钢结构第六章【荐】.pptVIP

第六章 控制系统的稳定性分析 第6章 压 弯 构 件 6.1 压弯构件的可能破坏形式和影响因素 压弯构件的整体失稳破坏形式有多种。其中单向压弯构件一般都使构件截面绕长细比较小的轴受弯。这样，构件可能在弯矩作用平面内弯曲失稳，失稳的可能形式与构件的侧向抗弯刚度和抗扭刚度等有关。而双向压弯构件的整体失稳一定随着构件的扭转而变形，发生空间弯扭失稳破坏。 由于组成压弯构件的板件有一部分受压或同时还受剪(腹板)，因此和轴心受压、受弯构件一样，压弯构件也存在局部屈曲问题。其设计也应考虑强度、刚度、整体稳定和局部稳定这四个方面。 6.2 单向压弯构件的强度和刚度 6.2.1 单向压弯构件的强度 单向压弯构件的强度计算，根据不同情况可以采用三种不同的强度设计准则，即边缘屈服准则，部分发展塑性准则和全截面屈服准则。具体情况和计算公式与拉弯构件相同，详见3.3节拉弯构件的强度。 6.2.2 单向压弯构件的刚度 和轴心受压构件一样，压弯构件的刚度也以其规定的容许长细比进行控制，其容许长细比取轴心受压构件的容许长细比。 6.3 单向压弯构件的整体失稳 压弯构件在轴向压力和弯矩共同作用下，当其抵抗弯矩变形能力很强，或者构件的侧面有足够多的支撑以阻止其发生弯矩变形时，则构件可能在弯矩作用平面内发生弯曲失稳。否则，还可能发生在弯矩作用平面外的弯扭失稳。因此压弯构件的整体稳定包括弯矩作用平面内的弯曲失稳和弯矩作用平面外的弯扭失稳，计算时需要考虑这两方面的稳定性。 6.3.1 实腹式单向压弯构件的整体稳定 1. 弯矩作用平面内的稳定 1) 工作性能 下面以偏心受压构件为例(弯矩与轴力按比例加载)，来考察弯矩作用平面内失稳的情况。 2) 计算方法 对压弯构件弯矩作用平面内稳定极限承载力的确定有两种方法，即边缘屈服准则的计算方法和数值计算方法。 2. 弯矩作用平面外的稳定性 单向压弯构件当弯矩绕长细比较小的轴受弯时，由于弯矩作用平面外的长细比较大，构件可能发生弯矩作用平面外的弯矩失稳。对两端铰接的双轴对称实腹式截面的压弯构件，当受轴向压力和等端弯矩作用时，根据弹性稳定理论，其在弯矩作用平面外发生弹性屈曲的临界条件可由下式表达： 式中 —— 构件轴心受压时绕y轴弯曲屈曲临界力。 —— 构件轴心受压时扭转屈曲临界力。 —— 构件受绕x轴的纯弯曲时的临界弯矩。 6.3.2 格构式压弯构件的稳定 1. 弯矩绕虚轴作用时的稳定 当弯矩绕格构式压弯构件的虚轴x轴作用时，应计算弯矩作用平面内的整体稳定和分肢在其自身两主轴方向的稳定。 2. 弯矩绕实轴作用时的稳定 当弯矩绕格构式压弯构件实轴(y轴)作用时，应计算弯矩作用平面内和平面外的整体 稳定和分肢在其两主轴方向的稳定。 6.4 双向压弯构件的强度和刚度 6.4.1 双向压弯构件的强度 双向压弯构件是指弯矩作用在截面两个主平面内的压弯构件。其强度计算与双向拉弯构件相同，详见3.3节双向拉弯构件的强度。 6.4.2 双向压弯构件的刚度 和轴心受压、单向压弯构件一样，双向压弯构件的刚度也以规定它们的容许长细比进行控制。 6.5 双向压弯构件的整体稳定 双向压弯构件失稳属于空间的弯扭失稳形式。因为构件失稳时一般处于弹塑性状态，沿纵轴因要考虑二阶效应的每一个截面的应力分布都不同，且应力分布在截面上不具有对称性，因此，只能用数值法分析以求出构件的极限承载力。但为了设计应用方便，并与单向压弯构件计算衔接，《钢结构设计规范》采用相关公式的表达形式来计算，即近似地采用包括N、 和My三项简单叠加的公式。 6.6 压弯构件的局部稳定 6.6.1 受压翼缘宽厚比限值 压弯构件的受压翼缘板，其应力情况和支撑条件与梁受压翼缘基本相同，即受近似均匀压应力作用的三边简支一边自由板。因此，压弯构件的受压翼缘板宽厚比限值与梁受压翼缘的宽厚比限值相同。 6.6.2 腹板的高厚比限值 压弯构件的腹板除承受不均匀压应力外还有剪应力，不均匀压应力可能是弹性状态，也可能是弹塑性状态，因此其稳定性计算比较复杂。《钢结构设计规范》对腹板的宽厚比限值，按不同的截面形式予以分别规定。 1. Ⅰ字形截面 对Ⅰ字形截面的腹板，可看成四边简支板受非均匀正应力和均匀分布的切应力的共同作用，其弹性屈曲的临界条件可用下式表示： 式中 、 —— 腹板的平面剪应力和腹板边缘的最大正应力。 0、 0—— 切应力和非均匀压应力单独作用时的临界应力。 —— 应力梯度，(为拉应力时取负值)。 2. 箱形截面 对于箱形截面