T钢结构课件之拉弯和压弯构件

第六章拉弯和压弯构件

Chapter6MembersSubjectedtoAxialForceandBending11/27/202211.1拉弯构件的应用和破坏形式第一节拉、压弯构件的应用和破坏形式拉弯构件的应用:应用较少，如桁架拉杆受节间荷载破坏形式：受拉为主—强度破坏受弯为主—整稳、局稳破坏11/27/202221.2压弯构件的应用和破坏形式压弯构件的应用:应用广泛，大部分柱压坏形式：受压为主—类似轴心压杆受弯为主—强度、整稳、局稳破坏11/27/20223压弯构件的截面形式弯矩较大时，采用单轴对称截面11/27/20224第二节强度计算11/27/20225极限状态11/27/20226相关关系（1）11/27/20227相关关系（2）11/27/20228强度计算11/27/20229规范公式-单向弯曲11/27/202210规范一一般公公式-双向弯弯曲11/25/202211例题3-6，P81，拉弯非常简简单11/25/202212第三节节压压弯构构件在在弯弯矩作作用平平面内内的稳稳定11/25/2022133.1平面内内性能能3.1.1端弯矩矩相等等时平平面内内失稳稳:与压杆杆类似似，极极值型型失稳稳11/25/202214微分方程微分方程的的解中点挠度11/25/202215跨中弯矩函数sec()泰勒展开、、简化11/25/202216弯矩放大系系数（1）假定代入微分方方程可得11/25/202217弯矩放大系系数（2）11/25/202218弯矩放大系系数与比较较实用弯矩放放大系数采用11/25/2022193.1.2各种荷载下下的等效弯弯矩系数见p123表4-811/25/2022203.1.3极值型失稳稳稳定考虑二阶阶效应的强强度问题等弯情况：一般荷载并并考虑初弯弯曲情况：：11/25/202221边缘纤维维屈服准准则：11/25/202222为利用轴轴心压杆杆初始缺缺陷关系系，令M=0,则11/25/202223上式代入入边缘纤纤维屈服服准则，，可得适用于冷冷弯薄壁壁型钢、、格构虚虚轴11/25/2022243.2实腹压弯弯构件平平面内稳稳定计算算上述---弹性结论论考虑弹塑塑性---解析法或或数值方方法，难难以实用用11/25/202225实用：考考虑初偏偏心、残残余应力力等，借用上述述弹性结结论，修修正11/25/202226实用计算算公式与与数值方方法所得得相关关关系比较较吻合11/25/202227实用计算算公式与与数值方方法所得得相关关关系比较较-矩形截面面11/25/202228实用计算算公式与与数值方方法所得得相关关关系比较较-工字形截截面11/25/202229单轴对称称截面受受拉翼缘缘：11/25/202230例题4-8，P1273种荷载情情况计算算比较：：单侧端弯弯矩双侧同向向端弯矩矩双侧反向向端弯矩矩11/25/202231第四节压弯弯构件

在弯弯矩作用平面面外的稳定11/25/2022324.1双轴对称工字字形截面压弯弯构件的弹性性弯扭屈曲11/25/202233变形后位置力力矩分解11/25/202234平衡方程11/25/202235两端铰接的的解临界条件：：11/25/202236临界压力：：11/25/202237例题4-9，P130计算临界压压力。直接接运用临界界条件11/25/2022384.2单轴对称工工字形截面面压弯构件件的弹性弯弯扭屈曲剪心与形心心不重合临界条件详详见P131式4-9211/25/2022394.3实腹式压弯弯构件在弯弯矩作用平平面外的实实用计算公公式由临界条件件得相关关关系：11/25/202240相关关关关系系曲曲线线：：11/25/202241简化化相相关关关关系系11/25/202242实用用计计算算公公式式：：11/25/202243例题题4-10、4－11，P133精读读注意意侧侧向向支支撑撑点点问问题题11/25/202244作业业4-20，P167压弯弯构构件件平平面面内内、、外外稳稳定定11/25/202245第五节格格构式式压弯构构件的稳稳定应用：受受力大的的柱形式：单单轴、双双轴对称称缀材：以以缀条为为主（宽宽度大））11/25/2022465.1格构式压压弯构件件在在弯弯矩作用用平面内内的稳定定弯矩绕实实轴：与与实腹式式相同弯矩绕虚虚轴：采采用边缘缘纤维屈屈服准则则11/25/2022475.1.1弯矩绕虚虚轴时的的平面内内稳定计计算边缘纤维维屈服准准则：实用公式式：11/25/202248实用公式参参数取值（（1）压杆稳定系系数：11/25/202249实用公式参参数取值（（2）受压侧抵抗抗矩：11/25/2022505.1.2弯矩绕虚轴轴时的单肢肢稳定单肢受力：：11/25/202251单肢验算：：按轴心压压杆计算长度：：缀材平面内内－节间长长度缀材平面外外－侧向支支撑间长度度11/25/2022525.2格构构式式压压弯弯构构件件在在弯弯矩矩作作用用平平面面外外的的稳稳定定弯矩矩绕绕虚虚轴轴：：不不必必计计算算（（单单肢肢保保证证））弯矩矩绕绕实实轴轴：：类类似似实实腹腹箱箱型型截截面面计算算公公式式：：同同实实腹腹式式构构件件11/25/202253参数数取取值值：：压杆杆稳稳定定系系数数：：梁整整体体稳稳定定系系数数：：等效效弯弯矩矩系系数数乘乘以以：：11/25/2022545.3缀材材计计算算作用用：：抗抗剪剪承受受剪剪力力：：两两个个条条件件之之最最大大值值11/25/202255例题题4-12，P136，格构构式式压压弯弯构构件件，，弯弯矩矩绕绕虚虚轴轴轴压压力力确确定定，，求求所所能能承承受受的的弯弯矩矩确定定条条件件：：平平面面内内－－整整稳稳、、单单肢肢稳稳定定平面面外外无无需需考考虑虑11/25/202256作业业4-15，P166格构构式式压压弯弯构构件件整整体体稳稳定定验验算算11/25/202257第六六节节压压弯弯构构件件的的局局部部稳稳定定11/25/2022586.1腹板板的的稳稳定定受力力状状态态：：非非均均匀匀压压应应力力和和剪剪应应力力11/25/202259弹性性屈屈曲曲条条件件（（相相关关关关系系））：：公式式各各参参数数含含义义见见教教材材P153-15411/25/202260简化化（（压应应力力为为主主，，剪剪应应力力为为影影响响条条件件）：：11/25/202261准则则：：11/25/202262宽厚厚比比限限值值（（考考虑虑塑塑性性发发展展，，加加入入长长细细比比影影响响））：：11/25/2022636.2翼缘缘的的稳稳定定压应应力力较较大大一一侧侧控控制制临界界应应力力与与压压杆杆相相同同（（均均匀匀受受压压弹弹塑塑性性失失稳稳））：：11/25/202264准则：11/25/202265规范限值：11/25/202266例题4-14，P156，工字字形形截截面面压压弯弯构构件件局局部部稳稳定定验验算算11/25/202267第七七节节受受压压和和压压弯弯构构件件的的计计算算长长度度11/25/2022687.1桁架架中中的的压压杆杆原则则：：考虑虑杆杆端端其其它它杆杆件件的的实实际际约约束束受力力性性质质：：拉拉杆杆提提供供的的约约束束大大于于压压杆杆杆件件刚刚度度：：刚刚度度比比11/25/202269桁架架平平面面内内：：弦杆杆、、支支座座竖竖腹腹杆杆和和斜斜腹腹杆杆：：l0x=l中间间腹腹杆杆：：l0x=0.8l7.1.1弦杆杆和和单单系系腹腹杆杆的的计计算算长长度度11/25/202270桁架架平平面面外外：：一般般腹腹杆杆：：l0y=l斜弯弯曲曲腹腹杆杆：：l0y=0.9l弦杆杆：：侧向向支支撑撑间间距距11/25/2022717.1.2变内力杆杆件的计计算长度度11/25/202272桁架平面面内：l0x=0.5l7.1.3交叉腹杆杆的计算算长度11/25/202273桁架平平面外外：均连续续，等等截面面，另另一腹腹杆受受压以节点点板连连接，，另一一腹杆杆中断断、受受压11/25/202274均连续续，等等截面面，另另一腹腹杆受受拉以节点点板连连接，，另一一腹杆杆中断断、受受拉等等11/25/2022757.2框架柱的计计算长度影响因素：：侧移（强支支撑、弱支支撑、无支支撑）横梁刚度柱脚连接（（刚接、铰铰接）11/25/2022767.2.1单层多跨等等截面框架柱的计计算长度有支撑（无无侧移）：：梁柱刚度比比柱脚连接（（刚接、铰铰接）见P174，表5-211/25/202277无支撑（有有侧移）：：梁柱刚度比比柱脚连接（（刚接、铰铰接）见P174，表5-211/25/202278各种修正情情况略11/25/2022797.2.2多层层多多跨跨等等截截面面框