钢结构基础第6章课件.ppt

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1、第六章拉弯和压弯构件大纲要求:1、了解拉弯和压弯构件的应用和截面形式；2、了解压弯构件整体稳定的基本原理；掌握其计算方法；5、掌握实腹式压弯构件设计方法及其主要的构造要求；4、掌握拉弯和压弯的强度和刚度计算;3、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；6、掌握格构式压弯构件设计方法及其主要的构造要求；§6-1概述一、应用一般工业厂房和多层房屋的框架柱均为拉弯和压弯构件。NMNe二、截面形式三、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

2、态正常使用极限状态刚度第二节拉弯和压弯构件的强度计算当受力最不利的截面处出现塑性铰时，认为达到强度极限状态。以矩形截面为例截面出现塑性铰时可列出平衡方程：若只有轴力，则最大轴力：若只有弯矩，则最大弯矩：代入上式得：以工字形截面压弯构件为例：hhwAfAfAwfy(A)(A)弹性工作阶段HHNhhwAfAfAwfy(A)fy(B)fyfy(C)fyfy(D)(D)塑性工作阶段—塑性铰(强度极限)(B)最大压应力一侧截面部分屈服(C)截面两侧均有部分屈服ηhηhh-2ηh对于工字形截面压弯构件，由图（D）内力平衡条件可得，N、M无量纲相关曲线：N、M无量纲相关曲线是一条外凸曲线，规范为简化计算

3、采用直线代替，其方程为：01.01.0式中：由于全截面达到塑性状态后，变形过大，因此规范对不同截面限制其塑性发展区域为（1/8-1/4）h因此，令：并引入抗力分项系数，得：上式即为规范给定的在N、Mx作用下的强度计算公式。对于在N、Mx、My作用下的强度计算公式，规范采用了与上式相衔接的线形公式：——两个主轴方向的弯矩——两个主轴方向的塑性发展因数如工字形，当直接承受动力荷载时，其他截面的塑性发展系数见教材。第三节压弯构件的稳定计算一、压弯构件在弯矩作用平面内的失稳现象对构件侧向有足够支承的压弯构件，在轴线压力N和弯矩M的共同作用下，可能在弯矩作用平面内发生整体的弯曲失稳。yXyXXXyy

4、二、压弯构件在弯矩作用平面内的弹性性能对弹性压弯构件，如用等效初弯曲表示综合缺陷，以截面边缘纤维的应力开始屈服作为平面内稳定承载能力的计算准则，有：1：边缘屈服准则容许截面塑性深入，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2：最大强度准则考虑一定初弯曲和实测残余应力数值计算得到200条相关曲线3：规范公式修正得规范βmx对作出具体规定：1、框架柱和两端支承构件（1）没有横向荷载作用时：M1、M2为端弯矩，无反弯点时取同号，否则取异号，｜M1｜≥｜M2｜（2）有端弯矩和横向荷载同时作用时:使构件产生同向曲率时:βmx=1.0使构件产生反向曲率时:βmx=0.85（3）仅有横向荷

5、载时：βmx=1.02、悬臂构件:βmx=1.0对于单轴对称截面，当弯矩使较大翼缘受压时，受拉区可能先受拉出现塑性，为此应满足：三、弯矩作用平面外的稳定弯矩作用平面外稳定的机理与梁失稳的机理相同，因此其失稳形式也相同——平面外弯扭屈曲。基本假定：1、由于平面外截面刚度很大，故忽略该平面的挠曲变形。2．杆件两端铰接，但不能绕纵轴转动。3．材料为弹性。规范关于取值规定1、弯矩作用平面外为悬臂的构件2、弯矩作用平面外有支撑的构件（1）无横向荷载作用时构件无反弯点时取同号，有反弯点时取异号（2）有端弯矩和横向荷载作用时（3）无端弯矩，但有横向荷载对于不产生扭转的双轴对称截面(包括箱形截面)，当弯矩

6、作用在两个主平面时，公式可以推广验算稳定：及第4节实腹式压弯构件的局部稳定1、翼缘的局部稳定因压弯构件中翼缘的受力情况与梁翼缘的受力情况基本相同，接近均匀分布，计算式同梁翼缘第4节实腹式压弯构件的局部稳定2、腹板的局部稳定压弯构件腹板的屈曲应力除与板的宽厚比有关外，还与剪应力大小，截面正应力分布及截面塑性发展有关。规范考虑到腹板的塑性发展应与构件的长细比有关，并注意了与轴压构件、受弯构件的衔接，提出实用计算公式。——应力梯度工字形截面压弯柱腹板的受力状态，四边简支，二对边承受单向线性分布压应力，同时四边承受均布剪应力的作用。——腹板计算高度边缘的最大压应力——腹板计算高度另一边缘相应的应力

7、，压应力取正，拉应力取负第4节实腹式压弯构件的局部稳定（1）工字形截面第4节实腹式压弯构件的局部稳定（2）T形截面第4节实腹式压弯构件的局部稳定（3）箱形截面三、实腹式压弯构件的局部稳定规范采用了限制板件的宽厚比的方法。端部约束条件比较简单的单根压弯构件，利用计算长度系数m直接得到计算长度：l0＝ml框架柱计算长度根据上下端构件间约束情况计算§6-5压弯构件（框架柱）的计算长度简单约束情况压弯构件计算长度计算：一、截面选