《拉弯和压弯构》ppt课件

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1、钢结构设计土木工程1003-04班课程内容钢结构上册：拉、压弯构件的设计钢结构下册：第一章绪论第二章单层厂房钢结构设计第三章轻钢结构设计第四章多高层钢结构设计（选修课，雷宏刚开设）第五章网架结构设计(选修课，李海旺开设）第六章钢结构设计软件介绍*（自学）第七章钢结构的制作、安装与防护7拉弯和压弯构件参考书1、钢结构，魏明钟主编，武汉理太原理工大学出版社（第二版）P180-2042、钢结构（上册）—钢结构基础，陈绍番等主编，中国建筑工业出版社3.6:拉弯和压弯构件的应用和强度计算4.5:压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择和计算5.2:框架稳定和框架柱计算

2、长度7.1概述同时承受轴向力和弯矩的构件称为压弯(或拉弯)构件(图7.1、7.2)应用场合桁架上下弦杆：受节间荷载作用墙架柱以及天窗架的侧立柱：受风荷载作用。柱子：如工业建筑中的厂房框架柱(图7.3)、多层(或高层)建筑中的框架柱(图7.4)以及海洋平台的立柱等等。它们不仅要承受上部结构传下来的轴向压力，同时还受有弯矩和剪力。应用场合图片应用场合图片如何设计拉、压弯构件？在进行拉弯和压弯构件设计时，应同时满足：拉弯构件1、承载能力极限状态：强度2、正常使用极限状态：刚度(限制长细比）对压弯构件1、承载能力极限状态：强度、整体稳定(弯矩作用平面内稳定和弯矩

3、作用平面外稳定)、局部稳定2、正常使用极限状态：刚度(限制长细比）拉弯构件的容许长细比与轴心拉杆相同(表5.1)，压弯构件的容许长细比与轴心压杆相同(表5.2)。7.2拉弯和压弯构件的强度强度极限状态：截面出现塑性铰（截面所有点的压（拉）应力都达到了屈服极限）在轴心压力及弯矩的共同作用下，工字形截面上应力的发展过程如图7.5所示(拉力及弯矩共同作用下与此类似，仅应力图形上下相反)。7.2拉弯和压弯构件的强度轴向力不变、弯矩增加截面上应力的发展过程①边缘纤维的最大应力达屈服点[图7.5(a)]；②最大应力一侧塑性部分深入截面[图7.5(b)]；③两侧均有部

4、分塑性深入截面[图7.5(c)]；④全截面进入塑性[图7.5(d)]，此时截面进入全塑性状态—塑性铰状态。轴向力和弯矩共同作用下强度计算内力的计算分为两种情况：①当中和轴在腹板范围内()时，（7.3)轴向力和弯矩共同作用下强度计算②当中和轴在翼缘范围内(即)时，按上述相同方法可以导得：（7.4)相关公式的相关曲线钢结构设计规范GB-50017-2002的计算公式规范采用了直线式相关公式，即用斜直线代替曲线（图7.6中的虚线）：①便于计算.②分析中没有考虑附加挠度的不利影响.钢结构设计规范GB-50017-2002的计算公式令(像梁那样，考虑塑性部分深入)

5、，再引入抗力分项系数后，得规范规定的拉弯和压弯构件的强度计算式：承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，规范采用了与尤(7.6)相衔接的线性公式：截面塑性发展系数，其取值的具体规定见第6章表6.1。考虑塑性发展注意事项①当压弯构件受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比(但不超过)时，应取　　　　。②对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态[图7.5(a)]计算。7.3压弯构件的稳定压弯构件可能在弯矩作用平面内弯曲失稳，也可能在弯矩作用平面外弯扭失稳。所以，压弯构件要分别计算弯矩作用平面内和弯矩作用平面外的稳定性。参照轴心压杆的失稳形式

6、来理解7.3.1弯矩作用平面内的稳定目前确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类。一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的最大强度准则的数值计算方法。7.3.1.1边缘纤维屈服准则根据第4章的推导，对于一两端铰支，跨中最大初弯曲值的弹性压弯构件；沿全长均匀弯矩作用下，截面的受压最大边缘屈服时，其边缘纤维的应力可用式(4.24)表达，即：7.3.1.1边缘纤维屈服准则若公式中的，则轴心力N即为有初始缺陷的轴心压杆的临界力，得：（7.8）7.3.1.1边缘纤维屈服准则上式应与轴心受压构件的整体稳定计算式协调，即，代人式(7.8)，解

7、得为：7.3.1.1边缘纤维屈服准则将此值代人式(4.24)中，经整理得：(7.10)式中——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。上式(7.10)即为压弯构件按边缘屈服准则导出的相关公式。7.3.1.2最大强度准则(压溃理论）边缘纤维屈服准则考虑当构件截面最大纤维刚一屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，较适用于格构式构件。实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载能力。7.3.1.2最大强度准则在第5章中，

8、曾介绍了具有初始缺陷(初弯曲、初偏心和残余应力)的轴心受压构件的稳定计算方法。实