第七章 拉弯和压弯构件_图文

1、第 七 章 第七章 拉弯、压弯构件 §7-1 §7-2 §7-3 §7-4 §7-5 §7-6 §7-7 拉弯、压弯构件的应用和截面形式 拉弯、压弯构件的强度 实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算 实腹式压弯构件的局部稳定 实腹式压弯构件的截面设计 格构式压弯构件的计算 §7-8 冷弯薄壁型钢拉弯和压弯构件的设计特点 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； 3、了解实腹式压弯构件局部稳定的基本原理；掌握

2、其计 算方法； 4、掌握拉弯和压弯的强度和刚度计算; 5、掌握实腹式压弯构件设计方法及其主要的构造要求； 6、掌握格构式压弯构件设计方法及其主要的构造要求； §7-1 一、应用 拉弯、压弯构件的应用和截面形式 一般工业厂房 和多层房屋的框 架柱均为拉弯和 压弯构件。 e N M N 二、截面形式 a b 三、计算内容拉弯构件:承载能力极限状态:强度整体稳定局部稳定正常使用极限状态:刚度取值同轴压构件。=,max max y x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态正常使用极限状态取值同轴压构件。=,maxma

3、xyx刚度压弯构件:§7-2 拉弯和压弯构件的强度截面应力的发展以工字形截面压弯构件为例:f W M A N exx+=hh wfA fA wf y(A(A弹性工作阶段HH Nhh wA f A fA wf y (Af y(Bf yf y (Cf yf y(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hhh -2h全截面屈服准则: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,规范为简化计算采用直线代替,其方程为:1=+pxxx p M M N N 式中:ypx px y

4、 p f W M Af N =部分发展塑性准则: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(1/8-1/4h 。1.01.0pxx M M pN 0.13边缘屈服准则:=+exxp M M N N x x p M M N N 弯矩作用在一个主平面内的拉弯、压弯构件强度计算:弯矩作用在两个主平面内的拉弯、压弯构件强度计算:对于在N 、M x 、M y 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:y x ,M M y x ,两个主轴方向的弯矩两个主轴方向的塑性发展系数实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算§7.3 计算压弯构件弯矩作用平面内极

5、限荷载的方法有解析法和数值法。有关。,面内计算长细比等(即相对偏心率比值数,与截面形状,压弯构件平面内稳定系即:WA N M N M f AN f A N f f Af N A N A N bc bc bc bc Ry y ux R ux = ,11.极限荷载计算法(按极限承载能力准则 (1利用边缘屈服准则,可以建立压弯构件弯矩作用平面内稳定计算的轴力与弯矩的相关公式。2. 相关公式计算法(按边缘纤维屈服准则(2对于实腹式压弯构件,应允许利用截面上的塑性发展,经与试验资料和数值计算结果的比较,可采用下列修正公式:等效弯矩系数,取值如塑性发展系数;量;大受压纤维的毛截面模在弯矩作用平面内对较计算

6、区段的最大弯矩;件的稳定系数;弯矩作用平面内轴压构修正系数的均值;抗力分项系数,;计算段轴心压力设计值式中:=mx x x x x R xEx Ex Ex W M EA N N N N 12;规范mx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|21mx0.350.65MM+=(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: mx=1.0使构件产生反向曲率时: mx=0.85 (3仅有横向荷载时:mx=1.02、悬臂构件: mx=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

7、此应满足:2x x x mx f N N W M A N -其余符号同前。的毛截面模量;对无翼缘端(受拉边缘式中:x W 2实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算§7.4 b x tx y f W M A N +式中:;1x b x tx y y =+f W M Af N (1工字形(含H 型钢截面双轴对称时:单轴对称时:tx 等效弯矩系数,取平面外两相邻支承点间构件为计算单元,取值同mx ;:体稳定系数,计算如下均匀弯曲受弯构件的整b 2354400007.12y y b f =(的惯性矩;轴翼缘对分别为受压翼缘和受拉、,y I I I I I f Ah W b y y b x b 2121121235(2T 形截面(M 绕对称轴x 作用弯矩使翼缘受压时:双角钢T形截面:剖分T 型钢和两板组合T 形截面:235=235y b f y b f =弯矩使翼缘受拉