的承载力稳定性课件,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,个构件的承载力稳定性课件,L454,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,864,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,864,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,864,4.2 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,个构件的承载力稳定性课件,864,焊缝计算截面,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,个构件的承载力稳定性课件,4.4 受弯构件的弯扭失稳,4.4.1、梁失去稳定的现象,双轴对称工字形截面简支梁纯弯，支座为夹支座（只能绕x轴，,y轴转动，不能绕z轴转动，只能自由挠曲，不能扭转）。,梁整体失稳的现象,：,侧向弯曲，伴随扭转,出平面的弯扭屈曲,4.4 受弯构件的弯扭失稳,第4章 单个构件的承载力-稳定性,个构件的承载力稳定性课件,一、,梁的整体失稳机理,梁受弯变形后，上翼缘受压，由于梁侧向刚度不够，就会发生梁的侧向弯曲失稳变形，梁截面从上至下弯曲量不等，就形成截面的扭转变形，同时还有弯矩作用平面那的弯曲变形，故,梁的失稳为弯扭失稳形式,，完整的说应为：侧向弯曲扭转失稳。,从以上失稳机理来看，,提高梁的整稳承载力,的有效措施应为,提高,梁上翼缘的侧移刚度，,减小梁上翼缘的侧向,计算长度,个构件的承载力稳定性课件,双轴对称工形截面简支梁,l,1,梁受压翼缘的自由长度,（受压翼缘侧向支承点之间的距离）,梁的侧扭屈曲系数,Mcr, 临界弯矩，梁维持平衡状态所承担的最大弯矩,EIy, 梁的侧向抗弯刚度,GIt, 梁的自由扭转刚度,l,1, 梁受压翼缘的自由长度，受压翼缘侧向,支承点之间的距离, 与荷载形式、梁端支承方式、横向荷载,作用位置等有关,其他：初始缺陷、材料性能、截面塑性发展情况。,个构件的承载力稳定性课件,（1）,M,cr（横向荷载作用下）,M,cr（纯弯曲）,纯弯曲时梁所有截面弯矩均达到最大值，而横向荷载作用情况只跨中为最大值。,注：,横向荷载作用于形心。,（2）在,横向荷载作用于形心的情况下：,M,cr（作用于上翼缘）1,，,s,由下式计算：,4.6.4,板件屈曲后的强度利用,个构件的承载力稳定性课件,GB50017,规范给出的梁腹板板屈曲后的抗弯承载力设计值,M,eu,的简化的近似计算公式：,其中：,4.6.4,板件屈曲后的强度利用,个构件的承载力稳定性课件,规范规定：当,s,0.8,时，支座加劲肋除承受梁的支座反力外尚应承受如下的水平力,H,，按压弯构件计算其在腹板平面外的稳定：,梁端支座加劲肋构造,4.6.4,板件屈曲后的强度利用,个构件的承载力稳定性课件,梁端支座加劲肋（无封头加劲肋）的另一种方案,美国采用：,缩小支座加劲肋和第一道中间加劲肋的距离a,1,，使得a,1,范围内,s,0.8,此时,cr,f,y,，也就没有,水平力,H,，,也就是不利用端节间腹板屈曲后强度。,梁端支座加劲肋按一般支撑肋计算,个构件的承载力稳定性课件,