钢结构基础拉弯和压弯构件

第六章拉弯和压弯构件大纲要求: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；5、掌握实腹式压弯构件设计方法及其主要的构造要求；4、掌握拉弯和压弯的强度和刚度计算;3、了解实腹式压弯构件局部稳定的基本原理；掌握其计算方法；6、掌握格构式压弯构件设计方法及其主要的构造要求；§6-1概述一、应用一般工业厂房和多层房屋的框架柱均为拉弯和压弯构件。NMNe二、截面形式三、计算内容拉弯构件： 承载能力极限状态：强度 正常使用极限状态：刚度压弯构件：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刚度第二节拉弯和压弯构件的强度计算当受力最不利的截面处出现塑性铰时，认为达到强度极限状态。以矩形截面为例截面出现塑性铰时可列出平衡方程：若只有轴力，则最大轴力：若只有弯矩，则最大弯矩：代入上式得：以工字形截面压弯构件为例：hhwAfAfAwfy(A)(A)弹性工作阶段HHNhhwAfAfAwfy(A)fy(B)fyfy(C)fyfy(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ηhηhh-2ηh

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：01.01.0式中：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（1/8-1/4）h

因此，令：并引入抗力分项系数，得：上式即为规范给定的在N、Mx作用下的强度计算公式。对于在N、Mx、My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：——两个主轴方向的弯矩——两个主轴方向的塑性发展因数如工字形，当直接承受动力荷载时，其他截面的塑性发展系数见教材。第三节压弯构件的稳定计算一、压弯构件在弯矩作用平面内的失稳现象对构件侧向有足够支承的压弯构件，在轴线压力N和弯矩M的共同作用下，可能在弯矩作用平面内发生整体的弯曲失稳。yXyXXXyy二、压弯构件在弯矩作用平面内的弹性性能对弹性压弯构件，如用等效初弯曲表示综合缺陷，以截面边缘纤维的应力开始屈服作为平面内稳定承载能力的计算准则，有：1：

边缘屈服准则容许截面塑性深入，以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载能力2：

最大强度准则考虑一定初弯曲和实测残余应力数值计算得到200条相关曲线3：规范锯公式修顺正得规范βmx对作歼出具盖体规双定：1、框架为柱和两城端支承叨构件（1）没缝有横撒向荷吉载作震用时概：M1、M2为端鞭弯矩坟，无完反弯始点时不取同众号，大否则取覆异号，｜M1｜≥｜M2｜（2）有端赤弯矩和万横向荷水载同时恩作用时:使构件针产生同牧向曲率匀时:βmx=1.乌0使构旗件产词生反绑向曲瓣率时:βmx=0.任85（3）仅瞎有横役向荷夸载时禁：βmx=1软.02、悬朵臂构矿件:βmx=1.魂0对于激单轴斩对称歪截面尸，当抚弯矩何使较夸大翼选缘受肯压时穿，受付拉区雄可能拦先受斤拉出崇现塑肢性，配为此淹应满鼓足：三、武弯矩啦作用炮平面段外的咸稳定弯矩杯作用梁平面降外稳静定的隐机理第与梁夹失稳识的机术理相尸同，桂因此殊其失寻稳形魔式也絮相同——平面它外弯油扭屈危曲。基本优假定集：1、由于掘平面外怜截面刚境度很大不，故忽孤略该平牵面的挠惧曲变形锈。2．杆件密两端铰绣接，但信不能绕践纵轴转倦动。3．材料幅为弹性耳。规范关都于菠取面值规定1、弯矩寄作用些平面艰外为暖悬臂巴的构表件2、弯雁矩作冲用平和面外贵有支童撑的矮构件（1）无虽横向丢荷载饺作用港时构件寻无反级弯点宅时取遵同号痒，有谈反弯婆点时炉取异斩号（2）有端移弯矩和封横向荷昨载作用从时（3）无匆端弯泽矩，怕但有蓝横向挑荷载对于惑不产巩生扭尚转的双轴对预称截面(包括箱梳形截面)，当服弯矩深作用矩在两饲个主顺平面舌时，骑公式土可以堂推广热验算岸稳定欠：及第4节丽实腹户式压捎弯构洲件的谋局部尝稳定1、翼执缘的蝴局部省稳定因压惹弯构重件中这翼缘我的受旅力情娃况与族梁翼跪缘的苹受力劲情况狠基本面相同贩，接眼近均粒匀分期布，拢计算腹式同戏梁翼凑缘第4节实刘腹式压揉弯构件痛的局部素稳定2、腹板查的局部诊稳定压弯构忙件腹板肿的屈曲行应力除与板稍的宽厚叼比有关背外，还炕与剪应壤力大小虏，截面猛正应力穷分布及澡截面塑悉性发展拿有关。规范考快虑到腹泳板的塑现性发展疮应与构洒件的长亏细比有席关，并剩注意了够与轴压芬构件、绵受弯构榆件的衔浓接，提出屠实用少计算索公式妇。——应力怎梯度工字形境截面压而弯柱腹侦板的受郊力状态锹，四边仅简支，昏二对边照承受单致向线性眯分布压帐应力，追同时四六边承受期均布剪场应力的损作用。——腹板计番算高度且边缘的悄最大压耳应力——腹板区计算抢高度歌另一高边缘突相应该的应支力，衫压应治力取正巡寿，拉鼓应力海取负第4节实址腹式压晃弯构件巷的局部膏稳定（1）工字勤形截面第4节实邪腹式压胆弯构件城的局部弯稳定（2）T形截面第4节实拼腹式压掏弯构件植的局部毙稳定（3）箱阅形截夺面三、实嫂腹式压革弯构件兆的局部虚稳定规范掩采用躲了限兆制板扩件的兄宽厚欧比的锤方法铺。端部宰约束程条件李比较成简单碧的单铁根压料弯构浑件，泼利用初计算额长度粘系数m直接录得到鸟计算谁长度熟：l0＝ml框架柱炸计算长赏度根据饿上下端演构件间济约束情谅况计算§6危-5压弯压构件乔（框秤架柱赛）的堤计算红长度简单撑约束间情况努压弯神构件务计算柜长度晴计算：一、酬截面樱选择1、对犯于N大、M小的愚构件碌，可什参照最轴压殊构件准初估轮；2、对于N小、M大的构前件，可米参照受银弯构件忙初估；因影联响因槐素多化，很吹难一加次确全定。二、截工面验算1、强度盐验算2、整已体稳钩定验些算3、局载部稳虑定验染算—组合兵截面4、刚度旗验算三、构盘造要求§6格.6实腹腾式压脉弯构最件的膝设计截面孩高度哄要求谱较大浑的压正弯构露件常秀采用航格构奔式形想式，凉且由守于存河在较真大剪图力，酸通常池采用宴缀条熊式弯距不集大或正寨负弯距这绝对值塔相差不浊大时可拔用对称涌截面正负弯脾距绝对室值相差室较大时绵常采用告不对称尖截面，受压较壁大一侧相采用较勺大的肢舅件§6.抗7格构式畅压弯构符件的计章算强度计赌算同前。格构约式压牲弯构灯件弯室距作帜用平纪面内办整体迟稳定榨：格构雁式压驼弯构篮件通距常使局弯距晃绕虚萝轴作藏用；不考晶虑截住面塑乱性的晕发展陶深入遥，采布用边好缘屈絮服准萌则导姨出公洗式：1弯距绕元虚轴作硬用的格阔构式压隙弯构件W1x＝Ix/y0，Ix为对x轴（虚朗轴）的忍毛截面播惯性矩y0为x轴到压贿力较大忌分肢轴型心距离汗和到该帽分肢腹碗板边缘守距离的恐较大值分肢的舞稳定计塌算弯距绕煎虚轴作蛇用的格匆构式构团件，弯距作雁用平面辜外的整体益稳定性罪由分肢霞稳定计宾算保证每个穷分肢种可视粮为一壶个单弦独的枣轴心灶受压室（拉闭）构浸件将整省个构段件视搁为一的平行邮桁架墨，两垒个分蝴肢为玩桁架驼体系文的弦祥杆，拦分肢厚所受聚轴心竞力计颠算：缀条毒式分症肢按允轴心公压杆刘计算舰，分辽肢计祸算长革度：缀材平削面内取迫缀条体柴系的节叮间长度缀条逗平面恼外取首整个恶构件挣两侧凝向支誉撑点批间的伯距离分肢1：分肢2：缀材搁的设亏计取构件实际剪嫌力和按式（5.华33）计牲算所轻得剪挑力两者缠中的较大混值设计由缀材王：设计方盗法同轴昂心受压猴构件相欢同：（5.活33）V假定由夏各缀件蔬面共同锻承担，笔对双肢惕格构柱进两个缀救件面各央承担V1＝V/2按轴旱心压挣杆选柱择截练面弯距绕纲实轴作壁用格构疏式压弯封构件受苹力性能帽同实腹已式压弯订构件完圆全相同窃，构件绸绕实轴处产生弯颠曲失稳2弯距仿绕实茎轴作财用的沿格构眨式压变弯构阴件计算欣弯矩泉作用溉平面欣外的中整体升稳定伟时，紧长细凯比应展取换题算长猛细比涛，整鸽体稳蚂定系巷数取缀材所途受剪力羊按式（5.序33）计视算进球行设膀计（5.骡33）分肢的夕稳定计靠算分肢按索实腹式悄压弯构鸡件计算分肢边所受蠢轴力N和M分配鞠原则毕为：分肢1分肢2整体颗稳定龙计算娇公式申：3双向受虚弯的格馅构式压皆弯构件和NEx由换算延长细比或确定W1y为在羡弯距My作用街下对造较大黄受压何纤维祝的毛幕截面摩模量分肢的忠稳定计塑算分肢岭稳定巡寿与单帅向受蜘弯构箱件稳承定一愉样分肢扯所受追轴力N和M按照伯以下膜原则即分配宫：分肢1分肢2格构径柱无脾论截博面大系小，油均应伪设置托横隔设置阀方法兴同轴奖心受歉压格农构柱4格构柱忽的横隔确及分肢游的局部尺稳定横膈的却间距不内得大于宁柱截面闹较大宽钩度的9倍且显不得裙大于8m运送单标元端部障应设置姐横隔较大屿水平用力作咳用处格构柱冬分肢局秋部稳定炒同实腹翅式柱梁与仰柱的藏连接矿类型调：铰接连高接——柱身饭只承除受梁团端的俩竖向异剪力象，梁消与柱竹轴线贱间的贿夹角往可以件自由柴改变芝，节浪点的遥转动去不受疫约束喜；刚性连盐接——柱身在投承受梁伍端竖向尾剪力的矩同时，睬还将承蔬受梁端训传递的支弯矩，掀梁与柱专轴线间沈的夹角页在节点费转动时迟保持不积变；半刚性瓦连接（par妈tia沈lly持re巧str岂ain懒ed柜con导nec苹tio跑n）——介于递铰接带连接储和刚叛性连砍接之伏间，棒这种延连接细除承蒙受梁辩端传乳来的完竖向爸剪力出外，知还可解以承柳受一显定数丧量的化弯矩搞，梁热与柱另轴线搭间的萄夹角醋在节央点转僻动时福将有惹所改异变，巨受到胶一定铸程度斥的约盟束§6-版8框架比中梁笔与柱巴的连季接框架结胁构梁柱其连接一脖般为刚摸接实际工木程中理伞想刚接效很少存贤在的，弓当梁柱觉节点能护够承受君理想刚父性连接睁弯矩的90%以上时历，即可辫认为是头刚性连疲接梁柱刚蓄性连接框架尝柱柱虹脚类球型有将铰接炊和刚棉接柱河脚两垂种：铰接柱目脚只传档递轴心愉压力和到剪力，削构造和毅计算同妙轴心受袄压柱柱励脚相同触，但需垫采取抗漆剪构造槐措施传喊递剪力刚接亦柱脚芝除了己传递弄轴心级压力慌和剪雹力外弃，还哀需传库递弯算距框架柔柱多忽采用宾刚接椅柱脚投，个烂别单互层框顽架采挎用铰薪接柱桥脚§6-河9偏心诞受压安柱的造柱脚固设计1、铰接灰柱脚：投同轴压慈柱脚2、刚废接柱蓬脚1）整体痕式刚性臂柱脚适用券于实芦腹柱谋及分属肢间庄距小盗的压凡弯构祖件，浩常2）分离软式刚性田柱脚适用于沾分肢间绸距大的秀压弯构垄件，常辉用形式垦如图B：梁柱刚好接柱脚柱脚抗差剪键整体薪式柱暖脚和五分离混式柱路脚3、整令体式脚刚性插柱脚哈的设葬计1）底面森积确定底板司宽度b由构所造确厅定，c=2惊0~30钟cm弟;底板霜长度l计算开确定:2）底板归厚度确怪定同轴毕压柱辛脚，剃计算