偏心受力構(gòu)件

1、第六章偏心受力構(gòu)件§6.1 偏心受力構(gòu)件的特點及截面形式一偏心受力構(gòu)件的受力特點：偏心受拉偏心受壓a)b)NNeeNN從偏心受力構(gòu)件的特點來看， 邊緣很容易達到設計強度， 若按邊緣達塑性視為強度極限很不經(jīng)濟， 若按全截面達塑性， 又會產(chǎn)生很大變形， 因此與受彎構(gòu)件相似，部分發(fā)展塑性。（截面高度的 1/ 8 1/ 4 ）偏心受力構(gòu)件的平面內(nèi)穩(wěn)定問題屬于第二類穩(wěn)定，采用壓潰理論進行計算，但當達極限荷載時，變形過大，規(guī)范限制了塑性的發(fā)展。二偏心受力構(gòu)件的截面形式a)b)§6.2 偏心受力構(gòu)件的強度對于全截面達塑性狀態(tài)， 變形過大，因此規(guī)范對不同截面限制其塑性發(fā)展區(qū)域為 (1/8

2、1/4) h。a)b)NNNN maxcfyf yy-yab+NfyNfyfyyh+yobc-fyNM xM yfAnxWnxyWnyM x , M y 兩個主軸方向的彎矩x , y 兩個主軸方向的塑性發(fā)展因數(shù)，如工字形，x =1.05, y =1.20需要計算疲勞的拉彎、壓彎構(gòu)件，宜取xy1.0§6.3 實腹式偏心壓桿的整體穩(wěn)定一彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定在彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)屬第二類穩(wěn)定，偏心壓桿的臨界力與其相對偏心率e有關，W A 為截面核心矩，e大則臨界力低。通常采用的理論為壓潰理論。 即：根據(jù)臨界狀態(tài)內(nèi)外力平衡條件和變形調(diào)條件導出截面平均應力和桿中撓度的關系。（cr , ym )0

3、d ( cr , ym )cr0dym如此算得的平均應力值使變形過大，限制截面塑性發(fā)展在截面高度的(1 / 8 1/ 4) ，采用彈性相關公式加以修正。NMN e01NsNM s(1)N Exe0 偏心距2EAN Ex2 歐拉臨界力xNs Af y，M sI xW1x f y， W1xy1y1 受壓最大點距中和軸距離1 N 彎矩放大因數(shù)（偏心矩增大因數(shù)）N Ex考慮部分塑性發(fā)展，令M p 代替 M s則:NMN e01N sNxW1x)f y (1N Ex當 M=0 時，即為具有初始偏心 e0 的軸心壓桿，設其為 N x （實際的軸心受力穩(wěn)定承載力），則由上式可得：e0( N s N x )(

4、 NN xNExN x )W1xExxA代回上式得：NM1N xNN x)xW1xf y (1N sN ExN xcrA ， N xx， 上式變?yōu)镹 sNMf yx ANxW1x (1)x N Ex由此式算得結(jié)果與實際有出入，經(jīng)過修正：NmxMfx AN(1xW1x0.8)N Ex軸心受力構(gòu)件中的考慮l 1000的初撓度，而偏壓構(gòu)件中的e0 很大，故此式誤差就應主要在這里。因為前面推導過程中的M 是按兩端彎矩相等考慮的，mx 是考慮兩端彎矩不等時的等效彎矩因數(shù)，其原則是二端彎矩不等時在桿中某一位置產(chǎn)生最大撓度，如兩端彎矩相等，產(chǎn)生相同撓度，此彎矩為等效彎矩。mx 0.65 0.35M 1,M2

5、 M1M 2規(guī)范對mx 作出具體規(guī)定：1. 彎矩作用平面同有側(cè)移的框架柱懸臂構(gòu)件mx =1；2. 無側(cè)移框架柱和兩端支承構(gòu)件：（1）沒有橫向荷載作用時，mx 0.650.35M1 / M 2 ；（2）有端彎矩和橫向荷載同時作用，mx =1；產(chǎn)生反向曲率 mx =0.85（3）無端彎矩，有橫向荷載：mx =1對于單軸對稱截面，當彎矩使較大翼緣受壓時， 受拉區(qū)可能先受拉出現(xiàn)塑性：Nmx M xfANxW2x(1 1.25)N ExW2x 受拉邊截面抵抗矩，W2xI xy2y2 受拉邊緣到中和軸的距離二彎矩作用平面外的穩(wěn)定彎矩作用平面外穩(wěn)定的機理與梁失穩(wěn)的機理相同，因此其失穩(wěn)形式也相同 平面外彎扭屈

6、曲。基本假定：1由于平面外截面剛度很大，故忽略該平面的撓曲變形。2桿件兩端鉸接，但不能繞縱軸轉(zhuǎn)動。3材料為彈性。Ntx M x fy AbW1x 截面影響系數(shù)：閉口截面=0.7，其他截面=1.0；y 彎矩作用平面外的穩(wěn)定因數(shù)b 均布彎矩作用下梁的整體穩(wěn)定因數(shù)，工字形、T 形可按規(guī)范的簡化方法計算；箱形截面b 1.0；M x 計算柱段內(nèi)最大彎矩tx 等效彎矩因數(shù)（見規(guī)范有關規(guī)定）以上計算結(jié)果是基于雙軸對稱工字形截面彈性工作范圍得出的，對于單軸對稱偏壓構(gòu)件以及彈塑性范圍內(nèi)，上述相關公式偏于安全。對于不產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)的雙軸對稱截面（包括箱形截面），當彎矩作用在兩個主平面時，公式可以推廣驗算穩(wěn)定：Nmx M

7、 xty M yfx ANby W1y(1 0.8)xW1xN Ex及Ntx M xmy M yfy Abx W1xNyW1y(1 0.8)NEyM x , M y 最大彎矩mx ,my , tx , ty 等效彎矩因數(shù)，查規(guī)范。bx , by 受均布彎矩受彎構(gòu)件對x,y 軸的整體穩(wěn)定因數(shù)§6.4 格構(gòu)式偏心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定對于寬度很大的偏心受壓柱為了節(jié)省材料常采用格構(gòu)式構(gòu)件，且通常采用綴條柱。xa)xc)exyyy0b)exxd)yyxa1A 1eyyyyA 1y 2y 11xx exN 2NNeN 1yl 1y0y0MxN_f y+xx一偏心作用在虛軸上（繞實軸屈曲）計算方法與

8、實腹式柱偏心壓桿相同，即：平面內(nèi)：NmyMy Af(1NyW1y0.8)N Ey平面外：Nty M yx AfbW1y但是計算過程中，長細比應選用換算長細比0x （平面外）查x ，b 應取1.0。二偏心作用在實軸上（繞虛軸屈曲）彎矩作用平面內(nèi)：NmxMfx ANW1x(1)x N Exx 換算長細比對應的穩(wěn)定因數(shù)NEx 換算長細比下的歐拉臨界力W1xI xy0y0 受壓肢中心到中和軸的距離彎矩作用平面外：因為平面外彎曲剛度大于平面內(nèi)（實軸），故整體穩(wěn)定不必驗算，但要進行單肢的驗算：N y2N ey2eN 1aNaa當兩肢相同時， y1y2驗算單肢在 N1 作用下繞 1 1 和 y 軸的穩(wěn)定。平面內(nèi)， l 0xl 1 ， l 0y 取決于支撐情況，當不設支撐時，即為全高度。x1l 1，y1l 0yi1i y取max x1 , y1N1fA1當采用綴板柱時，單肢平面內(nèi)除N1 外，還有局部彎矩，應按偏壓實腹式構(gòu)件驗算穩(wěn)定。綴件計算應采用實際剪力與計算剪力VmaxAff y的較大值計算，當實85235際剪力大于計算剪力時，宜采用實腹式構(gòu)件（截面）。三雙向偏心的格構(gòu)式偏壓構(gòu)件平面內(nèi)：Nmx M xty M yfANW1yxW1x(1)xNE x平面外：（驗算單肢）：N1Ny2Neyy2eyay1y2NaI 1