第六章-拉弯、压弯构件ppt课件.ppt

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1、第六章　拉弯、压弯构件1、拉弯、压弯构件的应用和截面形式2、拉弯、压弯构件的强度3、实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算4、实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算5、实腹式压弯构件的局部稳定6、实腹式压弯构件的截面设计7、格构式压弯构件的计算第六章拉弯、压弯构件§6.1拉弯、压弯构件的应用和截面形式1、拉弯、压弯构件的应用构件同时承受轴心压（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）弯构件。弯矩由偏心轴力引起时，也称作偏压（或拉）构件。图6.1压弯、拉弯构件第六

2、章拉弯、压弯构件钢结构中压弯和拉弯构件的应用广泛，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。第六章拉弯、压弯构件2、截面形式实腹式和格构式图6.2压弯构件的截面形式实腹式截面：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。第六章拉弯、压弯构件3、拉弯、压弯构件的设计内容拉弯构件：承载能力极限状态：强度正常使用极限状态：刚度强度稳定实腹式格构式弯矩绕实轴作用弯矩绕虚轴作用整体稳定局部稳定平面内稳定

3、平面外稳定承载能力极限状态正常使用极限状态刚度压弯构件：第六章拉弯、压弯构件§6.2拉弯、压弯构件的强度对拉弯构件、截面有削弱或构件端部弯矩大于跨间弯矩的压弯构件，需要进行强度计算。图6.5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第六章拉弯、压弯构件构件最危险截面处于塑性工作阶段时，塑性中和轴可能在腹板或翼缘内。当轴力较小（N≤Awfy）时,塑性中和轴在腹板内，可得N和Mx的相关公式：（6.3）NP——屈服轴力，NP＝Afy;Mpx——塑

4、性弯矩，Mpx＝Wpxfya=Aw/Af第六章拉弯、压弯构件当轴力很大（N>Awfy）时,塑性中和轴位于翼缘内，可以得到：（6.4）第六章拉弯、压弯构件图6.6压弯构件N/Np-Mx/Mpx关系曲线式（7.2.4b）式（7.2.5b）式（6.4）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：第六章拉弯、压弯构件（6.4）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。第六章拉弯、压弯构件（6.5a）1.单向拉弯、压弯构件

5、强度计算公式第六章拉弯、压弯构件N——轴心压力设计值An——验算截面净截面面积Mx、My——两个主平面内的弯矩Wn,x、Wn,y——验算截面对两个主轴的净截面模量x、y——截面在两个主平面内的截面塑性发展系数，按表4.2.1采用2.双向拉弯、压弯构件强度计算公式（6.5b）第六章拉弯、压弯构件①对于需要计算疲劳的构件，目前对其截面塑性性能缺乏研究；②对于格构式构件，当弯矩绕虚轴作用时，由于截面腹部无实体部件，塑性开展的潜力不大；③为了保证受压翼缘在截面发展塑性时不发生局部失稳，当受压翼缘的宽厚比13

6、三种情况，在设计时采用边缘屈服作为构件强度计算的依据，即取gx=gy=1:第六章拉弯、压弯构件压弯构件弯矩作用平面内失稳——在N和M同时作用下，一开始构件就在弯矩作用平面内发生变形，呈弯曲状态，当N和M同时增加到一定大小时则到达极限状态，超过此极限状态，要维持内外力平衡，只能减小N和M。在弯矩作用平面内只产生弯曲屈曲。图压弯构件的整体失稳§6.3实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算6.3.1压弯构件整体失稳形式第六章拉弯、压弯构件图压弯构件的整体失稳压弯构件弯矩作用平面外失稳——当构件在弯矩作用平面外没有足够的支撑以阻止其产生侧向位移和

7、扭转时，构件可能发生弯扭屈曲而破坏，这种弯扭屈曲又称为压弯构件弯矩作用平面外的整体失稳。双向压弯构件的失稳——同时产生双向弯曲变形并伴随有扭转变形属弯扭失稳。第六章拉弯、压弯构件边缘纤维屈服准则以构件截面边缘纤维屈服的弹性受力阶段极限状态作为强度计算的承载能力极限状态。此时构件处于弹性工作阶段。第六章拉弯、压弯构件边缘屈服准则构件处于弹性工作阶段，在最危险截面上，截面边缘处的最大应力达到屈服点，即：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;

8、Mex——屈服弯矩，Mex＝Wexfy第六章拉弯、压弯构件规范规定单向压弯构件弯矩作用平面内整体稳定验算公式为：压弯构件弯矩作用平面内整体稳定的计算公式a)实腹式压弯构件和绕实轴