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二、建筑结构基本构件与结构设计
组成结构体系的单元体称为基本构件。按受力特征来划分主要有以下三类:轴心受力陶件、偏心受力构件和受弯构件。
按其主要受力性质常常又划分为:拉杆、压杆和受弯构件。
(一)轴心受力构件
当构件所受外力的作用点与构件截面的形心重合时,则构件横截面产生的应力为均匀分布,这种构件称为轴心受力构件。可分为:
1.轴心受拉构件
构件所受的力,使构件横断面仅产生均匀拉应力时即为轴心受拉构件。常用于桁架的下弦杆及受拉斜腹杆。
σ1=F/bh此构件的承载能力为σ1≤[σ]
式中[σ]——材料的允许应力,这种构件最能充分发挥材料的强度。
2.轴心受压构件
外力以压力的方式作用在构件的轴心处,使构件产生均匀压应力时,即为轴心受压构件。
其截面应力为:σ1=F/bh
但轴心受压构件的实际承载力是由稳定性控制,稳定系数Ψ≤1,故其承载力的表达式为:σ2=F/Ψbh≤[σ](6-3)
这是因为受压构件承载时,截面应力尚未达到材料的强度设计值前就会因弯折而失去承载能力,这种现象称为丧失稳定性。上式中的Ψ值即为按稳定考虑的承载力与强度承载力的比值,称为稳定系数。
由此可见相同材料的拉杆与压杆受同样的荷载F作用时,拉杆所需的截面尺寸要比压杆小。
拉杆所需截面为:A1=F/[σ]
压杆所需截面为:A2=F/Ψ[σ]
式中[σ]——材料的强度设计值(即允许应力)。
Ψ<1,故A2>A1
Ψ值与杆件的长细比λ有关,λ=l0/i;
式中l0——杆件计算长度;
i——截面的回转半径,i=;
I——截面的惯性矩,矩形截面时:I=bh3,A=b*h
所以i===h=0.289h
λ越大,Ψ越小。则实际承载力越小。
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来源:建设工程教育网