钢结构第四章钢柱与钢压杆

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1、第四章钢柱与钢压杆第七节实腹式压弯构件的承载能力应用受拉+受弯杆受压+受弯柱偏心受压柱—厂房柱有横向荷载作用—抗风柱有柱端弯矩—框架柱第四章钢柱与钢压杆类型实腹式—框架和刚架格构式—工业厂房第四章钢柱与钢压杆设计要点截面选型——双轴对称，或单轴对称截面强度——截面正应力、剪应力刚度构件稳定性——弯矩作用平面内、平面外板件稳定性——受压翼缘和腹板构造要求第四章钢柱与钢压杆单向受弯双向受弯强度计算刚度失稳模式(1)弯矩作用平面内失稳—轴压力和弯矩相互作用，弯曲变形增大，弯曲失稳(2)弯矩作用平面外失稳—轴压力和侧向变形、扭转变形相互作用使变形增大，弯扭失稳第四章钢柱与钢压杆一、弯矩作用

2、平面内的稳定性假设压弯构件为理想弹塑性材料，两端铰接并承受压力N和均匀弯矩Mx作用时第四章钢柱与钢压杆第四章钢柱与钢压杆最大弯矩弯矩曲率方程得NEX为平面内受压失稳的欧拉临界力假设失稳时构件变形曲线为第四章钢柱与钢压杆2、边缘屈服准则假设截面边缘最大压应力达到屈服应力fy时为弯矩作用平面内失稳准则为考虑挠度ym影响的弯矩放大系数第四章钢柱与钢压杆杆件缺陷(变形，弯曲)用等效附加偏心eo考虑则最大弯矩临界方程为第四章钢柱与钢压杆设Mx=0时，退化成轴心受压柱，临界状态时轴力为Ncr=jxfyA临界方程变为或解方程得第四章钢柱与钢压杆将eo代入边缘屈服相关方程，得对于非均匀受弯，引进等

3、效弯矩系数bmx，折算成均匀受弯(最大弯矩相等)第四章钢柱与钢压杆3．设计表达式考虑部分塑性发展，用gxW1x代替W1x(gx为塑性发展系数)，并将第二项中的jx值调整为0.8以修正误差长细比lx>60时，jx<0.8，偏安全长细比lx<60时，jx>0.8但NEx大，0.8N/NEx影响小设计简化取第四章钢柱与钢压杆4、等效弯矩系数bmx≤1.0计算复杂(1)弯矩作用平面内有侧移框架柱和悬臂构件：bmx=1.0(2)无侧移框架柱和两端支承构件：有端弯矩无横向荷载作用时，bmx=0.65+0.35M2/M1≥0.4，

4、M1

5、≥

6、M2

7、横向荷载和端弯矩同时作用时，构件全长弯矩同号bm

8、x=1.0，有正负弯矩bmx=0.85有横向荷载无端弯矩作用时，跨中有一个集中荷载bmx=1.0-0.2N/NEx，其它bmx=1.0第四章钢柱与钢压杆二、弯矩作用平面外的稳定性——弯扭失稳当压弯构件两个方向的刚度相差较大，弯矩作用在刚度较大的平面内时，构件在弯矩平面外的刚度较小又没有足够支撑阻止其产生侧向位移和扭转，有可能首先发生侧向弯曲扭转失稳而丧失承载能力第四章钢柱与钢压杆1、双轴对称工形截面压弯构件平面外弯扭失稳轴力+纯弯，弹性失稳相关方程纯弯梁临界弯矩轴心受压时绕z轴扭转失稳临界力第四章钢柱与钢压杆或一般情况Nw>NEy，可偏安全取Nw=NEy，得或第四章钢柱与钢压杆NE

9、y用jyAfy代替，Mcr用jbW1xfy代替相关方程对于非均匀弯曲，引入等效弯矩系数jb为纯弯梁失稳的稳定系数第四章钢柱与钢压杆2、平面外稳定设计表达式纯弯稳定系数jb，可近似计算双轴对称工形截面柱，当时，弹塑性稳定系数第四章钢柱与钢压杆3、等效弯矩系数btx≤1.0计算复杂，简化计算(1)弯矩作用平面外是悬臂构件：btx=1.0(2)弯矩作用平面外两相临侧向支承点之间构件段：有端弯矩无横向荷载作用时:btx=0.65+0.35M2/M1≥0.4，

10、M1

11、≥

12、M2

13、横向荷载和端弯矩同时作用时构件全长弯矩同号btx=1.0，有正负弯矩btx=0.85有横向荷载无端弯矩作用时，btx

14、=1.0第四章钢柱与钢压杆第八节　实腹式压弯构件设计一、截面形式双轴对称截面形式：偏心弯矩不大或正负弯矩的绝对值比较接近单轴对称截面形式：偏心弯矩较大或正负弯矩相差接较大（加强受压翼缘）二、截面验算强度整体稳定（弯矩作用平面内、弯矩作用平面外）刚度（同轴向受压构件局部稳定第四章钢柱与钢压杆压弯构件局部稳定验算1、受压翼缘限制宽厚比，应力分布类似梁，采用梁的限制值弹性设计时考虑部分塑性发展(gx>1)第四章钢柱与钢压杆2.腹板第四章钢柱与钢压杆板边应力线性分布，最大应力smax，最小应力smin，压应力为正应力梯度aoao=0时，均匀受压板，ao=2时，均匀受弯板第四章钢柱与钢压杆腹

15、板边缘屈服深度0.25mho，并设t=0.3s，代入方程得临界应力scr，不发生弯曲失稳的条件scr≥fy弯曲和剪应力联合作用下失稳临界方程第四章钢柱与钢压杆用双折线近似第四章钢柱与钢压杆设计步骤：选择截面形式，确定钢号估算截面尺寸，估算计算长度，计算内力验算截面，修改截面，重新计算第四章钢柱与钢压杆初估截面参考类似工程，或经验估算(1)截面高按高跨比估算h/H=1/10~1/12，取20mm倍数，考虑连接空间，h≥200mm，截面宽按高宽比估算b/h=1/2~1，取