钢结构设计原理

轴心受力构件截面只承受轴心力$N$，包括轴心受拉构件与轴心受压构件。桁架弦杆、腹杆、柱等常可简化为轴心受力构件。

按截面组成分实腹式与格构式。实腹式用型钢或焊接组合截面；格构式用缀条或缀板连接分肢，可增大回转半径、节省材料。

轴心受拉主要验算强度与刚度（长细比）；轴心受压还须验算整体稳定与局部稳定，并完成截面选型。

设计依据$\text{GB}\,50017\text{-}2003$，强度用钢材抗拉/抗压/抗弯强度设计值$f$，稳定用稳定系数$\varphi$等。

轴心受拉或受压强度：$\sigma=\dfrac{N}{A_n}\le f$，其中$A_n$为净截面面积。高强度螺栓摩擦型连接处，尚应按规范对毛截面强度作补充验算。

摩擦型高强螺栓连接处，轴心受力构件强度尚应满足$\dfrac{N'}{A_n}\le f$及$\dfrac{N}{A}\le f$等形式的规定（$N'$为净截面处轴向力，$A$为毛截面）。

刚度用长细比控制：$\lambda=\dfrac{l_0}{i}\le [\lambda]$，$i=\sqrt{I/A}$为回转半径，$l_0$为计算长度。

容许长细比$[\lambda]$：一般受压构件约$150$，受拉构件按是否直接承受动力荷载等取$250\sim350$等（规范表）。主要受力杆更严。

开口截面应注意两个主轴方向的$\lambda_x$、$\lambda_y$均满足要求；弱轴往往控制设计。

理想轴心压杆欧拉临界力$N_E=\dfrac{\pi^2 EI}{l_0^2}$，相应临界应力$\sigma_E=\dfrac{\pi^2 E}{\lambda^2}$。细长杆弹性屈曲由欧拉公式控制。