拉彎和壓彎構(gòu)件的強度與穩(wěn)定計算

1、拉彎和壓彎構(gòu)件的強度與穩(wěn)定計算1拉彎和壓彎構(gòu)件的強度計算考慮部分截面發(fā)展塑性，規(guī)范規(guī)定的拉彎和壓彎構(gòu)件的強度計算式（6-1）承受雙向彎矩的拉彎或壓彎構(gòu)件，規(guī)范采用了與式（6-1）相銜接的線性公式（6-2）式中：凈截面面積；、對x軸和y軸的凈截面模量；、截面塑性發(fā)展系數(shù)。 當(dāng)壓彎構(gòu)件受壓翼緣的外伸寬度與其厚度之比，但不超過時，應(yīng)取1.0。對需要計算疲勞的拉彎和壓彎構(gòu)件，宜取1.0，即不考慮截面塑性發(fā)展，按彈性應(yīng)力狀態(tài)計算。2實腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計算目前確定壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)極限承載力的方法很多，可分為兩大類，一類是邊緣屈服準(zhǔn)則的計算方法，一類是精度較高的數(shù)值計算方法。按邊緣屈

2、服準(zhǔn)則推導(dǎo)的相關(guān)公式（6-4）式中：在彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。邊緣纖維屈服準(zhǔn)則認為當(dāng)構(gòu)件截面最大受壓纖維剛剛屈服時構(gòu)件即失去承載能力而發(fā)生破壞，更適用于格構(gòu)式構(gòu)件。實腹式壓彎構(gòu)件當(dāng)受壓最大邊緣剛開始屈服時尚有較大的強度儲備，即容許截面塑性深入。因此若要反映構(gòu)件的實際受力情況，宜采用最大強度準(zhǔn)則，即以具有各種初始缺陷的構(gòu)件為計算模型，求解其極限承載力。彎矩沿桿長均勻分布的兩端鉸支壓彎構(gòu)件，規(guī)范采用數(shù)值計算方法，考慮構(gòu)件存在l/1000的初彎曲和實測的殘余應(yīng)力分布，算出了近200條壓彎構(gòu)件極限承載力曲線。然后規(guī)范借用了彈性壓彎構(gòu)件邊緣纖維屈服時計算公式的形式，經(jīng)過數(shù)值運算，得出比

3、較符合實際又能滿足工程精度要求的實用相關(guān)公式（6-5）式中：截面塑性模量。彎矩沿桿長為非均勻分布的兩端鉸支壓彎構(gòu)件，構(gòu)件的實際承載能力將比由上式算得的值高。為了應(yīng)用于其他荷載作用時的壓彎構(gòu)件，可用等效彎矩 （為最大彎矩）代替公式中的來考慮這種有利因素。另外，考慮部分塑性深入截面，采用，并引入抗力分項系數(shù)，即得到規(guī)范所采用的實腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計算式（6-6）式中：N所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的軸向壓力設(shè)計值；所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎矩設(shè)計值；彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；彎矩作用平面內(nèi)的對受壓最大纖維的毛截面模量；參數(shù)，；等效彎矩系數(shù)，規(guī)范按下列情況取值：（1）框架柱和兩端支

4、承的構(gòu)件：無橫向荷載作用時：0.650.35/，和為端彎矩，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率（無反彎點）時取同號，使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（有反彎點時）取異號，；有端彎矩和橫向荷載同時作用時：使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，1.0；使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時，0.85；無端彎矩但有橫向荷載作用時：1.0。（2）懸臂構(gòu)件和分析內(nèi)力未考慮二階效應(yīng)的無支撐純框架和弱支撐框架柱，1.0。對于T形截面等單軸對稱壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用于對稱軸平面且使較大翼緣受壓時，構(gòu)件失穩(wěn)時除存在受壓區(qū)屈服和受壓、受拉區(qū)同時屈服兩種情況外，還可能在受拉區(qū)首先出現(xiàn)屈服而導(dǎo)致構(gòu)件失去承載能力，故除了按式（6-6）計算外，還應(yīng)按下式計算（6-7）式中：受拉側(cè)最外纖

5、維的毛截面模量。3實腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計算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彎剛度通常較小，當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支承以阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時，構(gòu)件可能因彎扭屈曲而破壞。規(guī)范規(guī)定的壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外穩(wěn)定計算的相關(guān)公式為（6-8）式中：所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)（構(gòu)件側(cè)向支承點間）的最大彎矩；截面影響系數(shù)，閉口截面0.7，其他截面1.0；彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)；均勻彎曲受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，采用近似計算公式，閉口截面；等效彎矩系數(shù)，規(guī)范按下列情況取值：（1）在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)兩相鄰支承點間構(gòu)件段內(nèi)的荷載和內(nèi)力情況確定：

6、無橫向荷載作用時：0.650.35/，和為端彎矩，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率（無反彎點）時取同號，使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（有反彎點時）取異號，；有端彎矩和橫向荷載同時作用時：使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，1.0；使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時，0.85；無端彎矩但有橫向荷載作用時：1.0。（2）彎矩作用平面外為懸臂的構(gòu)件：1.0。4壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定為保證壓彎構(gòu)件中板件的局部穩(wěn)定，規(guī)范采取了同軸心受壓構(gòu)件相同的方法，限制翼緣和腹板的寬厚比及高厚比。（1）翼緣的寬厚比壓彎構(gòu)件的受壓翼緣板，其應(yīng)力情況與受彎構(gòu)件的受壓翼緣基本相同，因此其外伸寬度與厚度之比以及箱形截面翼緣在腹板之間的寬厚比均與受彎構(gòu)件的寬厚比限值相同。（2）腹板

7、的寬厚比1）工字形截面的腹板腹板高厚比/與應(yīng)力梯度之間的關(guān)系可近似地用直線式表示：當(dāng)01.6時（6-11a）當(dāng)1.62.0時（6-11b） 式中：腹板計算高度邊緣的最大壓應(yīng)力，計算時不考慮構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)和截面塑性發(fā)展系數(shù)；腹板計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；構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細比，當(dāng)時，取，當(dāng)時，取。當(dāng)0時，式（6-11）與軸心受壓構(gòu)件腹板高厚比的要求相一致，當(dāng)2時，式（6-11）與受彎構(gòu)件中考慮了彎矩和剪力聯(lián)合作用的腹板高厚比的要求相一致。2）T形截面的腹板 當(dāng)（彎矩較?。r，T形截面腹板中壓應(yīng)力分布不均的有利影響不大，其寬厚比限值采用與翼緣板相同；當(dāng)1.0（彎矩較大）時，此有利影響較大，故提高20。a.彎矩使腹板自由邊受壓當(dāng)時（6-12a）當(dāng)時（6-12b）b.彎矩使腹板自由邊受拉 熱軋剖分T形鋼（6-13a）焊接T形鋼（6-13b）3）箱形截面的腹板 考慮兩腹板受力可能不一致，且通常翼緣與腹板的連接采用單側(cè)角焊縫，因此翼緣與腹板的約束也不如工字形截面，因而箱形截面的寬厚比限值取為工字形截面腹板的0.8倍，即 當(dāng)01.6時（6-14a）當(dāng)1.62.0時（6-14b）當(dāng)式（6- 14）右側(cè)計算值小于，取。4）圓管截面一般圓管截面構(gòu)件的彎矩不大，故其直徑與厚度之比的限值與