钢结构基础第3章(1).pptx

第3章构件的截面承载力——强度
结构的承载能力是最重要的极限状态,它分为三个层次:
本章解决第一层次的截面强度问题,它分为两个方面:
强度计算公式(不包括疲劳破损和脆性断裂);
按强度要求选择构件截面。
强度验算大部分可以用材料力学的公式,但需要注意具体条件。
截面承载能力,即截面强度,还有连接承载能力;
构件承载能力——稳定;
结构承载能力。
轴力构件的强度
应用:主要承重结构(平面桁架、空间桁架和网架)、平台、支柱、支撑等
截面形式
轴力构件的应用和截面选择
热轧型钢截面
热轧型钢截面
冷弯薄壁型钢截面
实腹式组合截面
格构式组合截面
冷弯薄壁型钢截面
冷弯薄壁型钢截面
型钢和钢板的组合截面
实腹式组合截面
格构式组合截面
对截面形式的要求
满足强度:能提供强度所需要的截面积
满足加工:制作比较简便
满足连接:便于和相邻的构件连接
满足刚度:截面开展而壁厚较薄
承载极限: 截面平均应力达到fu ,但缺少安全储备
截面平均应力达fy :结构变形过大丧失继续承载能力
拉杆的强度
钢材的应力应变关系
计算准则:
截面平均应力不超过fy
设计公式:
——钢材的抗拉强度设计值
应力集中现象
孔洞处截面应力分布
(a) 弹性状态应力(b) 极限状态应力
拉杆存在孔洞或削弱
有孔洞或局部削弱的拉杆,强度应按净截面计算,有两个计算公式
(3-2)——净截面拉断
(3-4)——净截面屈服
拉断的后果十分不利,因而在式(3-2)。
对于Q235和Q345钢,式(3-2)允许较高的应力,只用于仅在杆端有孔(少数截面屈服)的拉杆,式(3-4)则用于沿拉杆全长有孔的情况。
强度更高的钢材,情况相反,式(3-2)比式(3-4)严格,全长有孔的拉杆也应用它来算。
!对高强螺栓摩擦型连接,净截面强度验算要考虑孔前传力的影响。
拉杆存在孔洞或削弱
源于屈强比,式(3-4)不安全。
杆端有孔(少数截面屈服)
沿拉杆全长有孔
图示工形截面拉杆,端部只有翼缘和节点板用焊缝连接,在连接区域内,工形截面应力不均匀,A点最高,B点低于A点,腹板中心的C点更低。应力最高处有拉裂危险,为此引入有效截面系数。



在连接区域外应力分布逐渐均匀
,, 工形截面
,.
轴拉构件端部非全部连接者
压杆的强度
孔洞和螺栓(铆钉)之间有缝隙(但压实后可以传力):按全截面公式3-1计算截面强度。
有虚孔的特殊情况,需和拉杆同样对待,按公式3-4计算。