鋼結(jié)構(gòu)拉彎與壓彎構(gòu)件課件

1、第第6 6章拉彎、壓彎構(gòu)件章拉彎、壓彎構(gòu)件6.1 6.1 概述概述6.2 6.2 拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度6.3 6.3 壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定6.4 6.4 壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)6.5 6.5 框架中梁與柱的連接框架中梁與柱的連接6.6 6.6 框架柱的柱腳框架柱的柱腳第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.16.1 概述概述1 . 1 . 建立拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件的概念建立拉彎構(gòu)件與壓彎構(gòu)件的概念 2 . 2 . 了解拉壓彎構(gòu)件的破壞形式了解拉壓彎構(gòu)件的破壞形式3. 3. 了解設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容了解設(shè)計(jì)計(jì)算的內(nèi)容 基本要求基本要求第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉

2、彎、壓彎構(gòu)件6.16.1 概述概述1、拉彎、壓彎構(gòu)件的概念、拉彎、壓彎構(gòu)件的概念構(gòu)件同時(shí)承受軸心壓（拉）力和繞截面形心主軸的彎構(gòu)件同時(shí)承受軸心壓（拉）力和繞截面形心主軸的彎矩作用，稱為矩作用，稱為壓彎（拉彎）構(gòu)件壓彎（拉彎）構(gòu)件。根據(jù)繞截面形心主軸的彎矩，有根據(jù)繞截面形心主軸的彎矩，有單向壓（拉）彎構(gòu)件；單向壓（拉）彎構(gòu)件；雙向壓（拉）彎構(gòu)件雙向壓（拉）彎構(gòu)件。彎矩由偏心軸力引起時(shí)，也稱作彎矩由偏心軸力引起時(shí)，也稱作偏壓（或拉）構(gòu)件偏壓（或拉）構(gòu)件。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件思考：思考：（1 1）偏心軸向力；）偏心軸向力；（2 2）端彎矩作用；）端彎矩作用；（3 3）橫向荷載。

3、）橫向荷載。 引起彎矩的可能因素？引起彎矩的可能因素？ 圖圖6.1 壓彎、拉彎構(gòu)件壓彎、拉彎構(gòu)件第第六六章章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件例如：有節(jié)間荷載作用例如：有節(jié)間荷載作用的桁架上下弦桿、受風(fēng)的桁架上下弦桿、受風(fēng)荷載作用的墻架柱、工荷載作用的墻架柱、工作平臺柱、支架柱、單作平臺柱、支架柱、單層廠房結(jié)構(gòu)及多高層框?qū)訌S房結(jié)構(gòu)及多高層框架結(jié)構(gòu)中的柱等。架結(jié)構(gòu)中的柱等。2 2、拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用、拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件3 3、截面形式、截面形式 實(shí)腹式和格構(gòu)式實(shí)腹式和格構(gòu)式圖圖6.2 壓彎構(gòu)件的截面形式壓彎構(gòu)件的截面形式實(shí)腹式截面：熱軋型實(shí)腹式截面：熱軋

4、型鋼截面、冷彎薄壁型鋼截面、冷彎薄壁型鋼截面和組合截面。鋼截面和組合截面。當(dāng)構(gòu)件計(jì)算長度較大當(dāng)構(gòu)件計(jì)算長度較大且受力較大時(shí)，為了且受力較大時(shí)，為了提高截面的抗彎剛度，提高截面的抗彎剛度，還常常采用格構(gòu)式截還常常采用格構(gòu)式截面。面。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件4、 拉彎、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容拉彎、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容拉彎構(gòu)件：拉彎構(gòu)件： 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度強(qiáng)度正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)：剛度剛度強(qiáng)度強(qiáng)度穩(wěn)定穩(wěn)定實(shí)腹式實(shí)腹式 格構(gòu)式格構(gòu)式 彎矩繞實(shí)軸作用彎矩繞實(shí)軸作用彎矩繞虛軸作用彎矩繞虛軸作用整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定M平面內(nèi)穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定 M平面外

5、穩(wěn)定平面外穩(wěn)定 承載能承載能力極限力極限狀態(tài)狀態(tài)正常正常使用使用極限極限狀態(tài)狀態(tài) 取值同軸壓構(gòu)件。取值同軸壓構(gòu)件。 ,maxmax yx剛度剛度壓彎構(gòu)件：壓彎構(gòu)件：第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.2 6.2 拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度對拉彎構(gòu)件、截面有削弱或構(gòu)件端部彎矩大于跨間對拉彎構(gòu)件、截面有削弱或構(gòu)件端部彎矩大于跨間彎矩的壓彎構(gòu)件，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。彎矩的壓彎構(gòu)件，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。圖圖6.5 壓彎構(gòu)件截面應(yīng)力的發(fā)展過程壓彎構(gòu)件截面應(yīng)力的發(fā)展過程Aw=hwtwMxhwxxyyhfyfyfyfyHHN h h(1-2 )hfyfy(a)(b)(c)(d)Af=bt

6、第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1.單向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式單向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式fWMANnxxxn2.雙向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式雙向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式fWMWMANnyyynxxxn第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件對于需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件，目前對其截面塑性性能缺乏研究；對于需要計(jì)算疲勞的構(gòu)件，目前對其截面塑性性能缺乏研究；對于格構(gòu)式構(gòu)件，當(dāng)彎矩繞虛軸作用時(shí)，由于截面腹部無實(shí)體對于格構(gòu)式構(gòu)件，當(dāng)彎矩繞虛軸作用時(shí)，由于截面腹部無實(shí)體部件，塑性開展的潛力不大；部件，塑性開展的潛力不大；為了保證受壓翼緣在截面發(fā)展塑性時(shí)不發(fā)生局部失穩(wěn)，當(dāng)受壓為了保證受壓翼

7、緣在截面發(fā)展塑性時(shí)不發(fā)生局部失穩(wěn)，當(dāng)受壓翼緣的寬厚比翼緣的寬厚比13b/t15時(shí)不考慮塑性發(fā)展。時(shí)不考慮塑性發(fā)展。對以下三種情況，在設(shè)計(jì)時(shí)采用邊緣屈服作為構(gòu)件強(qiáng)對以下三種情況，在設(shè)計(jì)時(shí)采用邊緣屈服作為構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)，即取度計(jì)算的依據(jù)，即取 x= y=1:第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件拉、壓彎構(gòu)件的剛度計(jì)算拉、壓彎構(gòu)件的剛度計(jì)算 拉彎和壓彎構(gòu)件的拉彎和壓彎構(gòu)件的剛度計(jì)算剛度計(jì)算和軸心受力構(gòu)和軸心受力構(gòu)件相同，按下式驗(yàn)算：件相同，按下式驗(yàn)算： max第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件 例例6.1 6.1 下圖所示的拉彎構(gòu)件，間接承受動力荷載，軸下圖所示的拉彎構(gòu)件，間接承受動

8、力荷載，軸向拉力的設(shè)計(jì)值為向拉力的設(shè)計(jì)值為800kN800kN，橫向荷載的設(shè)計(jì)值為，橫向荷載的設(shè)計(jì)值為7kN7kNm m。采用普通工字鋼采用普通工字鋼I22a22a，截面無削弱，材料為，截面無削弱，材料為Q345BQ345B鋼。試鋼。試驗(yàn)算該構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度。驗(yàn)算該構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件cmicmicmWyxx23. 2,99. 8,3103mkNMx3 .3362 . 133. 07812223623/310/2921031005. 1103 .33101 .4210800mmNfmmNWMANnxxxn 35025932. 2600, 7 .6699.

9、 8600yx解解 采用普通工字鋼采用普通工字鋼I22a，自重，自重0.33kN/m，截面積，截面積A42.1cm， 驗(yàn)算強(qiáng)度：驗(yàn)算強(qiáng)度：驗(yàn)算剛度：驗(yàn)算剛度： 第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1 1、拉彎、壓彎構(gòu)件的破壞形式和計(jì)算內(nèi)容、拉彎、壓彎構(gòu)件的破壞形式和計(jì)算內(nèi)容2 2、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度3 3、拉彎、壓彎構(gòu)件的剛度、拉彎、壓彎構(gòu)件的剛度小結(jié)小結(jié)第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1、拉彎、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容、拉彎、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容拉彎構(gòu)件：拉彎構(gòu)件： 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度強(qiáng)度正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)：剛度剛度強(qiáng)度強(qiáng)

10、度穩(wěn)定穩(wěn)定實(shí)腹式實(shí)腹式 格構(gòu)式格構(gòu)式 彎矩繞實(shí)軸作用彎矩繞實(shí)軸作用彎矩繞虛軸作用彎矩繞虛軸作用整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定 平面外穩(wěn)定平面外穩(wěn)定 承載能承載能力極限力極限狀態(tài)狀態(tài)正常正常使用使用極限極限狀態(tài)狀態(tài) 取值同軸壓構(gòu)件。取值同軸壓構(gòu)件。 ,maxmax yx剛度剛度壓彎構(gòu)件：壓彎構(gòu)件：第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件2、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度對拉彎構(gòu)件、截面有削弱或構(gòu)件端部彎矩大于跨間彎矩的壓彎構(gòu)件，對拉彎構(gòu)件、截面有削弱或構(gòu)件端部彎矩大于跨間彎矩的壓彎構(gòu)件，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則拉彎、壓彎

11、構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則邊緣纖維屈服準(zhǔn)則邊緣纖維屈服準(zhǔn)則; ; 全截面屈服準(zhǔn)則全截面屈服準(zhǔn)則; ; 部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則fWMANnxxxn 對于三種情況，在設(shè)計(jì)時(shí)采用邊對于三種情況，在設(shè)計(jì)時(shí)采用邊緣屈服作為構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。緣屈服作為構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。單向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式：單向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式：第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn) 在在N和和M同時(shí)作用下，一開始構(gòu)件就在彎矩同時(shí)作用下，一開始構(gòu)件就在彎矩作用平面內(nèi)發(fā)生變形，呈彎曲狀態(tài)，當(dāng)作用平面內(nèi)發(fā)生變形，呈彎曲狀態(tài)，當(dāng)N和和M同時(shí)增加到一定大小時(shí)則到達(dá)極

12、同時(shí)增加到一定大小時(shí)則到達(dá)極限狀態(tài)，超過此極限狀態(tài)，要維持內(nèi)外限狀態(tài)，超過此極限狀態(tài)，要維持內(nèi)外力平衡，只能減力平衡，只能減 小小N和和M。在彎矩作用。在彎矩作用平面內(nèi)只產(chǎn)生平面內(nèi)只產(chǎn)生彎曲屈曲彎曲屈曲。 圖圖 壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)NN( a )( b )NN6.3 6.3 壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件圖圖 壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)NN( a )( b )NN壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外失穩(wěn)壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外失穩(wěn)當(dāng)當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支撐以阻止

13、其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，撐以阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件可能發(fā)生構(gòu)件可能發(fā)生彎扭屈曲彎扭屈曲而破壞，這種而破壞，這種彎扭屈曲又稱為壓彎構(gòu)件彎矩作用平彎扭屈曲又稱為壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的整體失穩(wěn)。面外的整體失穩(wěn)。 雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)同時(shí)產(chǎn)生雙同時(shí)產(chǎn)生雙向彎曲變形并伴隨有扭轉(zhuǎn)變形屬向彎曲變形并伴隨有扭轉(zhuǎn)變形屬彎扭彎扭失穩(wěn)失穩(wěn)。 第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.3.1 6.3.1 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定邊緣纖維屈服準(zhǔn)則邊緣纖維屈服準(zhǔn)則 以構(gòu)件截面邊緣纖維屈服的彈性受力階段極限狀以構(gòu)件截面邊緣纖維屈服的彈性受力階段極限狀態(tài)作為強(qiáng)度計(jì)算的承載能力極

14、限狀態(tài)。此時(shí)構(gòu)件處于態(tài)作為強(qiáng)度計(jì)算的承載能力極限狀態(tài)。此時(shí)構(gòu)件處于彈性工作階段。彈性工作階段。 第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件邊緣屈服準(zhǔn)則邊緣屈服準(zhǔn)則構(gòu)件處于彈性工作階段，在最危險(xiǎn)截面上，截面邊緣處的最大應(yīng)構(gòu)件處于彈性工作階段，在最危險(xiǎn)截面上，截面邊緣處的最大應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)，即：力達(dá)到屈服點(diǎn)，即：yxxfWMANe1exxpMMNNN、Mx驗(yàn)算截面處的軸力和彎矩；驗(yàn)算截面處的軸力和彎矩；A驗(yàn)算截面處的截面面積；驗(yàn)算截面處的截面面積； Wex驗(yàn)算截面處的繞截面主軸驗(yàn)算截面處的繞截面主軸x軸的截面模量；軸的截面模量；NP屈服軸力屈服軸力 ， NPAfy;Mex屈服彎矩屈服彎矩 ， Me

15、xWexfy第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為：驗(yàn)算公式為： 壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式a) 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件fNNWMANEXxxxmxX)8 . 01 (11第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件b) 對于單軸對稱截面壓彎對于單軸對稱截面壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對稱構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對稱軸平面內(nèi)且使較大翼緣受軸平面內(nèi)且使較大翼緣受壓時(shí)，有可能在較小翼緣壓時(shí)，有可能在較

16、小翼緣或無翼緣一側(cè)產(chǎn)生較大的或無翼緣一側(cè)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)破壞。對于拉應(yīng)力而出現(xiàn)破壞。對于這種情況，除按上式計(jì)算這種情況，除按上式計(jì)算外，還應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算：外，還應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算：圖圖6.3.3 6.3.3 單軸對稱截面的壓彎構(gòu)件單軸對稱截面的壓彎構(gòu)件 第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件fNNWMANxEx2x2xmx/25. 11N驗(yàn)算截面處的軸力驗(yàn)算截面處的軸力 A壓彎構(gòu)件的截面面積壓彎構(gòu)件的截面面積 Mx驗(yàn)算截面處的彎矩驗(yàn)算截面處的彎矩 x截面塑性發(fā)展系數(shù)截面塑性發(fā)展系數(shù)W1,x、W2x最大受壓纖維的毛截面模量和受壓較小翼緣或無翼最大受壓纖維的毛截面模量和受壓較小翼緣或無翼緣端

17、的毛截面模量緣端的毛截面模量 mx-等效彎矩系數(shù)等效彎矩系數(shù)221 . 1xExEAN第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1）懸臂構(gòu)件和在內(nèi)力分析中未考慮二階效應(yīng)的無支）懸臂構(gòu)件和在內(nèi)力分析中未考慮二階效應(yīng)的無支撐框架和弱支撐框架柱撐框架和弱支撐框架柱 mx=1.02）框架柱和兩端支承的構(gòu)件）框架柱和兩端支承的構(gòu)件 無橫向荷載作用時(shí)無橫向荷載作用時(shí) mx=0.65+0.35M2 / M1， M1和和M2是構(gòu)件兩端的彎矩。是構(gòu)件兩端的彎矩。 M2 M1 。當(dāng)兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí)，取同號，反之當(dāng)兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí)，取同號，反之取異號。取異號。 有關(guān)有關(guān) mx取值，規(guī)范規(guī)定如

18、下：取值，規(guī)范規(guī)定如下：第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件 有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí)有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí) 使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率， mx=1.0； 產(chǎn)生反向曲率，產(chǎn)生反向曲率， mx=0.85。 無端彎矩有橫向荷載作用時(shí)無端彎矩有橫向荷載作用時(shí)： mx=1.0。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.3.2彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算 開口薄壁截面壓彎構(gòu)件的抗扭剛度及彎矩作用開口薄壁截面壓彎構(gòu)件的抗扭剛度及彎矩作用平面外的抗扭剛度通常較小，當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平平面外的抗扭剛度通常較小，當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支撐以阻止其產(chǎn)生側(cè)

19、向位移和扭轉(zhuǎn)面外沒有足夠的支撐以阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件可能發(fā)生彎扭屈曲而破壞，這種彎扭屈曲時(shí)，構(gòu)件可能發(fā)生彎扭屈曲而破壞，這種彎扭屈曲稱為壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體失穩(wěn)。稱為壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體失穩(wěn)。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定計(jì)算公式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定計(jì)算公式規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為：驗(yàn)算公式為： fWMANxbxtxy1第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件N驗(yàn)算截面處的軸力驗(yàn)算截面處的軸力 A壓彎構(gòu)件的截面面積壓彎構(gòu)件的截面面積 Mx計(jì)算構(gòu)件段

20、范圍內(nèi)計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)(構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間)的最大彎矩的最大彎矩 截面影響系數(shù)，箱形截面取截面影響系數(shù)，箱形截面取0.7，其他截面取，其他截面取1.0 y彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對單軸對稱截彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對單軸對稱截面應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，采用換算長細(xì)比確定面應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，采用換算長細(xì)比確定 b均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)按附錄均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)按附錄3計(jì)算，對工計(jì)算，對工形截面和形截面和T形截面的非懸臂構(gòu)件可按受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)的近形截面的非懸臂構(gòu)件可按受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)的近似公式計(jì)算似公式計(jì)算(附附3.5)；對閉口截面取

21、；對閉口截面取1.0 tx-計(jì)算彎矩平面外穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)計(jì)算彎矩平面外穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)fWMANxbxtxy1第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件 所計(jì)算段內(nèi)有端彎矩又有橫向力作用所計(jì)算段內(nèi)有端彎矩又有橫向力作用產(chǎn)生相同曲率時(shí)，產(chǎn)生相同曲率時(shí)， tx=1.0；產(chǎn)生反向曲率時(shí)；產(chǎn)生反向曲率時(shí) tx=0.85 1） 在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)兩相鄰支承在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)兩相鄰支承點(diǎn)間構(gòu)件段內(nèi)荷載和內(nèi)力情況確定。點(diǎn)間構(gòu)件段內(nèi)荷載和內(nèi)力情況確定。 有關(guān)有關(guān) tx取值按下列方法采用取值按下列方法采用所計(jì)算的段內(nèi)無橫向荷載作用所計(jì)算的段內(nèi)無橫向荷載作用 tx =0.

22、65+0.35M2/M1 所計(jì)算段內(nèi)無端彎矩，但有橫向力作用所計(jì)算段內(nèi)無端彎矩，但有橫向力作用 tx=1.0M1和和M2是構(gòu)件兩端的彎矩。是構(gòu)件兩端的彎矩。 M2 M1 。當(dāng)兩端彎矩使。當(dāng)兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí)，取同號，反之取異號。構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí)，取同號，反之取異號。2） 彎矩作用平面外為懸臂構(gòu)件：彎矩作用平面外為懸臂構(gòu)件： tx =1.0第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.6.3.4 3.4 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定 一、受壓翼緣板的寬厚比限值一、受壓翼緣板的寬厚比限值實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的板件與軸壓和受彎構(gòu)件的板件的受力相似，其實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的板件與軸

23、壓和受彎構(gòu)件的板件的受力相似，其局部穩(wěn)定也是采用限制板件的寬（高）厚比的辦法來保證。局部穩(wěn)定也是采用限制板件的寬（高）厚比的辦法來保證。外伸翼緣板外伸翼緣板0y/40 235/btfy/13 235/b tf兩邊支承翼緣板兩邊支承翼緣板第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件腹板彈性狀壓彎構(gòu)件腹板彈性狀態(tài)受力情況態(tài)受力情況 maxminahw板厚板厚tw 腹板受力較復(fù)雜。同時(shí)受不均勻壓力和剪力的作用。腹板受力較復(fù)雜。同時(shí)受不均勻壓力和剪力的作用。二、腹板的高厚比限值二、腹板的高厚比限值腹板的局部穩(wěn)定主要與壓應(yīng)力的不均腹板的局部穩(wěn)定主要與壓應(yīng)力的不均勻分布的梯度有關(guān)。勻分布的梯度有關(guān)。

24、 0應(yīng)力梯度應(yīng)力梯度 max腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力 min腹板計(jì)算高度另一邊緣相應(yīng)的應(yīng)力，腹板計(jì)算高度另一邊緣相應(yīng)的應(yīng)力，壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù) 0 ( max- min)/ max（6.21）1.工字形和工字形和H形截面的腹板形截面的腹板 規(guī)范規(guī)范規(guī)定工字形和規(guī)定工字形和H H形截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值：形截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值：00w235(160.525)yhtf當(dāng)當(dāng)0 o 1.6時(shí)時(shí):第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件當(dāng)當(dāng)1.6 o2.0時(shí)時(shí):00w235(480.526.2)yhtf 構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細(xì)比；

25、構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細(xì)比； 當(dāng)當(dāng) 30時(shí)，取時(shí)，取 =30， 100時(shí)，取時(shí)，取 =100。2. 箱形截面的腹板箱形截面的腹板考慮到兩塊腹板可能受力不均，因而箱形截面高厚比值取為工字考慮到兩塊腹板可能受力不均，因而箱形截面高厚比值取為工字型截面腹板的型截面腹板的0.8倍。倍。但不應(yīng)小于但不應(yīng)小于yf/23540第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1 1、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算2 2、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算3 3、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定小結(jié)

26、小結(jié)第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算 壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外失穩(wěn)壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外失穩(wěn)雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件b) b) 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件m

27、xxxx1Ex1 0.8 /xMNfAWN Na) a) 繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件mxxx1xxEx1/MNfA WN N第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算 規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為：驗(yàn)算公式為： txxybx1MNfAW第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件c) c) 對于單軸對稱截面壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對成軸平對于單軸對稱截面壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對成軸平面內(nèi)且使較大翼緣受壓時(shí)，有可能在較小翼緣或無翼

28、緣一面內(nèi)且使較大翼緣受壓時(shí)，有可能在較小翼緣或無翼緣一側(cè)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)破壞。對于這種情況，除按式側(cè)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)破壞。對于這種情況，除按式( (6.136.13) )計(jì)算外，還應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算計(jì)算外，還應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算fNNWMANxEx2xxmx/25. 11第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定 （1 1） 受壓翼緣板的寬厚比限值受壓翼緣板的寬厚比限值實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定采用限制板件的寬（高）厚比的辦實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定采用限制板件的寬（高）厚比的辦法來保證。法來保證。外伸翼緣板外伸翼緣板0y/40 235/btfy/

29、13 235/b tf兩邊支承翼緣板兩邊支承翼緣板yftb23515 當(dāng)構(gòu)件強(qiáng)度和整體穩(wěn)定不考慮截面塑性發(fā)展時(shí)：當(dāng)構(gòu)件強(qiáng)度和整體穩(wěn)定不考慮截面塑性發(fā)展時(shí)：第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件（2 2）腹板的高厚比限值）腹板的高厚比限值腹板的局部穩(wěn)定主要與壓應(yīng)力的不均勻分布的梯度有關(guān)。腹板的局部穩(wěn)定主要與壓應(yīng)力的不均勻分布的梯度有關(guān)。 0 ( max- min)/ max 規(guī)范規(guī)范規(guī)定工字形和規(guī)定工字形和H H形截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值：形截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值：00w235(160.525)yhtf當(dāng)當(dāng)00 o o1.61.6時(shí)時(shí): :當(dāng)當(dāng)1.61.6 o o2.02.0時(shí)時(shí): :

30、00w235(480.526.2)yhtf第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.4. 6.4. 壓彎構(gòu)件（框架柱）的設(shè)計(jì)壓彎構(gòu)件（框架柱）的設(shè)計(jì)主要內(nèi)容主要內(nèi)容6.4.1 6.4.1 框架柱的計(jì)算長度框架柱的計(jì)算長度6.4.2 6.4.2 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)6.4.3 6.4.3 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)基本要求基本要求 熟悉框架柱計(jì)算長度的求解方法；掌握實(shí)腹熟悉框架柱計(jì)算長度的求解方法；掌握實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法；了解格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法；了解格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的計(jì)算特點(diǎn)。計(jì)算特點(diǎn)。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.4.

31、1 6.4.1 框架柱的計(jì)算長度框架柱的計(jì)算長度一、計(jì)算長度的概念一、計(jì)算長度的概念概念來源概念來源：理想軸心受壓構(gòu)件的彈性屈曲。：理想軸心受壓構(gòu)件的彈性屈曲。定義定義：當(dāng)任意支承情況的理想軸心壓桿（長度為：當(dāng)任意支承情況的理想軸心壓桿（長度為l）的臨界力）的臨界力與另一兩端鉸接的理想軸心壓桿（長度為與另一兩端鉸接的理想軸心壓桿（長度為l0）的歐拉臨界力）的歐拉臨界力相等時(shí)，則相等時(shí)，則l0定義為任意支承情況桿件的計(jì)算長度定義為任意支承情況桿件的計(jì)算長度，比值，比值=l0/l為該桿的為該桿的計(jì)算長度系數(shù)計(jì)算長度系數(shù)。幾何意義幾何意義：任意支承情況桿件彎曲屈曲后撓度曲線兩反彎點(diǎn)：任意支承情況桿件

32、彎曲屈曲后撓度曲線兩反彎點(diǎn)間的長度。間的長度。物理意義物理意義：將不同支承情況的桿件按穩(wěn)定承載力等效為長度：將不同支承情況的桿件按穩(wěn)定承載力等效為長度等于等于l0的兩端鉸接的理想軸心壓桿。的兩端鉸接的理想軸心壓桿。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件l0（或（或值）值）的大小與桿件支承情況有關(guān)：的大小與桿件支承情況有關(guān)：（1）端部為理想鉸接或理想固接桿件，）端部為理想鉸接或理想固接桿件，值可直接查表；值可直接查表；（2）框架柱，支承情況與各柱兩端相連的桿件（包括）框架柱，支承情況與各柱兩端相連的桿件（包括左右橫梁和上下相連的柱）的剛度及基礎(chǔ)的情況有關(guān)。左右橫梁和上下相連的柱）的剛度及基礎(chǔ)

33、的情況有關(guān)。計(jì)算方法：計(jì)算方法：框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度l0 x：按平面框架體系彈：按平面框架體系彈性整體穩(wěn)定分析；性整體穩(wěn)定分析；框架柱在框架平面外的計(jì)算長度框架柱在框架平面外的計(jì)算長度l0y：按框架平面外的支：按框架平面外的支撐點(diǎn)的距離來確定。撐點(diǎn)的距離來確定。表表1 1 壓桿計(jì)算長度系數(shù)壓桿計(jì)算長度系數(shù)自由轉(zhuǎn)動自由轉(zhuǎn)動自由側(cè)移自由側(cè)移無轉(zhuǎn)動無轉(zhuǎn)動自由側(cè)移自由側(cè)移自由轉(zhuǎn)動自由轉(zhuǎn)動無側(cè)移無側(cè)移2.02.062.12.051.21.041.01.030.800.702無轉(zhuǎn)動無轉(zhuǎn)動無側(cè)移無側(cè)移0.650.501端部條件端部條件符號符號的建議值的建議值的理論值的理論

34、值簡圖簡圖項(xiàng)次項(xiàng)次第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件二、框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度二、框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度 框架柱在框架的平面內(nèi)的失穩(wěn)有兩種形式：框架柱在框架的平面內(nèi)的失穩(wěn)有兩種形式：（1 1）無側(cè)移框架柱）無側(cè)移框架柱 框架中設(shè)有支撐架、剪力墻、電梯井等橫向支撐結(jié)構(gòu)，且其框架中設(shè)有支撐架、剪力墻、電梯井等橫向支撐結(jié)構(gòu)，且其抗側(cè)移剛度足夠大，致使失穩(wěn)時(shí)柱頂無側(cè)向位移?？箓?cè)移剛度足夠大，致使失穩(wěn)時(shí)柱頂無側(cè)向位移。（2 2）有側(cè)移框架柱）有側(cè)移框架柱 框架中未設(shè)橫向支撐結(jié)構(gòu)，失穩(wěn)時(shí)柱頂有側(cè)向位移?？蚣苤形丛O(shè)橫向支撐結(jié)構(gòu)，失穩(wěn)時(shí)柱頂有側(cè)向位

35、移。 由于兩種形式的失穩(wěn)時(shí)的承載能力相差甚大，需分別對待。由于兩種形式的失穩(wěn)時(shí)的承載能力相差甚大，需分別對待。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1.1.單層單跨等截面框架柱的計(jì)算長度單層單跨等截面框架柱的計(jì)算長度（1 1）無側(cè)移框架）無側(cè)移框架 下圖（下圖（a）為對稱單跨等截面框架，柱與基礎(chǔ)剛接。因框架頂）為對稱單跨等截面框架，柱與基礎(chǔ)剛接。因框架頂部有水平支承，框架表現(xiàn)為無側(cè)移的對稱失穩(wěn)形式。橫梁對柱的部有水平支承，框架表現(xiàn)為無側(cè)移的對稱失穩(wěn)形式。橫梁對柱的約束作用取決于橫梁的線剛度約束作用取決于橫梁的線剛度 I0/l 和柱的線剛度和柱的線剛度 I/H 的比值的比值K0 ，而而K0=

36、I0H/Il。柱的計(jì)算長度。柱的計(jì)算長度H0=H 。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1.1.單層單跨等截面框架柱的計(jì)算長度單層單跨等截面框架柱的計(jì)算長度（2 2）有側(cè)移框架）有側(cè)移框架 下圖為對稱單跨等截面框架，柱與基礎(chǔ)剛接。因框架頂部未下圖為對稱單跨等截面框架，柱與基礎(chǔ)剛接。因框架頂部未設(shè)橫向支撐，框架表現(xiàn)為有側(cè)移的失穩(wěn)形式。柱頂發(fā)生位移，橫設(shè)橫向支撐，框架表現(xiàn)為有側(cè)移的失穩(wěn)形式。柱頂發(fā)生位移，橫梁也有變形，節(jié)點(diǎn)梁也有變形，節(jié)點(diǎn)B B與與C C的轉(zhuǎn)角相等方向相同。的轉(zhuǎn)角相等方向相同。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件柱的計(jì)算長度系數(shù)柱的計(jì)算長度系數(shù)取決于柱相臨的兩根橫梁的線

37、剛度之取決于柱相臨的兩根橫梁的線剛度之和和I1/l1+I2/l2 與柱的線剛度與柱的線剛度I/H的比值的比值K1，而系數(shù)，而系數(shù)可查附表可查附表5得到。得到。IlIlIKH)/(221112.2.單層多跨等截面框架柱的計(jì)算長度單層多跨等截面框架柱的計(jì)算長度第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件例題：例題：第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件3.多層多跨等截面框架柱的計(jì)算長度多層多跨等截面框架柱的計(jì)算長度計(jì)算長度系數(shù)取決于計(jì)算長度系數(shù)取決于在該柱上端節(jié)點(diǎn)處相交的橫梁線剛度之和在該柱上端節(jié)點(diǎn)處相交的橫梁線剛度之和與與柱線剛度之和柱線剛度之和的比值的比值K1，同時(shí)還取決于，同時(shí)還取決于該柱

38、下端節(jié)點(diǎn)處相交該柱下端節(jié)點(diǎn)處相交的橫梁線剛度之和的橫梁線剛度之和與與柱線剛度之和柱線剛度之和的比值的比值K2。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件 柱在框架平面外的計(jì)算長度取決于支撐構(gòu)件的布置。支撐結(jié)柱在框架平面外的計(jì)算長度取決于支撐構(gòu)件的布置。支撐結(jié)構(gòu)可為框架柱提供平面外的支承點(diǎn)。柱在框架平面外失穩(wěn)時(shí)，構(gòu)可為框架柱提供平面外的支承點(diǎn)。柱在框架平面外失穩(wěn)時(shí)，支承點(diǎn)可看作變形曲線的反彎點(diǎn)，即支承點(diǎn)可看作變形曲線的反彎點(diǎn)，即計(jì)算長度等于支承點(diǎn)間的計(jì)算長度等于支承點(diǎn)間的距離距離。如下圖所示框架柱，在平面外的計(jì)算長度，上下段的計(jì)。如下圖所示框架柱，在平面外的計(jì)算長度，上下段的計(jì)算長度分別為算長度

39、分別為 H1 和和 H2 。對于多層框架柱，在平面外的計(jì)算長。對于多層框架柱，在平面外的計(jì)算長度可能就是該柱的全長。度可能就是該柱的全長。三、框架柱在框架平面外的計(jì)算長度三、框架柱在框架平面外的計(jì)算長度框架柱在彎矩作用平面外的計(jì)算長度框架柱在彎矩作用平面外的計(jì)算長度(b)(a)HH1H2第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.4.2 6.4.2 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì) 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)應(yīng)使構(gòu)件滿足強(qiáng)度、剛度、整實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)應(yīng)使構(gòu)件滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。截面選擇的原則：體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定的要求。截面選擇的原則：（1 1）肢寬壁薄肢寬壁

40、?。? 2）等穩(wěn)定性等穩(wěn)定性（3 3）連接簡便，制造省工連接簡便，制造省工一、截面形式一、截面形式1.對于對于N大、大、M小的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估；小的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估；2.對于對于N小、小、M大的構(gòu)件，可參照受彎構(gòu)件初估；大的構(gòu)件，可參照受彎構(gòu)件初估；第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件截面選擇：截面選擇：具體步驟為具體步驟為: : 選擇截面型式；選擇截面型式； 確定鋼材及強(qiáng)度設(shè)計(jì)值確定鋼材及強(qiáng)度設(shè)計(jì)值; ; 定彎矩作用平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長度定彎矩作用平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長度; ; 根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或已有資料初選截面尺寸根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或已有資料初選截面尺寸; ; 確定構(gòu)件承受的內(nèi)力設(shè)計(jì)

41、值，即彎矩設(shè)計(jì)值確定構(gòu)件承受的內(nèi)力設(shè)計(jì)值，即彎矩設(shè)計(jì)值 、 軸心壓力設(shè)計(jì)值軸心壓力設(shè)計(jì)值N N和剪力設(shè)計(jì)值和剪力設(shè)計(jì)值V V；xM第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件二、截面驗(yàn)算二、截面驗(yàn)算1. 強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算2. 整體穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算3. 局部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算4. 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算三、構(gòu)造要求三、構(gòu)造要求 與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似。與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件例題：例題：某壓彎構(gòu)件的簡圖、截面尺寸、受力和側(cè)向支承情況某壓彎構(gòu)件的簡圖、截面尺寸、受力和側(cè)向支承情況如圖所示，試驗(yàn)算所用截面是否滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要如圖所示，試驗(yàn)算所用截面

42、是否滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。鋼材為求。鋼材為Q235鋼，翼緣為焰切邊；構(gòu)件承受靜力荷載設(shè)計(jì)鋼，翼緣為焰切邊；構(gòu)件承受靜力荷載設(shè)計(jì)值值F=100kN和和N=900kN。 4704002x8000=16000F=100K N(F =100K N )kNN =900K N700K NN =kxxyyBEC+DA+266.7+400+266.7K N .m彎 矩 圖(設(shè) 計(jì) 值 )101515第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1.內(nèi)力（設(shè)計(jì)值）內(nèi)力（設(shè)計(jì)值） 軸心力軸心力N =900kN 2.截面特性和長細(xì)比：截面特性和長細(xì)比： l0 x=16m，l0y=8m 2mm16700154002

43、10470A4633mm104 .79212/ )470390500400(xI366mm10170. 3250/104 .792xWmkN4004/161004/ FlMx彎彎 矩矩463mm10160400151212yI第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件nxxnx36622/()900 10 /16700 400 10 / 1.05 3.170 1053.9 120.2 174.1N/mm215N/mmN AMWf 3.3.強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求滿足要求1505 .738 .217/16000 xmm9 .97yi1507 .819 .97/8000ymm8 .217xi剛度滿

44、足要求剛度滿足要求第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件mxxxx1xEx3662(1 0.8 /)900 10400 100.729 16700 1.05 3.17 10 (1 0.8 1.1 900/6285)73.9 137.5 211.4215N/mmMNAWN Nf729. 0, 5 .73xx05. 1xmx14.4.在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求滿足要求第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件22663N/mm215N/mm9 .1683 .896 .7910170. 3918. 01040065. 00 . 116700677. 0109

45、00fWMANxbxtxy7 .81y677. 0y918. 044000/7 .8107. 144000/07. 1)(22ybb5.5.在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算：在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算： AC段（或段（或CB段）兩端彎矩為段）兩端彎矩為M1=400 kN.m，M20，段內(nèi)，段內(nèi)無橫向荷載：無橫向荷載： 65. 0/35. 065. 012MMtx0 . 1滿足要求滿足要求第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件 本例題中若中間側(cè)向支承點(diǎn)由中央一個(gè)改為本例題中若中間側(cè)向支承點(diǎn)由中央一個(gè)改為兩個(gè)（各在兩個(gè)（各在l l/3/3點(diǎn)即點(diǎn)即D D和和E E點(diǎn)），結(jié)果如何？點(diǎn)），結(jié)果如何？

46、討論：討論：4704002x8000= 16000F=100K N(F = 100K N )kNN =900K N700K NN =kxxyyBEC+DA+ 266.7+400+ 266.7K N .m彎 矩 圖(設(shè) 計(jì) 值 )101515第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.6.局部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算翼緣的寬厚翼緣的寬厚比比y400101313 235/2 15bft腹板計(jì)算高度邊緣的應(yīng)力腹板計(jì)算高度邊緣的應(yīng)力066222900000400 1047053.8118.616700792.4 102172.4N/mm (64.8N/mm )xxMhNAI0172.464.81.381

47、.6172.4第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件0047047160.5251016 1.38 0.5 73.5 25 83.8wht腹板高厚比腹板高厚比滿足要求滿足要求第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件重點(diǎn)：重點(diǎn)：1 1、框架柱的計(jì)算長度、框架柱的計(jì)算長度2 2、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)本節(jié)課小結(jié)本節(jié)課小結(jié)第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件框架柱的計(jì)算長度框架柱的計(jì)算長度柱的計(jì)算長度柱的計(jì)算長度H0=H 。1 1、柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度：、柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度： 單層單跨等截面框架柱：橫梁對柱的約束取決于橫梁的線單層單跨等截面框架柱：橫梁對柱的

48、約束取決于橫梁的線剛度剛度 I0/l 和柱的線剛度和柱的線剛度 I/H 的比值的比值K0 ，而，而K0=I0H/Il。 單層多跨等截面框架柱：橫梁對柱的約束取決于柱相臨的單層多跨等截面框架柱：橫梁對柱的約束取決于柱相臨的兩根橫梁的線剛度之兩根橫梁的線剛度之和和I1/l1+I2/l2 與柱的線剛度與柱的線剛度I/H的比值的比值K1,IlIlIKH)/(22111第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件 多層多跨等截面柱：多層多跨等截面柱：取決于在該柱上端節(jié)點(diǎn)處相交的橫取決于在該柱上端節(jié)點(diǎn)處相交的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K1，同時(shí)還取決于該柱下，同時(shí)還取

49、決于該柱下端節(jié)點(diǎn)處相交的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值端節(jié)點(diǎn)處相交的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值K2。框架柱在框架平面外的計(jì)算長度取決于框架柱在框架平面外的計(jì)算長度取決于支撐構(gòu)件的布置。支撐構(gòu)件的布置。2 2、柱在框架平面外的計(jì)算長度：、柱在框架平面外的計(jì)算長度：第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件一、一、 截面形式截面形式1.對于對于N大、大、M小的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估；小的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估；2.對于對于N小、小、M大的構(gòu)件，可參照受彎構(gòu)件初估；大的構(gòu)件，可參照受彎構(gòu)件初估；實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)二、截面驗(yàn)算二、截面驗(yàn)算1. 強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算2.

50、 整體穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算3. 局部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算4. 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算三、構(gòu)造要求三、構(gòu)造要求 與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件6.4.36.4.3 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì) 當(dāng)柱中彎矩不大，或柱中可能出現(xiàn)正負(fù)號的彎矩但二當(dāng)柱中彎矩不大，或柱中可能出現(xiàn)正負(fù)號的彎矩但二者的絕對值相差不大時(shí)，可用對稱的截面形式者的絕對值相差不大時(shí)，可用對稱的截面形式(k、i、m)；當(dāng)彎矩較大且彎矩符號不變，或者正、負(fù)彎矩的絕對值相當(dāng)彎矩較大且彎矩符號不變，或者正、負(fù)彎矩的絕對值相差較大時(shí)，常采用不對稱截面差較大時(shí)，常采用不對稱截面(

51、n、p)，并將截面較大的肢件，并將截面較大的肢件放在彎矩產(chǎn)生壓應(yīng)力的一側(cè)。放在彎矩產(chǎn)生壓應(yīng)力的一側(cè)。 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式圖圖6.7.1 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件圖圖6.7.1 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式 由于截面的高度較大且受有較大的外剪力，所由于截面的高度較大且受有較大的外剪力，所以綴板連接的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件很少采用以綴板連接的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件很少采用。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件截面中部空心，不考慮塑性的深入發(fā)展。截面中部空心，不考慮塑性的深入發(fā)展。1.彎矩平面內(nèi)

52、的整體穩(wěn)定計(jì)算彎矩平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算fNNWMANmx)1(Exx1xmaxx 注意：式中注意：式中 x x及及N NExEx均按格構(gòu)式柱的換算長細(xì)比均按格構(gòu)式柱的換算長細(xì)比 0 0 x x 確確定定 ，W W1x1x= =I Ix x/ /y y0 0。 y y0 0為為x x軸到較大壓力分肢的軸線距離或壓力較大分肢腹板軸到較大壓力分肢的軸線距離或壓力較大分肢腹板邊緣的距離，兩者中取較大者（見下圖）。邊緣的距離，兩者中取較大者（見下圖）。6.4.3.1 6.4.3.1 彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件圖圖6.7.2 6.

53、7.2 格構(gòu)柱計(jì)算繞虛軸格構(gòu)柱計(jì)算繞虛軸截面模量時(shí)截面模量時(shí)y y0 0的取值的取值第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件1227AAxox雙肢綴條式柱：雙肢綴條式柱： A A兩個(gè)肢柱的毛截面面積；兩個(gè)肢柱的毛截面面積；A A1 1兩個(gè)斜桿的毛截面面積。兩個(gè)斜桿的毛截面面積。221.1oxExEAN第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件y2y1aNMx112.分肢的穩(wěn)定計(jì)算分肢的穩(wěn)定計(jì)算 構(gòu)件彎距作用平面外的整體穩(wěn)定一般通構(gòu)件彎距作用平面外的整體穩(wěn)定一般通過分肢的穩(wěn)定計(jì)算來保證而不必驗(yàn)算。過分肢的穩(wěn)定計(jì)算來保證而不必驗(yàn)算。 兩分肢的軸心力兩分肢的軸心力2x1NyMNaa（6.31a）1

54、2NNN（6.32b） 將整個(gè)構(gòu)件視為一平行弦桁架，將整個(gè)構(gòu)件視為一平行弦桁架，分肢為分肢為弦桿，弦桿，兩分肢的軸心力則由內(nèi)力平衡得：兩分肢的軸心力則由內(nèi)力平衡得：第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件y2y1aNMx11 綴條式構(gòu)件的分肢按軸心受壓柱計(jì)算綴條式構(gòu)件的分肢按軸心受壓柱計(jì)算分肢計(jì)算長度：分肢計(jì)算長度： 1 1）綴條平面內(nèi)（）綴條平面內(nèi)（1 11 1軸）取綴條體軸）取綴條體系的節(jié)間長度系的節(jié)間長度l loxox= =l l1 1 ； 2 2）綴條平面外，取構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)）綴條平面外，取構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離。不設(shè)支承時(shí)取間的距離。不設(shè)支承時(shí)取l loyoy= =柱子全高。柱子全

55、高。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件 綴板式構(gòu)件的分肢綴板式構(gòu)件的分肢 對綴板柱的分肢計(jì)算時(shí)，除對綴板柱的分肢計(jì)算時(shí)，除N N1 1、N N2 2外，尚應(yīng)考外，尚應(yīng)考慮剪力作用下產(chǎn)生的局部彎矩，按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件慮剪力作用下產(chǎn)生的局部彎矩，按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算。計(jì)算。 在綴板平面內(nèi)，分肢的計(jì)算長度對焊接綴板，計(jì)在綴板平面內(nèi)，分肢的計(jì)算長度對焊接綴板，計(jì)算長度取兩綴板間的單肢凈長。螺栓連接的綴板，則算長度取兩綴板間的單肢凈長。螺栓連接的綴板，則取相鄰兩綴板邊緣螺栓的最近距離。取相鄰兩綴板邊緣螺栓的最近距離。第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件3.3.綴件的設(shè)計(jì)綴件的設(shè)計(jì)和格構(gòu)式軸心

56、受壓構(gòu)件相同。和格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件相同。 當(dāng)剪力較大時(shí)，局部彎矩對綴板柱的不利影當(dāng)剪力較大時(shí)，局部彎矩對綴板柱的不利影響較大，這時(shí)響較大，這時(shí)采用綴條柱更為適宜采用綴條柱更為適宜。剪力取以下兩式的較大者：剪力取以下兩式的較大者：實(shí)際剪力實(shí)際剪力 和和23585yfAfV 第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)屈曲：彎矩作用平面內(nèi)屈曲：fNNWMAN)8 .01 (Ey1yyymyy 由于其受力性能與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同，故其彎矩作用由于其受力性能與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同，故其彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外整體穩(wěn)定計(jì)算均與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件平面內(nèi)和彎矩作用平面外整體穩(wěn)定計(jì)算均與實(shí)腹式壓彎

57、構(gòu)件相同。相同。6.4.3.2 6.4.3.2 彎矩繞實(shí)軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩繞實(shí)軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外屈曲：彎矩作用平面外屈曲：fWMAN1ybytyx 但計(jì)算平面外穩(wěn)定時(shí)，對虛軸的長細(xì)比應(yīng)取換但計(jì)算平面外穩(wěn)定時(shí)，對虛軸的長細(xì)比應(yīng)取換算長細(xì)比來求算長細(xì)比來求 x x ， b b應(yīng)取應(yīng)取1.01.0。 第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件例題：例題：圖示上端自由，下端固定的壓彎構(gòu)件，長度為圖示上端自由，下端固定的壓彎構(gòu)件，長度為5m，作，作用的軸心壓力為用的軸心壓力為500kN，彎矩為，彎矩為Mx，截面由兩個(gè)，截面由兩個(gè)I25a

58、型鋼組型鋼組成，綴條用成，綴條用L505，在側(cè)向構(gòu)件的上下端均為鉸接不動點(diǎn)，在側(cè)向構(gòu)件的上下端均為鉸接不動點(diǎn)，鋼材為鋼材為Q235鋼，要求確定構(gòu)件所能承受的彎矩鋼，要求確定構(gòu)件所能承受的彎矩Mx的設(shè)計(jì)值。的設(shè)計(jì)值。L505xx40011y400y5000AAI25aNM1.對虛軸計(jì)算確定對虛軸計(jì)算確定Mx截面特性：截面特性：2cm975 .482A41cm280 xI4239360cm205 .482802xI20.14cm9739360 xi第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件查表，此獨(dú)立柱繞虛軸的計(jì)算長度系數(shù)查表，此獨(dú)立柱繞虛軸的計(jì)算長度系數(shù) 2 2。65.4914.2050022x

59、xxil綴條面積：綴條面積： A A1 1=2=24.84.89.6cm9.6cm2 2。換算長細(xì)比：換算長細(xì)比：33.526 . 9972765.49272120AAxx第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件按按b b類查附表類查附表845. 0 x301cm19682039360yIWxx懸臂柱懸臂柱 mxmx=1=12232Ex220 x3.14206 1097 101.11.1 52.336540kNEAN 第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件21552. 08 .606540/500847. 011019681011097847. 010500)1 (x3623Exx1xm

60、xxMMNNWMANxx對虛軸的整體穩(wěn)定：對虛軸的整體穩(wěn)定：mkN5 .296xM第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件2.2.對單肢計(jì)算確定對單肢計(jì)算確定M Mx x右肢的軸線壓力最大右肢的軸線壓力最大xx1x1000200500 200400400400400250 2.5MMNNM7 .164 . 2/40cm,40, 4 . 2111xxxli11110.17,500cm,500/10.17 49.1yyyil第六章第六章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件按按a a類查附表類查附表4.14.1919. 0y單肢穩(wěn)定計(jì)算單肢穩(wěn)定計(jì)算fANy/1215105 .48919. 0/10)5