压弯构件的强度计算1.ppt

土木工程2010级 3.1 轴心受力构件的强度及截面选择 3.2 梁的类型和强度 3.3 梁的局部压应力和组合应力 3.4 按强度条件选择梁截面 3.5 梁的内力重分布和塑形设计 3.6 拉弯、压弯构件的应用和强度计算 3.1 轴心受力构件的强度及截面选择 3.1.1 轴心受力构件的应用和截面形式 一、轴心受力构件广泛用于主要承重钢结构： 如平面桁架、空间桁架和网架等。 还常用于工业建筑的平台和其它结构的支柱。 以及各种支撑系统。 二、轴心受力构件的截面形式： 热轧型钢截面： 圆钢、圆管、方管、 角钢、工字钢、T型钢、 槽钢 冷弯薄壁型钢截面： 型钢和钢板连接而成的组合截面：  三、轴心受力构件截面形式的共同要求： 1、能提供承载力所需要的截面积 2、制作比较简便 3、便于和相邻的构件连接 4、截面开展而壁厚较薄，以满足刚度要求 3.2 梁的类型和强度 3.2.1 梁的类型 一、梁的分类： 1、按制作方式分类：型钢梁和组合梁 2、按梁截面沿长度有无变化分：等截面梁和变截面梁 3、按受力情况分：单向弯曲梁和双向弯曲梁 4、预应力梁 基本原理：受拉侧设置高预拉力的钢筋，使梁受荷前反弯曲 制作、施工过程复杂 GB50017计算公式： 3.3 梁的局部压应力和组合应力 3.4 按强度条件选择梁截面 3.6 拉弯、压弯构件的应用和强度计算 式中 ? —— 集中荷载增大系数，对重级工作制吊车 梁取 ? =1.35，其他取? = 1.0 lz—— 压应力分布长度 3.3.2 多种应力的组合效应 梁在受弯的同时经常会受剪。当一个截面上的弯矩和剪力都 较大时，需要考虑它们的组合效应。 梁的弯剪应力组合 验算公式： 式中 ?1——?与?c异号时取1.2，同号时取1.1 当横向荷载不通过剪心时： 3.4.1 初选截面 按强度条件选择梁截面，主要是在满足抗弯条件下如何选 出经济合理的截面。当梁跨度不大时，首先考虑是否有合适的 轧制型钢。抗弯能力的指标是截面模量，需要的截面模量值由 下式给出： HW414?405?18?28，Wx=4490cm3，g=233kg/m HM594?302?14?23，Wx=4620cm3，g=175kg/m HN692?300?13?20，Wx=4980cm3，g=166kg/m 焊接组合截面梁 截面高度 容许最大高度hmax 容许最小高度hmin hmin=nl/6000 经济高度he hmin≤h≤hmax，h≈he 焊接梁截面 均布荷载作用下简支梁的最小高度hmin 腹板高度hw 腹板高度hw比h略小。 腹板厚度tw 抗剪 ?可取1.2~1.5 局部稳定 焊接梁截面 翼缘尺寸b和t 所需截面模量为： 初选时取h≈h1≈hw 考虑局部稳定，通常取b=25t，且h/2.5bh/6。 焊接梁截面 3.4.2 梁截面验算 初选截面的计算采用了一些近似关系，截面初选后应按实际 截面尺寸进行全面的强度验算。验算中应注意，如初选截面时荷 载未包括自重，则此时应加入梁自重所产生的内力，验算项目包 括弯曲正应力、剪应力、局部压应力和折算应力。 1、弯曲正应力 单向弯曲时 双向弯曲时 2、剪应力 3、局部压应力 4、折算应力 3.4.3 梁截面沿长度的变化 变梁截面考虑的因素： 弯矩 剪力 加工因素 不考虑整体稳定 两种变化方式 变截面高度 变翼缘面积 变截面梁 变高度梁 变宽度梁 变翼缘面积 变翼缘宽度 变翼缘厚度 切断外层翼缘板的梁 变翼缘厚度 端部有正面角焊缝时： hf≥0.75t, l1≥b； hf0.75t, l1≥1.5b 端部无正面角焊缝时： l1≥2b 3.6.1 拉弯、压弯构件的应用 1、拉弯构件 1）应用：屋架受节间力下弦杆 2)极限状态： 承载能力极限状态： 截面出现塑性铰(格构式或 冷弯薄壁型钢为截面边缘纤维 屈服)、整体失稳、局部失稳 正常使用极限状态： 刚度：限值长细比 拉弯构件 3、截面形式 热轧型钢截面 冷弯薄壁型钢截面 组合截面 2、压弯构件 1）应用： 厂房框架柱、多高层建筑框架柱、屋架上弦 2）截面形式 双轴对称截面：同拉弯构件 单轴对称截面：受弯矩较大时采用 压弯构件 压弯构件的单轴对称截面 3）变截面柱: