STRU-05-第五章轴向受力构件

④ 校核强度、刚度。若不满足强度、刚度条件，则 重复步骤③～④。
第三节 轴心受压实体构件的设计和计算
一、强度
max

N П max Aj
[ ]П
二、刚度 max( x，y ) []
x

lx rx
y

ly ry
ℓx=μ 1ℓ，ℓy=μ 1ℓ
μ1——由支承情况决定的长度系数， μ1由表5-2查取；
[ ]П
，NIm ax
[ rt ]
）
② 求拉杆所需回转半径r及截面尺寸h、b；
r lj
[ ]
由图5-4回转半径与截面尺寸的 近似关系，求出截面尺寸h、b ；
h rx
1
b ry
2
图5-4 常用截面回转半径的近似值
back
③ 根据Aj、h、b查型钢表，选择型钢型号(或设计
焊接截面的尺寸)，求出实际的Aj、rx、ry；
( x )cr


板 cr


构件 cr
ocr
根据弹性理论，板受压时的临界力为：
N x cr

k
2D
b2
式中 k——系数,查图5-6。 D──板的弯曲刚度，
D

E
12(1
3

2
)
工字形构件局部稳定性计算
各种边界条件下的K值
沿板宽单位长度上板的临界应力为
( x )cr

(N x )cr
1

k

12(1
2E

2
)


b
2
(5-23)
将上式代入条件： ( x )cr ocr
得
k
2E 12(1 2 )


b
2

2E 2
板的宽厚比：
)
(5-24)
不同支承情况下板的宽厚比：
受压构件支承长度系数 1
例:求伸缩式吊臂变幅平面及回转平面内的计算长度ly、lz.
伸缩臂变幅平面计算简图
伸缩臂回转平面计算简图
三、轴心受压构件的整体稳定性
1.轴心压杆整体稳定的概念
2.轴心受压构件整体稳定性条件：
II max

N II max A
[ ]II
式中 φ──轴心压杆稳定系数，根据λ查3-26、3-27。

Q345， s 345 MPa：
b 47.25

上式适用于在弹塑性范围内工作的构件。
提高板抗局部失稳的能力的方法： 增加板厚δ 设纵向加劲肋，减小b
设纵向加劲肋
五、变截面构件的计算长度
ℓj=μ1μ2ℓ
式中μ 2──变截面构件长度折 算系数，查表5-3。
变截面构件
变截面构件转换为等截面构件
3.假想长细比
当钢材的屈服点 s 345 MPa 时，可近似用结构假想长
细比λF 按表3-27选取φ值。
F
s
345
对格构式构件，λ为换算长细比(或称当量长细比)。
四、轴心受压构件的局部稳定性
实腹式轴心压杆局部稳定的概念
板(腹板或翼缘板)的稳定性称为局部稳定性。
防止板局部失稳的条件
细长拉杆的疲劳强度
max

NIm ax Aj
[ rt ]
式中 [σ rt]──疲劳许用应力，按下式计算
[
rt
]

1.67[ 1]
1 0.67r
（3-58）
二、轴心受拉构件的设计步骤
① 按静强度、疲劳强度条件求杆件所需净截面面积Aj；
Aj

max(
Aj
，Aj )

max（ N П max
第二篇
起重运输机金属结构基本构件的 设计计算
第五章 轴向受力构件
第一节 轴向受力构件在起重运输机金属结构中的应用 第二节 轴心受拉杆件的设计和计算 第三节 轴心受压实体构件的设计和计算 第四节 轴心受压格形柱的设计计算 第五节 偏心受压实体柱的计算 第六节 偏心受压格形柱的计算 第五章 作业
钢结构中的四种基本构件
六、轴心受压构件设计计算步骤
若已知轴心压力N ，ℓx、ℓy ，构件材料[σ]Ⅱ。
①假定构件长细比λ ，计算所需截面面积A；
N≤1500KN，ℓj=5～6m时，取λ =80～100； N≥3000KN，取λ=50～70； N较小时，可取λ =120。
根据λ →φ，由整体稳定性条件得：
A N II max
缀板式 构件截面有两个或多个分肢， 格构式
缀条式 各肢之间用缀板或缀条联系。
组合截面轴向受力构件的腹杆体系
第二节 轴心受拉杆件的设计和计算
一、轴心受拉构件的计算
强度
max

NП max Aj
[ ]П
刚度 长细比
l j []
r
r ──杆件截面的回转半径，r=min(rx,ry)
轴心受拉构件 偏心受拉构件(拉弯构件) 轴心受压构件 偏心受压构件(压弯构件)
需计算强度、刚度
需计算强度、刚度、 整体稳定、局部稳定
第一节 轴向受力构件在起重运输机 金属结构中的应用
轴向受力构件示例
单根型钢作为轴向受力构件 组合截面作为轴向受力构件
按截面形式，轴向受力构件分为：
实腹式：构件具有整体连通的截面形式。
即
( x )cr s
k
2E 12(1
2)


b
2


s
(5-29)
b

12
k
(1
2

2
)


E
s

(5-30)
对四边简支板，K 4, 0.3, E 2.1105MPa ：
Q235A， s 235 MPa：
b 56.2
rx
Ix A
ry
Iy A
[λ ]——杆件许用长细比，见表5-1；
表5-1
杆件许用长细比[λ ]
杆件名称
受拉构件
主桁架弦杆及受压柱
150
动臂的组成杆件
150∽180
主桁架其它杆件，水平、斜桁架杆件 180∽200
所有其它杆件
250∽300
受压构件 100∽120 120∽150
150 200∽250
[ ]II
②求构件截面所需回转半径rx、ry及轮廓尺寸h、b：
rx

lx

ry

ly

h b

rx
a1 ry

a2
③按A、h、b及构造要求初选截面，同时考虑局部稳定 性条件，求出实际的A、h、b及各板板厚。
④校核强度、刚度、整体稳定和板的局部稳定，若不 满足要求，重复步骤③～④。
四边简支板，k =4:
三边简支,一边自由的板,k =0.5: 两边简支,两边固定的板,k =7:
两边简支,一边固定、一边自由
的板,k =1.28:
b 0.6 b 0.21 b 0.8
b 0.34
以上各式适用于在弹性范围内工作的构件。
根据板的临界应力大于材料屈服极限的 条件求板宽厚比的控制值：