軸心受力構(gòu)件和拉彎壓彎構(gòu)件的計算
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1、軸心受力構(gòu)件 和拉彎、壓彎構(gòu)件的計算 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度 第5?1. 1條: 3 1?i軸心受拉構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的強(qiáng)度,除高強(qiáng)壓煤栓摩擦 型連接處外■應(yīng)按下式計算工 式中 N——軸心拉力或軸心壓力, 凈截面面積。 情況1 (截面無削弱): A Yr 情況2 (截面無削弱) 公式應(yīng)用條件:1.材料良好的彈塑性,屈服后強(qiáng)化階段應(yīng)力重分布; 2. 考慮應(yīng)力集中按極限抗拉強(qiáng)度折減; 3.構(gòu)造上防止應(yīng)力集中; 截面效率概念 — 1 N N 截面效率系數(shù):連接處能夠有效傳遞內(nèi)力的截面與計算截面的比值 被連
2、接“凈截面”形心至連接面距離越大,則截面效率系數(shù)越低 連接長度越長則截面效率系數(shù)越高 第5?1. 1條: 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度 高強(qiáng)屣螺栓摩擦型連接處的強(qiáng)度應(yīng)按B列公式計算: (4 — 0. 5 節(jié))<5. 1. 12) (5.】” 1-3) 式中n…在節(jié)?點或拼接處?構(gòu)件一端連接的高強(qiáng)度螺拴數(shù) 目; 巧… 所計算裁面(最外列縹栓處}上髙強(qiáng)度螺栓數(shù)目; A —構(gòu)件的毛截面面積“ 孔前傳力概念一--當(dāng)軸心拉桿與其它構(gòu)件采用摩擦型高強(qiáng)螺栓連接時,由于接觸面上的 摩擦阻力均勻分布于每個螺栓孔四周一定范圍內(nèi),一部分軸力由孔前接觸面的摩阻力傳 遞。試驗結(jié)果表明,每個螺栓孔孔前傳力占該
3、螺栓孔傳遞軸力的50%,所以應(yīng)同時進(jìn)行 凈截面和毛截面強(qiáng)度驗算 節(jié)點共2n N 實腹軸壓桿的整體穩(wěn)定 第5?1. 2條: S. L 2實腹式軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定性應(yīng)按下式計算: (5, L 24 ) nr 式中卩——軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定垂數(shù)(取截面兩主軸穩(wěn)定系數(shù) 中的較小若八應(yīng)抿據(jù)構(gòu)件的氏細(xì)比、鋼材屈服強(qiáng)度 和表5?1?21裹5. L 2 2的截面分類按附錄C采 用或 要求 外力N < g 9 構(gòu)件的臨界力 nwnMr 計入抗力分項系數(shù) 轉(zhuǎn)化成應(yīng)力表達(dá)形式M < N- A _ A/r cr /R 6 — 0 / 軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)柱子曲線
4、 情況 ⑴ 初偏心、初彎曲、初扭曲 0.5 1.0 1.5 軸壓構(gòu)件的截面分類 a曲線 現(xiàn)行鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范的穩(wěn)定系數(shù)(柱子曲線) b曲線 L0 0.6 0.2 除紙c、d以外的其他截面情況 c曲線 y y 焊接,軋制邊,對丿軸 焊接?軋制邊JN40,對強(qiáng)軸 d曲線 焊接M40,軋制邊,對弱軸 焊接,軋制邊,對兩主軸 壬 軋制,b/hW 0. &對強(qiáng)軸 工 軋制,580, b/h > 0. 8,對弱軸 [ 1
5、 I I I o軋制,對兩主軸 □ -X 當(dāng)工 焊接,板件寬厚比W20,對兩主軸 軋制,40VW80.對弱軸”% >0.8 壬 軋制,fN80,對強(qiáng)軸,b%>0?8 40 80 120 160 200 和/y/235 第5. 1< 2條: 嚴(yán) 斷 形 式 ?*軸 n>fc 軋制 a類 a委 h 一罡三m乳制."go.8 a類 6類 軋制.&/A >0.8 b jr- — 買母為焰切邊 咅于 亠(^7 b類 6類 軋制 ly y JLM,零邊角鋼 y — 1 y 工」7自一上軋制?対搖(板件 Ly 寬忌比大于20
6、) *于豐T” 乳制或燼接 舛按 ■T—[- -Z £-*£-上 X-X---|^j-.t X | 1 Z 焰切邊的牌按嚴(yán)面 于 格構(gòu)式 上^7^ *£"; ~3 Z亠@ 炸接、板件 邊緣焰切 一來7 紬心受壓構(gòu)件的戲面分類(板^/<40mni) 續(xù)表 裁 面 形 式 對亢軸 對V tt "壬_上4十''干二上Wtt.翼塚為軋制或剪切邊 b類 ■■■■■ 「類 …*7焊接.板件邊緣軋制或剪切 軸心受壓構(gòu)件的戡面分類(板f^40mrn) 紅 廨 形 式 對JT軸 對vtt 在r 軋制“形成 一丄]]— H形裁rti l < SOn
7、wn — 6類 c? r ^80nini c類 d矣 Z-豐7 焊接I:形彼面 翼緣為焰切邊 b類 b i 翼緣為軋M或費切邊 c9t d夬 z~Pp~£ 焊接箱形彼胸 板ft寃厚比>20 b矣 b類 板件竟片比W20 c3$ 目對長細(xì)比 穩(wěn)定系數(shù)的獲得一 當(dāng) A 0.215 時 cp - ~ — 1 — 2 當(dāng)入> 0.215時 (p = = 丁當(dāng)](燈+勺入+ A 2) Jy 2入 - J (°2 + &3入 + A 2)2 一 4入 2] 式中5、血、5—一系數(shù),根據(jù)不同曲線類別按表 系數(shù) 5、a?、a3 曲 線類別
8、 5 幺3 a 0.41 0.986 0,152 b 0.65 0.965 0.300 》W1.05 0.73 I 一- 0.906 0.595 c A >1.05 1.216 0.302 d A^1.05 —— 1.35 0.868 0.915 A >1.05 ■ — 1.375 0.432 軸壓構(gòu)件的長細(xì)比計算 第5?1. 2條: I a面為収軸對稱或極對稱的構(gòu)件: <5. 1.2-2) 式中 仁幾——構(gòu)件對主軸丁和$的計算長度: v 構(gòu)件截面對主軸丁和V的回轉(zhuǎn)半徑口 對雙軸對稱F字形截面構(gòu)件
9、,芯或花取值不得小于5. 07b/1 (其屮b/t為懸伸板件寬厚比幾 雙軸對稱工字形截面 般發(fā)生彎曲型失穩(wěn); 雙軸對稱十字形截面 般發(fā)生扭轉(zhuǎn)型失穩(wěn); 軸壓構(gòu)件的長細(xì)比計算 第5?1. 2條: 式屮 打嚴(yán)盤[(+ # ) + / Ay + ) 2 ~ 4( 1 — / to >Ay A$『 (5. 1,2-3) A; = ?M/C/t/25. 7+lJlD (5, 1. 2-4) 齋=£+蠱+再 e, 截面形心至剪心的跑離) I.~戡面對剪心的極回轉(zhuǎn)半徑; 右 構(gòu)件對對稱軸的長細(xì)比$ 兒 扭轉(zhuǎn)屈曲的換算長細(xì)比; A 色載面抗扭慣性矩, 匚 抵截面扇性慣性矩
10、;對T形截面(軋制、雙板炸接理 角鋼組合)、十字形截面和角形載面可近個取 A——總截面面積{ 仁 扭轉(zhuǎn)屈曲的計算氏度,對兩端錢接端部截面可“由 翹曲或兩端嵌固端部裁而的翹曲完全壹到約柬的構(gòu) 件?取 /. = /(、? 單軸對稱截面 繞非對稱軸一般發(fā)生彎曲型失穩(wěn); 單軸對稱截面 繞對稱軸一般發(fā)生彎扭型失穩(wěn); 單角鋼或雙角鋼構(gòu)件按規(guī)范公式簡化計算一一(將按彈性理論計算所得的彎扭屈 曲臨界承載力換算成為長細(xì)比較大的彎曲屈曲桿件來查取相應(yīng)的整體穩(wěn)定系數(shù) ,相當(dāng)于把初始幾何缺陷和殘余應(yīng)力的效應(yīng)看成與彎曲屈曲完全一致,這種 方法理論上并不+分嚴(yán) 但為目前國內(nèi)外多數(shù)規(guī)范所采用)
11、 2 截面為單軸對稱的構(gòu)件?繞非對稱軸的長細(xì)比九仍按式 (5. 1.2-2>計算畀旦繞對稱軸應(yīng)取計及扭轉(zhuǎn)效應(yīng)的下列換算長細(xì)比 代替小 第5?1?2條 4 單軸對稱的抽心壓釬在繞非對稱走軸以外的任一軸失穩(wěn) 時?應(yīng)按照彎扭屈曲計算瓦穩(wěn)定性. 當(dāng)計算等邊單角鋼構(gòu)件繞平 軸壓構(gòu)件的長細(xì)比計算 軸壓構(gòu)件的長細(xì)比計算 行軸〔圖5. 1.2e的H軸)穩(wěn)定時,可用下式計算其換算長細(xì)比扎' 并按占類戡面確定護(hù)值; 當(dāng) 6//C0. 69^/6 時 m (5.1.28a) 當(dāng) ft//>0. 69M 時: 入迪 f 4A/f (5. 1.2-8b) 式中扎=仏兒;厶為構(gòu)
12、件對w釉的計算長度億 為構(gòu)件截面 對割軸的回轉(zhuǎn)半徑. 注! 1無任何對稱輜R又非極對稱的型曲(單向連後的不尋邊單角鋼陳外)不宜 ?用作柚心受壓稍件, 2茁甲面逹接的單侑艷柚心受壓構(gòu)件,按3. I. 2條葦慮折減播散后?可不葦 慮fiffflSt應(yīng)” 3自梢腿戡疝用于格枸式構(gòu)件的分肢■計障分肢繞對?稱軸、釉)的粽定性 H齊不必等慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)、直接用心森岀氏值. 穩(wěn)定系數(shù)計算要點 1. 2. 穩(wěn)定系數(shù)0按(1)鋼種、(2)長細(xì)比入、(3)截面分類一查表 計算長度系數(shù) 壓桿計算長度—f I (p =(p = min min 、 x y in{0 ,(p} 回轉(zhuǎn)半徑/ x
13、 y7 / 按入x v X方向截面分類查表 按入y、y方向截面分類查表 I 壓桿長度 A 3.當(dāng)兩個截面方向分類相同時 按2max二max {入,人},截面分類,查表得 ^min 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件 虛輛 1 X 綴條 綴條 雙肢 雙肢 三肢 組成 肢件+綴材 綴條綴板 綴板 雙肢 適用于壓力小、 長度大的受壓構(gòu)件 2 v 1.1 dv\dv2 V = V! 4- v2 d
14、z 乙 其中卩1 單位剪力作用下剪切厚變形 ,";+”2=-Nu/Eb + rZ o 豔廳系 剪切變形關(guān)系 dMx — v =o O穩(wěn)定平 7T Ncf =— f " E/x(i—"N) \ 7T2 EA £L_ -> Ncr 二 j2 ? ■ if r 格構(gòu)式構(gòu)件的換算長細(xì)比 第5.1. 3條: 項 次 構(gòu)件截面尺寸 材別 綴類 計算公式 符號意義 1 2 ⑷ 1 _ 1
15、 ~1 "L 綴板 幾,整個構(gòu)件對工和 y軸的長細(xì)比 兒一單肢對最小剛度軸 1-1的長細(xì)比,其計算長 度?。汉附訒r,為相鄰兩 綴扳間的凈距離$螺栓連 接時,為相鄰兩綴板邊緣 螺栓的最近距離 Alx, Aly—構(gòu)件橫截面中 垂直與工和夕軸的各斜 綴條毛截面面積之和 ⑷一構(gòu)件橫截面中各斜 綴條毛截面面積之和 0—構(gòu)件截面內(nèi)綴條所在 平面與z軸的夾角 綴條 心=/曜+27令 3 4 (6) z ;門「; 7 L丄」 y 綴板 心= Aoy= V^y-h^? 綴條 Aox=J廉+40 彳 ■ §+4 0 5 (c) \y □a 綴條 Aol J
16、ax+aq 5_cos2&) Ay-J心+心沁 格構(gòu)式軸壓構(gòu)件的分支長細(xì)比 第5?1?4條:S.k4對格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件;當(dāng)綴件為綴條時JI?分肢的長細(xì) 比兒不應(yīng)大于構(gòu)件曲方向長細(xì)比(對虛軸取換算長細(xì)比》的較大 值人“的6 7借;當(dāng)綴件為綴板時段’不應(yīng)大干40?并不應(yīng)大于 九削的0?5似當(dāng)心C5O時?取為■嚴(yán)50幾 1、控制單肢長細(xì)比用以保證單肢穩(wěn)定 2、單肢關(guān)于實軸的計算長度與全截面相同 3、單肢關(guān)于虛軸的計算長度取決于綴材的間距 第5?1. 5條: 5, 1.5用填板連接而成的雙角鋼或取樽鋼構(gòu)件,可按實腹成構(gòu)件 逬行計算,但填板間的距離不應(yīng)超過下列數(shù)值: 受壓構(gòu)件
17、z 40卄 1、 受壓時保證單構(gòu)件穩(wěn)定 2、 受拉是保證均勻傳力 受拉構(gòu)件, 80/- i為戡面冋轉(zhuǎn)半徑?應(yīng)按下列規(guī)定采用: I與為圖5. l.5a,b所示的雙角鋼或雙槽鋼截面時.取一個 角鋼或一個檜鋼對與填板平行的形心軸的何轉(zhuǎn)半徑; 2當(dāng)為圖5.】.5c所示的卜字形截面時?取一個角鋼的最小 回轉(zhuǎn)半徑。 受壓鉤件的兩個側(cè)向支承點之間的填板數(shù)不得少干2個. (外 3、 分支距離近,填板剛度大, 可視作實腹截面 第5. L 6條: 第5?1?7條: 1. 此時如按柱剪力驗算支撐,不十 分恰當(dāng),因為該剪力可視作軸壓構(gòu) 件的偶然剪力。 當(dāng)撐桿的作用是支撐一系列柱 時,就完
18、全不對了 2. 原理:帶支撐壓桿的撓度増量及 支撐構(gòu)件的軸向變形,根據(jù)變形協(xié) 調(diào)條件推導(dǎo)其軸力; 3. 此支撐力不與其他作用產(chǎn)生的軸 力疊加,而是取較大值; 4. 一道支撐架在同一方向所支撐的 柱不宜超過8根。 (5. 1. 7-la) (5. l.7-lb) 軸壓構(gòu)件的抗剪驗算 5.1.6釉心受壓構(gòu)件應(yīng)按下式計算購丿J: v='^& 心小 剪力F值可認(rèn)為沿構(gòu)件全長不變。 對格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件?剪力V應(yīng)由牘受該剪力的綴材面 (包括用整體板連接的向)分扌旦。 5. 1. 7用作減小軸心受壓構(gòu)件(柱)H由長度的支撐?當(dāng)其軸線通 過被撐構(gòu)件截面剪心時?沿被撐構(gòu)件屈曲方向的支
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