第6章第1-2节课件

第六章拉弯和压弯构件第一节概述

一、拉弯（压弯）构件：

同时承受轴向力和弯矩的构件。

1、引起弯矩的可能因素：

（1）偏心轴向力；（2）端弯矩作用；（3）横向荷载。有节间荷载作用的桁架上下弦杆；风荷载作用下的墙架柱；天窗架的侧立柱等等。※压弯构件广泛用于柱：

厂房框架柱；多层（或高层）建筑中的框架柱；海洋平台立柱等等。2、压弯和拉弯构件的应用第六章拉弯和压弯构件第一节概述

4）了解压弯构件的计算长度的确定方法；格构式压弯构件的设计方法。

1）理解拉弯和压弯构件承载力的确定原则；2）局部稳定的确定原则；3）掌握拉弯和压弯构件的强度计算、压弯构件弯矩作用平面内的稳定计算，压弯构件弯曲作用平面外的稳定计算。第六章拉弯和压弯构件第一节概述

二、拉弯（压弯）构件了解内容：（1）按截面组成方式分为型钢（a、b），钢板焊接组合截面型钢（c、g），组合截面（d、e、f、h、i）（2）按截面几何特征分为开口截面，闭口截面（g、h、i、j）（3）按截面对称性分为单轴对称截面（d、e、f、n、p），双轴对称截面（其余各图）（4）按截面分布连续性分为实腹式截面（a～g）格构式截面（k～p）第六章拉弯和压弯构件第一节概述

三、拉弯（压弯）构件截面：

指截面的一部分或全部应力都达到甚至超过钢材屈服点的状况。1、强度破坏

3、平面内失稳（弯矩作用平面内弯曲失稳破坏）

弯矩作用平面内的弯曲变形，不存在分枝现象。条件：侧向有足够支撑。第六章拉弯和压弯构件第一节概述

四、拉弯（压弯）构件破坏形式：

指构件的挠度（或长细比）达到甚至超过规范的限值。2、刚度破坏

5、局部失稳破坏

发生在压弯构件的腹板和受压翼缘。条件：板件较薄

弯矩作用方向存在弯曲变形，垂直于弯矩作用方向会突然产生弯曲变形，同时截面会绕杆轴发生扭转。条件：侧向缺乏足够支撑或承受双向弯矩的压弯构件。4、平面外失稳（弯矩作用平面外失稳破坏、弯扭失稳）第六章拉弯和压弯构件第一节概述

1、拉弯构件(一般情况下)

1)强度计算;

2)刚度计算（限制长细比）。2、压弯构件

1）强度计算；2）刚度计算（限制长细比、限制挠度值）；3）整体稳定（弯矩作用平面内与平面外稳定）；4）局部稳定计算。第六章拉弯和压弯构件第一节概述

五、拉弯（压弯）构件的计算：第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

1)边缘纤维屈服准则—在构件受力最大的截面上，截面边缘处的最大应力达到屈服时即认为构件达到了强度极限，此时构件在弹性阶段工作；

2)全截面屈服准则—构件的最大受力截面的全部受拉和受压区的应力都达到屈服，此时，这一截面在拉力（压力）和弯矩的共同作用下形成塑性铰；

3)部分发展塑性准则—构件的最大受力截面的部分受拉和受压区的应力达到屈服点，至于截面中塑性区发展的深度根据具体情况给定。此时，构件在弹塑性阶段工作。

第六章拉弯和压弯构件一、拉弯及压弯构件强度计算准则（1）考虑钢材的塑性性能,承受静载的拉弯、压弯构件是以截面出现塑性铰作为其强度极限。（2）承受轴心压力N和弯矩M共同作用的矩形截面构件，随着荷载的增加，截面塑性发展过程如下图：第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件二、拉弯和压弯构件截面的应力变化第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件下图为截面应用随N/M的比例的变化关系(c)截面拉应力区达到屈服，部分受拉区的材料进入塑性状态,截面处于弹塑性状态

(a)截面边缘纤维的压应力小于钢材的屈服强度时，整个截面都处于弹性状态

(b)截面受压区进入塑性状态

(d)整个截面进入塑性状态形成塑性铰第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件（2）以构件截面塑性受力阶段极限状态作为强度计算的承载能力极限状态（1）以构件截面边缘纤维屈服时的弹性受力阶段极限状态作为强度计算的承载能力极限状态

（3）以构件截面部分塑性发展作为强度计算准则第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件三、拉弯及压弯构件强度计算分类

1、以构件截面边缘纤维屈服时的弹性受力阶段极限状态作为强度计算的承载能力极限状态

净截面强度计算公式单轴对称截面较小翼缘最外纤维应力综合上面两式第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件2、以构件截面塑性受力阶段极限状态作为强度计算的承载能力极限状态第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件塑性中性轴在腹板内塑性中性轴在翼缘内第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件主平面内(强轴方向)主平面外(弱轴方向)GBJ50018-2003规定3、以构件截面部分塑性发展作为强度计算准则只在一个主平面有弯矩作用时在两个主平面有弯矩作用时第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件（1）

的数值与截面形式、塑性发展深度和截面高度的比值、腹板面积与翼缘面积的比值、以及应力状态有关。（2）拉弯、压弯构件的与受弯构件的保持衔接。塑性发展越深，则值越大，但考虑到以下因素，塑性发展深度不宜超出截面高度的0.15倍。

1）受压翼缘受局部稳定控制，自由外深宽度与厚度比介于和之间时,应取为1.0。2）腹板内存在剪应力，或腹板高厚比较大，不能全部有效。3)构件的挠度不能过大。第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件塑性发展系数的取值（3）

对有平翼缘板的一侧，取1.05；对无平翼缘板的一侧，取1.20。

（4）对圆管边缘，取1.15。（5）对格构式构件的虚轴弯曲时，取1.0。xyx第二节拉弯和压弯构件的强度与刚度

第六章拉弯和压弯构件对框架梁等以弯曲为主但有少量拉力或压力的构件，则仍应按梁的要求计算其最大挠度

（按荷载的标准值）不超过容许挠度值：

与轴心受力构件相仿，拉弯和压弯构件的刚度通常用最不利方向的最大长细比来衡量，应满足下式要求：

w≤[w]，或w/l≤[w