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一級建筑師考試建筑結(jié)構(gòu)輔導講義:鋼結(jié)構(gòu)6

更新時間:2009-10-19 15:27:29 來源:|0 瀏覽0收藏0

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 (3)實腹式軸心受壓構(gòu)件的計算

    實腹式軸心受壓構(gòu)件的計算包括強度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定和剛度四個方面的內(nèi)容。

    1)強度

    軸心受壓構(gòu)件的強度計算公式同軸心受拉構(gòu)件一樣,采用公式(11166),但式中N為軸心壓力設(shè)計值,f為鋼材抗壓強度設(shè)計值。

    2)整體穩(wěn)定

    a.概述

    軸心受壓構(gòu)件,除構(gòu)件很短及有了L洞等削弱時可能發(fā)生強度破壞外,往往當荷載還沒有達到按強度考慮的極限值時,構(gòu)件就會因屈曲而喪失承載力,即整體失穩(wěn)破壞。穩(wěn)定問題是鋼結(jié)構(gòu)中的一個突出問題,設(shè)計時應給予極大的重視。

    材料力學中討論了理想的軸心受壓桿的整體穩(wěn)定計算,但實際工程中并不存在這種理想的壓桿。實際工程中的軸心受壓構(gòu)件常受到以下主要的不利因素的影響:

    (a)初始缺陷

    初始缺陷包括初彎曲和初偏心。構(gòu)件在制造、運輸和安裝過程中,不可避免地會產(chǎn)生微小的初彎曲;由于構(gòu)造或施工的原因,軸向壓力沒有通過構(gòu)件截面的形心而形成偏心。

 這樣,在軸向壓力作用下,構(gòu)件側(cè)向撓度從加載起就會不斷增加,使得構(gòu)件除受有軸向壓力作用外,實際上還存在因構(gòu)件撓曲而產(chǎn)生的彎矩(如圖11-88),從而降低了構(gòu)件的穩(wěn)定承載力。

    (b)殘余應力

    殘余應力是指構(gòu)件受力前,構(gòu)件內(nèi)就已經(jīng)存在自相平衡的初應力。構(gòu)件的焊接、鋼材的軋制、火焰切割等會產(chǎn)生殘余應力。圖11-89給出了焊接工字形截面構(gòu)件的殘余應力(焊接應力)的分布(+”號表示殘余拉應力,“―”號表示殘余壓應力)。殘余應力通常不會影響構(gòu)件的靜力強度承載力,因它本身自相平衡。但殘余壓應力將使其所處截面提早發(fā)展塑性,導致軸心受壓構(gòu)件的剛度和穩(wěn)定承載力下降。   

    b.整體穩(wěn)定計算

    軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定按下式計算:

《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》對各種截面形式、不同的加工方法以及相應的殘余應力分布模式,并考慮了11000桿長的初彎曲,共計算了96條穩(wěn)定系數(shù)與長細比的關(guān)系曲線,最后按相近的計算結(jié)果歸納為a、bc三條曲線,如圖1190所示。

 實際計算時,根據(jù)求得的構(gòu)件的長細比,按鋼材的種類、截面的分類查《鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范》附錄表C-1C-5得到軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)值。

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