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大师带你读经典——《金属结构的屈曲强度》(F.Bleich)(18)

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大师带你读经典——《金属结构的屈曲强度》(F.Bleich)(18)

本文出自长篇经典稳定理论著作《金属结构的稳定屈曲》(F.Bleich著)读后感,由全国勘察设计大师王立军先生亲笔撰写。该系列作品更多文章敬请阅读DS结构工作室公众号“大师讲堂”栏目。

18. 作为结构组成部分的柱子.柱子设计原则

工程中的柱子受以下因素影响:

1)构件之间的连续性;

2)荷载的偏心和端部弯矩作用。

前者通过计算长度考虑,后者通过偏压柱的计算来考虑。

对于可能的缺陷,如材料不均匀、柱子的初弯曲、荷载初偏心、制作及安装误差,这些通过安全系数考虑。

这样,每一根压杆都可以按照其荷载情况和端部情况来进行设计,而第7节讨论的从理论推导出的柱子曲线则是设计的基础。

img1

图 28

一个由建筑钢(具有明显流塑段)制成的理想中心受压柱(不考虑初弯曲、初偏心),其临界应力σc与长细比l/r之间的关系曲线如图28,该曲线受三个参数控制,弹性阶段的E、非弹性阶段B点的比例极限σp和A点的流限σy。可将AB段曲线表示成抛物线形式:

img2

其中,img3,代入式(62),得到:

img4

在屈曲分析中img5具有重要作用。考虑公式(20)σc的另一表达式为

img6

结合式(62),可建立τ的表达式如下:

img7

对于具有明显流限的材料,已知材料的三个特性E、σp和σy,就可以得到柱子曲线。由公式(63)可算出极限平均应力σc,考虑安全系数n,就得到理想轴压柱的容许应力img8