温州大学钢结构基本原理课件第六章 拉弯与压弯构件.pptVIP

第六章 拉弯与压弯构件 第一节 实腹式拉弯和压弯构件 第二节 格构式压弯构件 第三节 柱脚设计 主要内容 重点内容 第一节 实腹式拉弯和压弯构件 一、拉弯和压弯构件的应用和破坏形式 1、概念： 拉弯构件：同时承受轴线拉力和弯矩作用的构件 压弯构件：同时承受轴线压力和弯矩作用的构件 2、截面类型： 压弯构件： 如果承受的弯矩不大，而轴心压力很大，其截面形式和一般轴心压杆相同 如果弯矩相对较大，除采用截面高度较大的双轴对称截面外，还采用单轴对称截面（实腹式和格构式），在受压较大的一侧分布着更多的材料； 3、破坏形式 拉弯构件： 强度破坏：出现塑性铰或者边缘出现屈服 稳定问题：拉力很小、弯矩很大 压弯构件： 强度破坏：截面局部有严重削弱或粗短构件 稳定问题：弯矩作用平面内的弯曲失稳破坏 弯矩作用平面外的弯曲扭转破坏 另外，由于组成构件的板件有一部分受压，还存在着局部稳定问题 二、拉弯和压弯构件的强度计算 承受静力荷载的实腹式拉弯和压弯构件，在轴力和弯矩的共同作用下，受力最不利截面出现塑性铰，即达到构件的强度极限状态。 三个受力状态： 极限状态受力分析 联立以上两式，消去η，则有如下相关方程 －－轴力单独作用时最大承载力 －－弯矩单独作用时最大承载力 为计算方便，改用线性相关方程（偏安全） 《规范》公式 单向弯曲： 双向弯曲： 关于±号的说明－－如右图所示对于单对称截面，弯距绕非对称轴作用时，会出现两种控制应力状况（取绝对值较大点验算）。 不考虑塑性发展（γ=1.0）的情况: 1）直接承受动力荷载时； 2）格构式构件，弯距绕虚轴作用时； 3）当 时。 三、压弯构件的整体稳定性计算 1、概述 实腹式压弯构件在轴力及弯距作用下，即可能发生弯矩作用平面内的弯曲失稳，也可能发生弯矩作用平面外的弯曲扭转失稳（类似梁）。两方面在设计中均应保证。 承载能力极限状态：Nu 2、弯矩作用平面内的整体稳定 总弯矩 以受压边缘纤维屈服为破坏准则，则有 其中 为考虑各种初始缺陷等效偏心弯矩 如果M=0，则构件变为轴心压杆，则有 代入上式便有： 联立1、2两式，则有 如果和梁一样允许一定的塑性发展，则有《规范》公式 N ? 压弯构件的轴线压力； ?x ? 在弯矩作用平面内，不计弯矩作用时轴心受压构件稳定系数； Mx ? 所计算构件段范围内的最大弯矩； N?Ex ? 参数，N?Ex=?2EA/(1.1?x2 )，大体相当于欧拉力除以分项系数； W1x ? 弯矩作用平面内受压最大纤维的毛截面抵抗矩； ?x ? 截面塑性发展系数，按表5－1采用； ?mx ? 等效弯矩系数。 对于单轴对称截面，当弯矩作用在对称平面内且使翼缘受压（无翼缘端受拉屈服）时，为防止截面的受拉侧先于受压侧屈服 3、弯矩作用平面外的稳定性 四、压弯构件的局部屈曲 1、翼缘：控制宽厚比 2、腹板：根据腹板所受压应力的应力梯度