《拉弯构件和压弯构》PPT课件

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1、第8章拉弯压弯构件钢结构同济大学建筑工程系沈德洪※了解拉弯和压弯构件的应用和截面形式；※掌握拉弯和压弯的强度和刚度计算;※了解压弯构件整体稳定的基本原理，掌握其计算方法；※了解实腹式压弯构件局部稳定的基本原理，掌握其计算方法；※掌握实腹式压弯构件设计方法及其主要的构造要求；※掌握格构式压弯构件设计方法及其主要的构造要求。第8章拉弯、压弯构件§8.1拉弯、压弯构件的应用和截面形式8.1.1应用构件同时承受轴心压（或拉）力和绕截面形心主轴的弯矩作用，称为压弯（拉弯）构件。根据绕截面形心主轴的弯矩，有单向压（拉）弯构件；双向压（拉）弯

2、构件。弯矩由偏心轴力引起时，也称作偏压（或拉）构件。例如有节间荷载作用的桁架上下弦杆、受风荷载作用的墙架柱、工作平台柱、支架柱、单层厂房结构及多高层框架结构中的柱等等。图8.1.1压弯、拉弯构件8.1.2截面形式实腹式和格构式。实腹式截面：热轧型钢截面、冷弯薄壁型钢截面和组合截面。当构件计算长度较大且受力较大时，为了提高截面的抗弯刚度，还常常采用格构式截面。压弯构件的截面通常做成在弯矩作用方向具有较大的截面尺寸。图8.1.2压弯构件的截面形式8.1.3计算内容拉弯构件：承载能力极限状态：强度正常使用极限状态：刚度压弯构件：强度稳

3、定实腹式格构式弯矩作用在实轴上弯矩作用在虚轴上(分肢稳定)整体稳定局部稳定平面内稳定平面外稳定承载能力极限状态正常使用极限状态刚度§8.2拉弯、压弯构件的截面强度8.2.1拉弯、压弯构件的强度计算准则边缘纤维屈服准则——在构件受力最大的截面上，截面边缘处的最大应力达到屈服时即认为构件达到了强度极限。此时构件在弹性段工作。全截面屈服准则——构件的最大受力截面的全部受拉和受压区的应力都达到屈服，此时，这一截面在轴力和弯矩的共同作用下形成塑性铰。部分发展塑性准则——构件的最大受力截面的部分受拉和受压区的应力达到屈服点，至于截面中塑性区

4、发展的深度根据具体情况给定。此时，构件在弹塑性段工作。1.边缘屈服准则当截面边缘处的最大应力达到屈曲点时。（8.2.1）（8.2.2）图8.2.1压弯构件截面应力的发展过程Aw=hwtwMxhwxxyyhfyfyfyfyHHNhh(1-2)hfyfy(a)(b)(c)(d)Af=bt式中：N、Mx——验算截面处的轴力和弯矩；A——验算截面处的截面面积；Wex——验算截面处的绕截面主轴x轴的截面模量；NP——屈服轴力，NP＝Afy;Mex——屈服弯矩，Mex＝Wexfy。2.全截面屈服准则塑性铰阶段。构件最危险截面处于塑性工

5、作阶段时（d），塑性中和轴可能在腹板或翼缘内。根据内外力平衡条件，可得轴力和弯矩的关系式。当轴力较小（N≤Awfy）时,塑性中和轴在腹板内，截面应力分布如图（d），取h≈hw，并令Af≤Aw。则仅压力作用时截面屈服轴力：仅弯矩作用时截面塑性屈服弯矩：将应力图分界为与M和N相平衡两部分，由平衡条件得：（8.2.3a）（8.2.3b）hfyHHNhh(1-2)hfyAw=hwtwMxhwxxyyAf=bt以上两式消去，则得N和Mx的相关公式：（8.2.4a）当轴力很大（N>Awfy）时,塑性中和轴位于翼缘内，按上述相同方法

6、可以得到：（8.2.4b）图8.2.2压弯构件N/Np-Mx/Mpx关系曲线式（8.2.4b）式（8.2.5b）式（8.2.4a）式（8.2.5a）构件的N/Np-Mx/Mpx关系曲线均呈凸形。与构件的截面形状，腹板翼缘面积比有关。在设计中简化采用直线关系式，其表达式为：当N/Np≤0.13时:（8.2.5a）当N/Np>0.13时:（8.2.5b）（8.2.6）考虑轴心力引起的附加弯矩和剪力的不利影响，规范偏于安全采用一条斜直线（图中虚线）代替曲线。3.部分发展塑性准则：弹塑性阶段。比较式（8.2.2）和式（8.2.5）可以

7、看出，两者都是直线关系式，差别仅在于第二项。在式（8.2.2）中因在弹性阶段，用的是截面的弹性抵抗矩Wx；而在式（8.2.5）中因在全塑性阶段，用的则是截面的塑性抵抗矩Wpx，因此介于弹性和全塑性阶段之间的弹塑性阶段也可以采用直线关系式如下，引入塑性发展系数，即：（8.2.6）—塑性发展系数，其值与截面的形式、塑性区的深度有关。一般控制塑性发展深度≤0.15h。（8.2.5）（8.2.2）塑性发展系数的取值式中N——轴心压力设计值An——毛截面面积Mx、My——两个主平面内的弯矩Wn,x、Wn,y——毛截面对两个主轴的抵抗矩

8、x、y——截面在两个主平面内的f——设计强度部分截面塑性发展系数。按表4.2.1采用，如工字形截面：x=1.05，y=1.20（8.2.8）1.单向拉弯、压弯构件强度计算公式2.双向拉弯、压弯构件强度计算公式（8.2.9）8.2.2拉弯、压弯构件强度与刚