14.2 轴心受力构件强度和刚度
2. 刚度要求
(2) 长细比限值
max
l0 i
max—x和y中 的 较 大 值
1）在承受静力荷载的结构中，可仅计算受拉构 件在竖向平面内的长细比；
2）在直接或间接承受动力荷载的结构中，计算 单角钢受拉构件的长细比时，应采用单角钢 的最小回转半径；计算单角钢交叉杆件平面 外的长细比时，应采用角钢肢边平行轴的回 转半径 。
14.2 轴心受力构件强度和刚度
2. 刚度要求
受拉构件的容许长细比
承受静力荷载和间接承
项 次
构件名称
受动力荷载的结构 直接承受
一般建筑结 构
有重级工 作制吊车
厂房
动力荷载 结构
1
桁架的杆件
350
250
250
2
吊车梁或吊车桁架以下 的柱间支撑
300
200
-
2
其他拉杆、支撑、系杆 （张紧的圆钢除外）
400
最小临界压力
2 EI N cr l 2
cr
N cr A
2E li2
2E 2
3. 弹塑性屈曲
当 cr f p 需要考虑弹塑性屈曲
N
N N
NcrNcra
直线平 衡状态
11
l
l
b
屈曲微
弯状态
cr
非细长压杆
N
11
N N
3. 弹塑性屈曲
根据切线模量理论
fy a
Ncra2E 2 atA，cra2E 2 at
N
N
N
整体失稳类形
➢ 弯曲屈曲
➢ 扭转屈曲 ➢ 弯扭屈曲
u
Φ
uΦ
2. 理想压杆的临界力（弹性弯曲屈曲）
N→Ncr A
cr
Ncr A
f（ p 比例极限）
欧拉方程的建立
细长压杆
EI d2 y / dz2 N y 0
l
yN
y
EIy
z
z
y
y
B
B
N
弹性屈曲的临界压力
N cr
n 2 2 EI l2
,当 n 1时，
2）刚度验算
查表（P513) ix=30.5mm A 2 1.2 96 31 .5 8c 22 m 2
I y 2 [ 1.5 7 1 1 9 .2 9 ( 6 0 .5 1 2 .8 ) 2 ] 4 7.7 8 c 5 4 8 m 6
iy
Iy A
78 .7856 4.52 cm 5 4.2 5m 5 m 3.5 822
N
N
孔前传力系数
孔前传 递的力
N
净截面处的传力
N N10.5n1
n
净截面处的强度公式 N An f
同时毛截面处还应满足 N / A f
n1：计算截面（最 外列螺栓处）高强 度螺栓数目；
n：节点或拼接处构 件一端连接的高强 度螺栓总数。
1.强度计算
(3) 单面连接的单角钢按轴心受力计算强度时，钢材 的强度设计值应乘以0.85
网架
14.1 轴心受力构件的工程应用
网壳
14.1 轴心受力构件的工程应用
1. 实腹式构件的截面形式
型钢截面
1. 实腹式构件的截面形式
角钢或双角钢组合截面 型钢或钢板组成的组合截面
冷弯薄壁型钢截面
14.1 轴心受力构件的工程应用
2. 格构式构件的截面形式
x
x1Biblioteka 1yyy
y
y
y
x
x
1
1
x
x
y
yy
y
比如单面连接角钢受压杆件，实际上受力是双向 压弯，为了计算简便还是按轴心受压考虑，只是通过 强度乘以折减系数来反映简化计算的不利影响。
14.2 轴心受力构件强度和刚度
2. 刚度要求
（1）长细比过大产生的不利影响： 1）在运输和安装过程中产生弯曲或过大的变形； 2）使用期间因其自重而屈曲； 3）在动力荷载作用下发生较大的振动； 4）压杆的长细比过大时，还将使构件的承载力 降低过多。
验算长细比
xli0xx
30 090.8 4[]35满 0
3.0 5
足
yli0yy
780 107.42 []35满 0
4.5 25
足
作 业 P462
1.思考题 1 2.计算题 1, 2
14.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定
1. 理想轴心压杆的整体失稳
理想轴心压杆 杆件完全挺直、荷载沿杆件形心轴 作用，杆件在受荷之前没有初始应力，也没有初弯 曲和初偏心等缺陷，截面沿杆件是均匀的。
350
-
14.2 轴心受力构件强度和刚度
2. 刚度要求
受压构件的容许长细比
项 次
构件名称
柱、桁架和天窗架中的杆件
1 柱的缀条、吊车梁吊车桁架以下的 柱间支撑
支撑（吊车梁吊车桁架以下的柱间
2
支撑除外)
用以减少受压构件长细比的杆件
容许长细比 150 200
例1 某中级工作制吊车的 厂房屋架的下弦拉杆，有 双角钢组成，型号为 L100×10，布置有交错排 列的普通螺栓连接，螺栓 孔直径d0＝20mm。已知 轴心拉力设计值N＝ 620kN，计算长度l0x= 3000mm，l0y=7800。材料 为Q235钢，试验算该杆 件的强度和刚度。
x
x
格构式构件的 虚轴和实轴
l1
l1
l01
40～70
1x
缀条柱
y
y
1x
1a y
缀板柱
y
h
1b
14.1 轴心受力构件的工程应用
3. 轴向受力构件的设计要求
强度和稳定
轴心受拉：强度 轴心受压：强度和稳定（整体和局部）
刚度要求
保证构件不产生过度的变形，用长细比控制。
14.2 轴心受力构件强度和刚度
1.强度计算（以全截面达到屈服应力为极限状态）
傅昶彬课件系列—结构设计原理
第14章 钢结构轴心受力构件 （1）
主要内容
14.1 轴心受力构件的工程应用 14.2 轴心受力构件的强度和刚度 14.3 实腹式轴心受压构件的整体稳定 14.4 实腹式轴心受压构件的局部稳定
四川大学建环学院 2018.3
14.1 轴心受力构件的工程应用
桁架
塔架
14.1 轴心受力构件的工程应用
a
max 塑性变形发展
fy
应力重分布
N
N
N
N
弹性状态应力
孔洞截面处产 生应力集中
极限状态应力
(1) 除摩擦型高强度螺栓连接处外强度计算式
NAnf An —构件的净截面面积
构件净截面面积An及计算截面的选取
Ⅰ
ⅡⅠ
N
N
并列
Ⅰ
ⅡⅠ ⅡⅠ
错列
N
ⅡⅠ
1.强度计算
（2）摩擦型高强度螺栓连接处
由于摩擦阻 力存在，一部分 荷载已由孔前接 触面传递。
fp
令 Et /E，cra2E 2 a
E E t ,
解：1）强度验算 I-I截面
A n 2 (4 1 5 0 4 0 2 5 ) 0 1 0 34 m 2 0m 0 II-II截面
A n 2 ( 4 5 12 0 4 2 0 0 4 2 5 2 0 ) 1 0 3m 12 5
II-II截面起控制作用
N 6 2 13 0 0 1.6 9 N /6 m2 m f 2N 1/m 52m A n 3154