1 第4章 轴心受力构件
4.1 轴心受力构件的类型和应用
4.1.1轴心受力构件的类型
只受通过构件截面形心轴线的轴向力作用的构件称为轴心受力构件。轴向力为拉力时称轴心受拉构件；当轴向力为压力时称轴心受压构件。在钢结构中轴心受力构件的应用十分广泛，平面和空间铰接杆件体系都有轴心受拉和轴心受压杆件组成，例如桁架、塔架、网架和网壳等杆系体系。轴心受力构件也常用与操作平台柱和其它结构的支柱以及一些支撑系统中。这类构件通常假设节点为铰接连接，图4.1即为轴心受力构件在工程中应用的一些实例。
图4.1 轴心受力构件在工程中的应用
(a)平面桁架 (b)空间桁架 (c)网架 (d)柱
4.1.2轴心受力构件的截面形式
轴心受力构件的截面形式常用的有如图4.2所示三种。第一种是热轧型钢截面，如图4.2(a)中的圆钢、圆管、方管、角钢、工字钢、T形钢、槽钢和H形钢等。第二种是冷弯薄壁型钢截面，如图4.2(b)中的带有卷边或不卷边的角钢或槽钢和方管等。第三种是用型钢或钢板连接而成的组合截面。图4.2(c)是实腹式组合截面，图4.2(d)是格构式组合截面。
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图4.2 轴心受力构件的常用截面形式
(a) 热轧型钢截面 (b) 冷弯薄壁型钢截面 (c) 实腹式组合截面 (d) 格构式组合截面
对于轴心受拉构件，截面应能提供按强度要求的横截面面积和适当的长细比，同时还要便于加工制作，便于与相邻的其它构件连接。对于轴心受压构件，为了获得较好的经济效果，应该采用壁薄肢宽的截面。对于压力很大的构件，可以采用焊接组合实腹式截面或格构式组合截面。在轻型钢结构中采用冷弯薄壁型钢截面比较有利。
4.2 轴心受力构件的强度和刚度
轴心受力构件的设计要满足钢结构设计两种极限状态的要求。对承载能力极限状态的要求，轴心受拉构件只有强度问题，而轴心受压构件则有强度和稳定问题；对正常使用极限状态的要求，每类构件都有刚度问题。
第四章 格构式轴心受压构件
一．填空和选择题
1．格构式轴心受压构件的等稳定性的条件 yox 。
2．对于缀板式格构柱，单肢不失稳的条件是 max15.0 ，且不大于40 。
3．缀条式格构柱的缀条设计时按 轴心受压 构件计算。
4．对于缀条式格构柱，单肢不失稳的条件是 max17.0 。
5．格构式轴压构件绕虚轴的稳定计算采用了大于x的换算长细比ox是考虑（D ）。
A格构构件的整体稳定承载力高于同截面的实腹构件
B考虑强度降低的影响
C考虑单肢失稳对构件承载力的影响
D考虑剪切变形的影响
6．为保证格构式构件单肢的稳定承载力，应（B ）。
A控制肢间距 B控制截面换算长细比
C控制单肢长细比 D控制构件计算长度
7．格构式轴压柱等稳定的条件是（D ）
A．实轴计算长度等于虚轴计算长度
B．实轴计算长度等于虚轴计算长度的2倍
C．实轴长细比等于虚轴长细比
D．实轴长细比等于虚轴换算长细比
8．格构式柱中缀材的主要作用是（B ）
A、保证单肢的稳定 B、承担杆件虚轴弯曲时产生的剪力
C、连接肢件 D、保证构件虚轴方向的稳定
9．格构柱设置横隔的目的是( A )
A保证柱截面几何形状不变 B 提高柱抗扭刚度
C传递必要的剪力 D 上述三种都是
10．由二槽钢组成的格构式轴压缀条柱，为提高虚轴方向的稳定承载力应（D ）
A．加大槽钢强度 B．加大槽钢间距
C．减小缀条截面积 D．增大缀条与分肢的夹角
钢结构轴心受力构件计算
3.1 轴心受力构件概述
在钢结构中，轴心受力构件的应用十分广泛，如桁架、塔架和网架、网壳等杆件体系。这类结构的节点通常假设为铰接，当无节间荷载作用时，杆件只受轴向力（轴向拉力或轴向压力）的作用，称为轴心受力构件（轴心受拉构件或轴心受压构件）。图3-1所示为轴心受力构件在工程上应用的一些实例。
图3-1 轴心受力构件在工程中的应用
（a）桁架；（b）塔架；（c）网架
轴心受力构件常用的截面形式可分为实腹式和格构式两大类。
（1）实腹式构件制作简单，与其他构件的连接也比较方便，常用的截面形式很多，可直接选用轧制型钢截面，如圆钢、钢管、角钢、工字钢、H 型钢、T 型钢等[图3-2（a）]；也可选用由型钢或钢板组成的组合截面[图3-2（b）]；在轻型结构中则可采用冷弯薄壁型钢截面[图3-2（c）]。以上这些截面中，截面紧凑（如圆钢）或对两主轴刚度相差悬殊者（如单槽钢、工字钢），一般适用于轴心受拉构件，而受压构件通常采用较为开展、组成板件宽而薄的截面。
（2）格构式构件[图3-2（d）]容易使压杆实现两主轴方向的稳定性。这种构件的刚度大、抗扭性好，用料较省。格构式截面一般由两个或多个型钢肢件组成，肢件之间采用缀条或缀板连成整体，缀条和缀板统称为缀材。
图3-2 轴心受力杆件的截面形式
（a）轧制型钢截面；（b）焊接实腹式组合截面；（c）冷弯薄壁型钢截面；（d）格构式截面
3.2 轴心受力构件的强度及刚度
轴心受拉构件的设计除根据结构用途、构件受力大小和材料供应情况选用合理的截面形式外，还要对所选截面进行强度和刚度验算。强度要求就是使构件截面上的最大正应力不超过钢材的强度设计值，刚度要求就是使构件的长细比不超过容许长细比。
轴心受压构件在设计时，除使所选截面满足强度和刚度要求外，还应使其满足构件整体稳定性和局部稳定性的要求。整体稳定性要求是使构件在设计荷载作用下不致发生屈曲而丧失承载能力；局部稳定性要求一般是使组成构件的板件宽厚比不超过规定限值，以保证板件不会屈曲，或者使格构式构件的分肢不发生屈曲。
(完整word版)格构柱计算.
§6—7 格构式轴心受压构件
6.7。1 格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定
格构式受压构件也称为格构式柱（latticed columns，其分肢通常采用槽钢和工字钢，构件截面具有对称轴（图6。1.1）。当构件轴心受压丧失整体稳定时，不大可能发生扭转屈曲和弯扭屈曲，往往发生绕截面主轴的弯曲屈曲。因此计算格构式轴心受压构件的整体稳定时,只需计算绕截面实轴和虚轴抵抗弯曲屈曲的能力。
格构式轴心受压构件绕实轴的弯曲屈曲情况与实腹式轴心受压构件没有区别,因此其整体稳定计算也相同,可以采用式(6。4.2按b类截面进行计算。
6。7。2 格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定
1。 双肢格构式轴心受压构件
实腹式轴心受压构件在弯曲屈曲时,剪切变形影响很小，对构件临界力的降低不到1%，可以忽略不计。格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时，由于两个分肢不是实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件的腹板弱,构件在微弯平衡状态下,除弯曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。根据弹性稳定理论分析,当缀件采用缀条时，两端铰接等截面格构式构件绕虚轴弯曲屈曲的临界应力为：
构式轴心受压构件(图6。1。2d
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缀条的三肢组合构件(图6.1。2d
6.7.3 格构式轴心受压构件分肢的稳定和强度计算
格构式轴心受压构件的分肢既是组成整体截面的一部分,在缀件节点之间又是一个单独的实腹式受压构件。所以，对格构式构件除需作为整体计算其强度、刚度和稳定外，还应计算各分肢的强度、刚度和稳定，且应保证各分肢失稳不先于格构式构件整体失稳。
一、分肢稳定和强度的计算方法
1.分肢内力的确定
构件总挠度曲线为
2．分肢稳定的验算
①对缀条式构件:
图7。7.1格构式轴心受压构件弯曲屈曲
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稳定和强度求v0的简化计算方法(规范规定的方法
