拉弯和压弯构件的受力情况

拉弯和压弯构件的受力情况第1页，共26页，2023年，2月20日，星期一

工程实际应用：柱子，受节间荷载桁架上下弦杆等压弯构件的计算要求：强度、刚度、整体稳定（弯矩作用平面内和平面外）和局部稳定拉弯构件的计算要求：强度和刚度（限制长细比）第2页，共26页，2023年，2月20日，星期一截面上应力的发展过程5.4.8拉弯和压弯构件的强度计算边缘纤维的最大应力达到屈服点最大应力一侧塑性部分深入截面两侧均有部分塑性深入截面全截面进入塑性哪一种为破坏？根据受荷的性质、截面的形状和受力特点，规定不同的极限状态。第3页，共26页，2023年，2月20日，星期一三种极限应力状态弹性受力阶段极限状态——截面边缘屈服适合范围：直接承受动力荷载的实腹式拉弯和压弯构件、绕虚轴破坏的格构式拉弯和压弯构件强度计算公式

塑性受力阶段极限状态——截面形成塑性铰

适合范围：承受静力荷载、间接承受动力荷载的实腹式拉弯和压弯构件、绕虚轴破坏的格构式拉弯和压弯构件第4页，共26页，2023年，2月20日，星期一

强度计算：推导过程：第5页，共26页，2023年，2月20日，星期一以截面部分塑性发展为强度计算准则（规范公式）单向拉弯和压弯构件双向拉弯和压弯构件为了使构件不产生过大塑性变形，规范规定，压弯和拉弯构件承受静力和间接动力荷载时，偏安全地，将N-M关系考虑成直线。第6页，共26页，2023年，2月20日，星期一例题第7页，共26页，2023年，2月20日，星期一弯矩作用平面内的稳定5.4.9实腹式压弯构件的整体稳定可能发生平面内失稳或平面外失稳压弯构件的应力-变形曲线，最高点对应稳定极限状态第8页，共26页，2023年，2月20日，星期一1.压弯构件在弯矩平面内整体稳定的规范计算公式压弯构件在弯矩平面内的稳定计算目前有三种计算方法：边缘纤维屈服准则方法、极限承载力准则方法和实用计算公式方法第9页，共26页，2023年，2月20日，星期一框架柱和两端支承的构件无横向荷载作用时：，M1和M2为端弯矩，使构件产生同向曲率时取同号，使构件产生反向曲率时取异号，有端弯矩和横向荷载同时作用时：使构件产生同向曲率时，；使构件产生反向曲率时，无端弯矩但有横向荷载作用时：悬臂构件等效弯矩系数第10页，共26页，2023年，2月20日，星期一对于T型钢、双角钢等单轴对称截面压弯构件，当弯矩作用于对称轴平面且使较大翼缘受压时，构件有可能在受拉区首先出现屈服而导致构件失去承载能力，故还应按下式计算：第11页，共26页，2023年，2月20日，星期一2.压弯构件在弯矩平面外整体稳定的规范计算公式第12页，共26页，2023年，2月20日，星期一3.双轴对称实腹式双向压弯构件的稳定计算第13页，共26页，2023年，2月20日，星期一1.压弯构件受压翼缘的宽厚比限值工字形和T形截面压弯构件受压翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比应符合下列要求：5.4.10实腹式压弯构件的局部稳定当强度和整体稳定计算考虑截面部分塑性发展时当强度和整体稳定计算按弹性考虑取箱形截面压弯构件受压翼缘在两腹板之间的宽度b0与其厚度t之比，应符合下列要求：第14页，共26页，2023年，2月20日，星期一第15页，共26页，2023年，2月20日，星期一压弯构件腹板的应力分布情况2.压弯构件腹板的宽厚比限值腹板的稳定问题与压应力的不均匀梯度有关第16页，共26页，2023年，2月20日，星期一工字形截面腹板的宽厚比限值箱形截面：腹板的高厚比不应超过上式右边乘以0.8后的值，且不小于T形截面圆管截面：与轴心受压构件相同。第17页，共26页，2023年，2月20日，星期一构造要求腹板横向加劲肋：类似于轴心受压构件，为了防止腹板在施工和运输过程中发生变形，当腹板的时，应设置横向加劲肋，其间距不大于3h0。如设纵向加劲肋，则应设横向加劲肋。横隔：为了避免柱肢局部受弯和提高柱的抗扭刚度，防止施工和运输过程中变形，应在受有较大水平力处和运输单元的端部设在横隔，横隔的间距不得大于柱子较大宽度的9倍或8m。5.4.11实腹式压弯构件的截面设计第18页，共26页，2023年，2月20日，星期一确定构件承受的内力设计值，弯矩Mx、轴力N和剪力V。选择截面形式（轮廓大而板件薄）。确定钢材及其强度设计值确定弯矩作用平面内和平面外的计算尺度。根据经验及已有资料初选截面尺寸对初选截面尺寸进行验算：强度验算；刚度验算；弯矩作用平面内整体稳定性验算；弯矩作用平面外整体稳定验算；局部稳定验算。截面设计步骤第19页，共26页，2023年，2月20日，星期一格构式压弯构件的应用情况和截面形式5.4.12格构式压弯构件的计算强度计算：当弯矩绕虚轴时，同实腹柱，但刚度计算：同格构式轴心受压柱，绕虚轴的长细比用换算长细比。第20页，共26页，2023年，2月20日，星期一弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定1.格构式压弯构件的整体稳定性采用换算长细比确定稳定系数、临界力对x轴的毛截面模量y0的取值第21页，共26页，2023年，2月20日，星期一分肢的内力分析分肢的稳定性缀条式压弯构件的分肢按轴心压杆计算。缀板式压弯构件分肢的计算，还应考虑剪力引起的分肢局部弯矩，按压弯构件计算。分肢的计算长度在缀材平面内取缀条体系的节间的长度；缀板平面外，取整个构件侧向支撑点之间的距离。第22页，共26页，2023年，2月20日，星期一弯矩作用平面内和平面外的稳定性均与实腹式构件相同。计算平面外稳定性时，采用换算长细比确定稳定系数。且应取2.弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件第23页，共26页，2023年，2月20日，星期一整体稳定性验算按实腹式压弯构件验算分肢的稳定性N和Mx在两分肢产生的轴向力My在两分肢间的分配3.双向受弯的格构式压弯构件第24页，共26页，2023年，2月20日，星期一取构件的实际剪力和按式算得的