河北工业大学钢结构课件

1、钢结构基本原理土木工程学院2019年一一2019年第二学期6拉弯和压弯构件本章内容：拉弯和压弯构件的强度和刚度(2) 压弯构件的稳定(3) 框架中梁与柱的连接(4) 框架柱的柱脚构造和计算本章重点：压弯构件的稳定本章难点：压弯构件的稳定本章要求：掌握压弯和拉弯构件的强度计算 掌握压弯构件的稳定计算6.1概述压弯（拉弯）构件：同时承受轴心力和弯矩的构件。图6. 1压弯构件图6. 1压弯构件产生原因:nJ偏心荷载、横向荷载、弯距作用图6. 1压弯构件压弯（拉弯）构件的应用:如桁架受节间荷载作用时；多高层结构中的框架柱；厂房柱等。截面形式-实腹式格构式拉弯和压弯构件设计应满足:承载力极限状态和正常使

2、用极限状态的要求。拉弯构件：需要计算强度和刚度；压弯构件：需要计算强度、刚度、整体稳定和局部稳定。6.2拉弯和压弯构件的强度* 当截面出现塑性较时，根据力平衡条件可得轴 心压力与弯矩的相关方程，绘出曲线，为简化计算 尊识偏于安全，采用直线作为计算依据。1、强度(1)工作阶段弹性阶段J弹塑性阶段I塑性阶段图6.1压弯构件图6. 3压弯构件截面应力的发展过程2、强度公式= 1Np MpnN , 一无弯矩作用时，全部净截面屈服的承载力 “卩二扎入 M卩厂无轴力作用时，净截面塑性弯矩当截面出现塑性較时，构件产生较大变形，只能考虑 部分截面发展塑性将叫*代必戸疥斷代入，并引入4得:单向拉弯和压弯构件N

3、| Mx v f(6.6)双向拉弯和压弯构件N M 必 vf4 佔乙 T(6.7)An 净截面面积Mx、My绕x轴和y轴的弯矩Wnx. Wny 对x轴和y轴的净截面模量Yx、Yy-截面塑性发展系数表5注:当13235 b石V严15 不考虑截面塑性发展235石(2)直接承受动力荷载时,不考虑截面塑性发展;(3)对格构式构件，对绕虚轴作用的弯矩，不能发展塑性, 对绕实轴作用的弯矩，可考虑发展塑性。二、刚度22拉弯和压弯构件的允许长细比入同轴心受力构件6. 3压弯构件的稳定一、弯矩作用平面内的稳定K边缘纤维屈服准则适用于实腹式压弯构件在弹性阶段的稳定计算及格构式 压弯构件。对实腹式压弯构件，截面可发

4、展一定塑性，通过对11种200多个常见截面形式构件的计算比较，规范采用下列公式:2s实腹式压弯构件整体稳定公式(6.13)2s实腹式压弯构件整体稳定公式(6.13)9 一平面内轴心受压构件的稳定系数;t 一压弯构件的最大弯距设计值;一参数;tt2EAW “一平面内对较大受压纤维的毛截面抵抗矩化一等效弯距系数;各种情况的等效弯矩系数，规范具体规定如下：M2(1)悬臂构件，0庶=1I无横向荷载 均?亍Q65bQ3框架柱和两端有支撑的构件MlMi和M2为端弯矩，使构件件产生同向曲率取同号，N使构件产生反向曲率时取异号二|胚I有端弯矩和横向荷载使构件产生同向曲率时，Pmx = L使构件产生反向曲率时，

5、际=0.85无端弯矩但有横向荷载作用时，pmx =1.0注：单轴对称截面（T型钢、双角钢T形截面）,当弯矩 作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，有可能在 J受拉侧首先岀现塑性，按下列相关公式进行补充验算(6.14)W2x-100 时，取 2=100（2）箱形截面箱形截面压弯构件腹板受力与工字形截面相同，但考 虑到其腹板边缘嵌固不如工字形截面。第七章拉弯和压弯构件第七章拉弯和压弯构件c当L%V20时但不小于40第七章拉弯和压弯构件第七章拉弯和压弯构件第四节压弯构件的设计爭单层等截面框架柱在框架平面内的计算长度第七章拉弯和压弯构件第七章拉弯和压弯构件失无of 可式ws 的形架稳式稳稳 框失形失

6、失I支撑框架禅形式有两种，一程是有支撑框架，其 有画移失禅的框架，其临界芳比无侧移故傕架的承载能另一般以有侧移 力确定。纯框架未设支撑结构（剪力墙、支撑架、抗剪筒体） r强支撑框架I弱支撑框架框架柱上端与横梁刚接。横梁对柱的约束作用取 决于横梁的线刚度与柱的线刚度的比值，即：对于单层多跨框架:0 =确定框架柱的计算长度通常根据稳定理论, 并作如下假设： (1)框架只承受作用于节点的竖向荷载, 忽略横梁荷载和水平荷载产生梁端弯矩 的影响。 (2)所有框架柱同时失稳，即所有框架 柱同时达到临界荷载。 (3)失稳时横梁两端转角相等。单层框架柱在框架平面内的的计算长度 系数表达为：企=円卩计算长度系数

7、】二、多层等截面框架柱在框架平面内的计算长度多层多跨框架的失稳形式也有两种，无 侧移失稳和有侧移失稳。计算时的基本 假定与单层框架相同。对于未设置支撑 结构的纯框架，属于有侧移反对称失稳;对于有支撑框架，根据抗侧移刚度大小, 分为强支撑框架和弱支撑框架O|山.|人虫-Jp)()(C)S撑结构的雌刚度（产生单位侧倾角的水平力）J下式要求时，为强支撑框架，属于无侧移失稳Nbi E % 第1层层间所有框架柱用无侧移 框架和有侧移框架柱计算长度系数算 得的轴心压杆稳定承载力之和当支撑结构的侧移刚度J.不满足上式要求时，为弱支撑框架。多层框架无论在哪一类型下失稳，每一根柱都要 受到柱端构件及远端构件的影响。2+Al多层框架柱在框架平面内的的计算长度系数表达为:侧移的純框架p隹附表51I无侧移框架（强支撑框架）II查附表52 对弱支撑框架，P査附表51和查附表52,得 h h 框架柱按无侧移框架柱和有侧移框架柱计 算长度系数算得的轴心压杆稳定系数 此时，框架柱的轴心压杆稳定系数按下式计算：第七章拉弯和压弯构件4艇架柱在框架平面外的计算长度框架柱在框架平面外的计算长度取侧向支撑点间距离。二、实腹式压弯构件的设计压弯构件的主要问题是稳定，稳定公式中包含多个截面几 何特性。一般的设计方法是假定截面，再进行截面验算。第七章拉弯和压弯构件第五节 框架中梁