9.3 钢结构构件（课件）-高一《建筑结构》（高教版 第4版）

9钢结构 第三节 钢结构构件 一、 轴心受力构件 轴心受力构件指轴心受拉和轴心受压构件。 常见的轴心受力构件截面一般由型钢、钢板或型钢的组合截面 组成。 （一）轴心受拉构件 轴心受拉构件的计算包括强度和刚度。 1、强度计算 毛截面屈服： 净截面断裂： 式中： N—轴心拉力设计值； A—构件的毛截面面积； An—构件的净截面面积； f—钢材抗拉强度设计值。 fu—钢材抗拉强度最小值。 2、刚度计算 为保证构件在使用荷载作用下具有足够的刚度，防止构件过于柔细而产生影响正常使用的变形，应验算构件的长细比。其计算表达式为： 式中：lox、loy—构件在x轴及y轴方向的计算长度； ix、 iy —构件截面沿x轴及y轴的回转半径； ［λ］—构件容许长细比。 表 受拉杆件容许长细比 项次 构件名称 承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构 直接承受动力荷载 的结构 一般建筑结构 有重级工作制吊车的厂房 1 桁架的杆件 350 250 250 2 吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑 300 200 — 3 除张紧的圆钢外其他拉杆、支撑、系杆等 400 350 — 表 受压杆件容许长细比 项次 构 件 名 称 容许长细比 1 轴心受压柱、桁架和天窗架中的压杆 150 柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑 2 支撑 200 用以减少受压构件长细比的杆件 （二）轴心受压构件 轴心受压构件的计算包括强度、刚度和稳定性。 其强度和刚度的计算公式与轴心受拉构件完全相同，只需在公式中代入与受压相关的参数即可。 对受压构件来说，其承载能力的大小往往是由稳定性条件决定的，工程实践中因受压构件突然失稳而导致的工程事故屡见不鲜，故受压构件的稳定性计算是至关重要的。 1、轴心受压杆件的稳定性能 失稳破坏是指细长的受压杆件由于产生很大的变形最后丧失了承载能力。它往往是在满足了强度条件的情况下发生的，压杆此时所承受的压力即为临界力，也称稳定承载力。理想压杆发生弹性弯曲时的临界力： 又称欧拉临界力，从式中可以看到：临界力的大小与截面刚度EI成正比，与计算长度l0的平方成反比，而与材料强度无关。因此可以通过增大截面惯性矩I或减少构件计算长度l0来提高临界力。 2、轴心受压构件的整体稳定计算 通过试验确定的实腹式轴心受压构件整体稳定计算公式如下： 式中：N—轴心受压构件的压力设计值； A—构件的毛截面面积； f —钢材抗压强度设计值； —轴心受压构件的稳定系数，由构件的长细比和构件截面分类查表求得。 二、 受弯构件 钢结构中的受弯构件主要指各种钢梁，如工作平台梁、楼盖梁、吊车梁等。钢梁截面如图。 钢梁的计算内容包括：强度、刚度和稳定性计算。 （一）强度计算 受弯构件在荷载作用下，应分别进行抗弯强度和抗剪强度的计算。 1、抗弯强度计算 (1).对承受静力荷载和间接承受动力荷载作用的梁，一般采用弹塑性设计法，设计应满足的条件为： 式中： —绕x轴的弯矩（对工字形截面，x轴为强轴，y为弱轴）； Wnx—对x轴的净截面抵抗矩； —截面塑性发展系数，可查相关表格； f —钢材的抗弯强度设计值。 (2).直接承受动力荷载时，仍按公式计算，但应取 =1.0。 2、抗剪强度计算 抗剪计算以截面上的最大剪应力达到钢材的抗剪屈服点为极限状态，设计应满足的条件为： 式中： V——计算截面的剪力； S——计算剪应力处以上毛截面对中和轴的面积矩； I——梁的毛截面惯性矩； tw——腹板厚度； fv——钢材的抗剪强度设计值。 3、局部承压强度计算 当梁上翼缘受到沿腹板平面作用的集中荷载（如吊车轮、次梁传来的集中力等），且该荷载处又未设置支承