长春工程学院教案用纸
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柱脚的设计;本章重点:轴心受压柱的设计;本章难点:柱头和柱脚的设计。教法提示
轴心受力构件
本章主要内容:掌握轴心受力构件的强度、刚度和稳定,轴心受压柱的设计,柱头和
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概述
平面桁架、塔架和网架、网壳等杆件体系通常假设其节点为铰接连接。当杆件上无节间荷载时,则杆件内力只是轴向拉力或压力,这类杆件称为轴心受拉构件和轴心受压构件,统称轴心受力构件。图41即为轴心受力构件在工程中应用的一些实例。
图41轴心受力构件在工程中的应用
a桁架;b塔架;c网架
例如,轴心压杆经常用作工业建筑的工作平台支柱。柱由柱头、柱身和柱脚三部分组成图42。柱头用来支承平台或桁架,柱脚坐落在基础上将轴心压力传给基础。
图42柱的组成
轴心受力构件的常用截面形式可分为实腹式和格构式两大类。
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实腹式构件制作简单,与其他构件连接也比较方便。其常用形式有:单个型钢截面,如圆钢、钢管、角钢、T型钢、槽钢、工字钢、H型钢等图43a;组合截面,由型钢或钢板组合而成的截面图43b;一般桁架结构中的弦杆和腹杆,除T型钢外,常采用热轧角钢组合成T形的或十字形的双角钢组合截面图43c;在轻型钢结构中则可采用冷弯薄壁型钢截面[图43d]。以上这些截面中,截面紧凑的如圆钢和组成板件宽厚比较小截面或对两主轴刚度相差悬殊者如单槽钢、工字钢,一般只用于轴心受拉构件;较为开展的或组成板件宽而薄的截面通常用作受压构件,这样更为经济。教法提示
a型钢
b组合截面
c双角钢
d冷弯薄壁型钢
图43轴心受力实腹式的截面形式
格构式构件容易实现压杆两主轴方向的等稳定性,刚度大,抗扭性能也好,用料较省。其截面一般由两个或多个型钢肢件组成图44,肢件间通过缀条图45a或缀板图45b进行连接而成为整体,缀板和缀条统称为缀材。轴心受力构件设计,应同时满足第一极限状态和第二极限状态的要求。对于承载力极限状态,受拉构件一般是强度条件控制,而受压构件需同时满足强度和稳定的要求。对于正常使用极限状态,是通过保证构件的刚度,即,限制其长细比来控制的。因此,轴心受拉构件设计需分别进行强度和刚度的验算,而轴心受压构件设计需分别
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进行强度、稳定和刚度的验算。教法提示
图44格构式构件的常用截面形式
图45格构式构件的缀材布置
a桁架;b塔架
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421强度计算
轴心受力构件的强度和刚度
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