轴心受力构件
轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。
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讲解：XX
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4.2.2刚度计算： 保证构件在运输、安装、使用时不产生过 大变形
1、受拉构件。
l0[]
i
l0 构件的计算长度；
i
I A
(截 4 面2 的 )回转半径；
[]构件的容许长取 细值 比详 ，见 其规
x
l0x ix
[ ]
l0y
b)
++ ++ ++
++
讲解：XX
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3.塔架
1.桁架
2.网架
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3.截面型式
实腹式截面 热轧型钢
冷弯薄壁型钢
组合截面
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讲解：XX
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格构式截面:由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。
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力沿轴线方向 1、概念：二力杆 约束：两端铰接
N cr
NE
1 NE
绕实轴： 0 讲绕解：虚XX 轴：
Ncr NE
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4.3.3构件缺陷对轴心受压构件的整体稳定承载力的影响
1、残余应力的影响
几何缺陷：初始弯曲＋初始偏心 力学缺陷：残余应力
产生原因；
影响:
分布规律：
1）短柱试验法：
2）应力释放法：将短柱锯割成条以释放应力，然后测量
每条在应力释放后前长度以确定应变；
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讲设计强度；应力针对某个截面
稳定问题：达到某荷载值时变形将急剧增加，过渡到 不稳定的状态；变形针对整个结构。
提高稳定性措施：增大截面惯性距，增强约束，减小
计算长度；
弯曲屈曲
轴压构件三种屈曲形态： 扭转屈曲
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讲解：XX 弯扭屈曲
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4.3.2 理想轴心受压构件的整体稳定
2、分类 轴心受拉构件 轴心受压构件
强度 （承载能力极限状态） 刚度 （正常使用极限状态） 强度
（承载能力极限状态） 稳定 刚度 （正常使用极限状态）
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4.2 轴心受力构件强度和刚度
4.2.1 强度计算
Nf
An
(41)
N — 轴心拉力或压力设计值； An — 构件的净截面面积； f — 钢材的抗拉(压)强度设计值
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4.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定
轴心受压构件受外力作用后，当截面上的平均应 力还远低于钢材的屈服点时，常由于其内力和外力间 不能保持平衡的稳定性，些微扰动即促使构件产生很 大的弯曲变形、或扭转变形或又弯又扭而丧失承载能 力，这现象就称为丧失整体稳定性，或称屈曲。
第
4 章
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本章内容
4.1轴心受力构件的类型和应用 4.2 轴心受力构件的强度与刚度计算 4.3 轴心受压构件的整体稳定计算 4.4轴心受压构件的局部稳定计算 4.5 轴心受压构件的设计
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讲解：XX
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大纲要求
(1) 掌握轴心受力构件强度和刚度的设计准则和计 算方法；
（1）作用在构件上的荷载是 轴心压力或轴心拉力；
（2）构件理想的直杆； （3）构件无初应力； （4）节点铰支。
N
图 轴心受力构件 2021/3/10
轴心受力构件只承受通
过其截面形心的轴向力，分轴心
受拉与轴心受压两种情况。
讲解：XX
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2.应用
主要用于承重结构，如：桁架、网架、塔架和支 撑结构等。
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[ ] y
i 2021/3/10
y
l0 x 构 件 对 x 轴 计 算 长 度 ；
ix Ix / A
l0 y 构 件 对 y 轴 计 算 长 度 ；
iy Iy / A
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2、受压构件。 1）双轴对称截面
l0[]
i
(42
2）单轴对称截面 绕非对称轴：
l0[]
i
(42
绕对称轴：采用换算长细比，对于单角钢和双角钢截 面可采用简化公式。
(4.16)
取v0为L/1000，令0=v0/(W/A)= v0/＝ i /1000 ，
N A 11N 0NE fy
N A 110 ( 40 i. 1 0 1 7N 1)N E fy
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受拉构件的容许长细比
表4-1
项次
构件名称
承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构 有重级工作制吊车的厂房 一般结构
1
桁架的杆件
吊车梁或吊车桁架
2
以下的柱间支撑
其它拉杆、支撑、系杆等
3
（张紧的圆钢除外）
250 200 350
350 300 400
直接承受动力 荷载的结构
250 —— ——
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二、考虑剪力影响后构件的弹性弯曲失稳
总变形 yyM yv
总曲率：弯距曲率＋剪力产生的附加曲率
剪力曲率： dyv VdMNdy
dx
dx dx
d 2 yv dx2
N
d2y dx2
式中： 表示单位剪力引起的剪切角：
总曲率：
d2y dx2
E MI Nddx2y2
1N ddx2y2 ENI y0
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(2) 了解轴心受力构件弯曲屈曲、扭转屈曲和弯扭 屈曲的产生条件和弯曲屈曲临界力的确定方法；
(3) 掌握轴心受力构件整体稳定的设计原理、计算 方法和影响轴心受压构件整体稳定的因素；
(4) 掌握实腹式轴心受压构件的设计方法和保证局
(5)
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第四章
4.1概述
N
轴心受力构件
1.结构及受力特点
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残余应力对压杆临界荷载的影响
图4.7残余应力对短柱段的影响
N cr 2 lE 2e I l22 E IIIe
cr22 E(IIe4.8)
(4.9
对x-x轴屈曲时:
N crx
2 EI x lo2x
k
残余应力对弱轴的影响比
y-y 对 轴屈曲时: 对强轴严重得多! 2021/3/10
N cry
2EI y lo2y
k讲3 解：XX
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2、初始弯曲的影响
Edd I2y2xN(yv0siπ nlx)0
vmv0v1Nv0/Ncr
（1）当N 趋于NE时，挠度无穷大；
（2）不管初弯曲多小，承载力总是小
于NE
（3）初弯曲越大，最终挠度也越大；
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截面屈服： N AW1 NN0vNEfy
一、理想构件弹性弯曲失稳
根据右图列平衡方程
EIdd2xy2 Ny0
解平衡方程：得
Ncr π2l0E2 I π λ 22E A
σ c rN A c r π λ 2 2 E fp λ λ p π E /fp
理想条件：
（1）绝对直杆、材料均质、无荷载偏心、无初始应力、完全弹性；
202（1/3/210）不考虑剪力对临界力的影讲解响：X作X 用
