钢结构设计原理第4章(2) 稳定性(整体)-PPT精品文档

08.受弯构件的弯扭失稳
（2.0课时）
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
主要知识点
09.受弯构件的工程计算方法 （1.0课时） 10.压弯构件的平面内稳定 （1.0课时） 11.平面内稳定的工程计算式 （0.5课时） 12.压弯构件的平面外稳定 （1.0课时） 13.平面外稳定的工程计算式 （0.5课时） 14.受压板件的局部稳定问题 （1.0课时） 15.受压板件的屈曲后强度 （1.0课时） 16.局部稳定的工程计算方法 （1.0课时）
体稳定的情况下，局部构件或板件 出现了失稳。
截面分类：根据板件的宽厚比划
分截面类型： 第1类：特厚实截面 第2类：厚实截面 第3类：非厚实截面 第4类：纤细截面
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
02
稳定问题的计算方法
02.1 典型算例1
【典型算例1】 静力平衡法
根据变形后的位置建立平衡方程
➢局部失稳：薄壁构件
若无初始缺陷：分枝型失稳 若有初始缺陷：极值型失稳
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.4 钢构件的失稳
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.4 钢构件的失稳
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
01.4 钢构件的失稳
局部失稳：结构或构件在保持整
同济大学建筑工程系
2016《钢结构稳定原理》
教材
主教材
同济大学建筑工程系
参考教材
2016《钢结构稳定原理》
01 稳定问题概述
01.1 失稳破坏案例
同济大学建筑工程系
72m跨度某煤棚整体失稳
2016《钢结构稳定原理》

N1Vy V/n
N1Tx
N1T
y1 r1
T1y xi2yi2
N1Ty
N1T
x1 r1
T1x xi2yi2
验算公式：
N 1N 1 T x2N 1 T yN 1 T y2N m b in
注意： y1≤3x时，N1T=N1XT=Ty1/Σyi2
x1≤3y时，N1T=N1yT=T. x1/Σxi2
应力集中：应力集中越严重，出现同号三相应力场的应力水平越接近，
钢材越趋于脆性。
温度：高温热塑性变形，低温冷脆（脆性温度转变区）
荷载类型：加载速度：低温脆性破坏
循环荷载 高周疲劳—— n514 0 fy
低周疲劳—— n＝ 120 ～ 5140 fy
疲劳：钢材在连续交变荷载作用下，会逐渐累积损伤、产生裂纹及裂纹
30
受拉螺栓连接：
1、受力：沿杆轴方向受拉。 破坏：栓杆被拉断。
2、单个螺栓受拉承载力设计值
Ntb Ae ftb
de2 4
ftb
f tb 值的由来：考虑橇杠作用，并对其进行简化，从 而采如用 ftb 0.8f 来考虑。
3、螺栓群受拉连拉计算。
1>轴心力：
n
N
N
b t
.
31
2>偏心力作用下
a.小偏心情况：螺栓群全部受拉。
逐渐扩展，直到最后破坏，这种现象称为疲劳。
疲劳破坏具有突然性，破坏前没有明显的宏观塑性变形，属于脆性断裂。 其破坏过程经历裂纹的产生、裂纹的缓慢扩展和最后迅速断裂三个阶段， 是延时断裂。
.
9
钢 柱 上 焊 接 牛 腿 （ 腹 板 和 翼 缘 ）
.
10
梁柱节点：梁分别连接在柱的腹板和翼缘（连接角钢与

力不变而变形增加,柱发生微小弯曲时只能由截面的弹性区抵
抗弯矩，因此,用截面弹性区的惯性矩Ie代替全截面惯性矩I， 即得柱的临界应力：
N cr 2 lE 2e Il2E 2 I I I e
cr 2 2 E I I e
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第四章 单个构件的承载能力-稳定性
1、稳定问题的一般特点 2、轴心受压构件的整体稳定性 3、实腹式柱和格构式柱的截面选择计算 4、受弯构件的弯扭失稳 5、压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
§4.1 概述
第四章 单个构件的承载力－ 稳定性
第四章 单个构件的承载力－ 稳定性
6.3.2 无缺陷轴心受压构件的屈曲
P
1． 弹性弯曲屈曲
1）由稳定直线平衡状态过渡到不
稳定的弯曲平衡状态，
临界状态的轴心压力为临界力Ncr， 轴心压应力称为临界应力σcr，其值低于 钢材的屈服强度。
临界力的大小取决于轴压构件的截
面刚度、长度及两端约束条件等。
v
钢结构设计原理
轴心受压构件的弯曲屈曲
Design Principles of Steel Structure
第四章 单个构件的承载力－ 稳定性
欧拉公式
2EI 2EI 2EA
cr
Ncr A
Ncr（l)2
2E I

l2
A
l02

2

2E l2
i2

2E l2
2E 2
i2
1.残余应力的测量和分布 构件中残余应力的分布和数值可以通过先将短柱锯割成条以释

y是由0y确定， b= 1.0， = 0.7
﹡缀材计算 按实际剪力和弯曲失稳剪力的较大值计算
V Af 85
fy 235
4.6 板件的稳定和屈曲后强度的利用
4.6.1 轴心受压构件的板件稳定
﹡均匀受压板件的屈曲现象
①板件宽厚比 原则： ● 允许板件先屈曲 ● 不允许板件先于构件整体屈曲，临界应力相等 （等稳原则）
是构件在弯矩作用平面内的长细比，
当<30 =30； 当>100时，取=100
横隔(每个单元不少于2个，间距不大于8m)
﹡翼缘的稳定与梁相同
不考虑塑性，
b1 / t 15 235 fy
部分考虑塑性，
b1 / t 13 235 fy
f
x A W1x 1 x N NEx
W1x=Ix /y0
x 是由0x确定的b类截面轴心压杆稳定系数。
﹡单肢计算(弯矩绕虚轴作用)
单肢1 N1 =Mx /a+N z2 /a
单肢2 N2 =N N1
按轴心受压构件计算。 注意计算长度取值。
﹡弯矩作用平面外稳定计算
●弯矩绕虚轴作用：单肢已经验算 ●弯矩绕实轴作用：按箱形截面的平面外计算，
c=0时，可不配置；否则按构造配置0.5h0≤a≤2h0
2、对于 h0 tw > 80 235 fy 的梁，一般应配置横
向加劲肋并按要求计算局部稳定。
3、h0 tw > 150 235 fy 时（受压翼缘扭转未约束），
h0 tw > 170 235 fy 或（受压翼缘扭转受约束），
应配置纵横加劲肋，必要时配置短加劲肋（下图）。
D / t 23500/ fy
4.6.2 受弯构件的板件稳定