第五章 拉彎和壓彎構(gòu)件ppt課件

1、u第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述u第二節(jié)第二節(jié) 拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度計(jì)算u第三節(jié)第三節(jié) 壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定u第四節(jié)第四節(jié) 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的部分穩(wěn)定實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的部分穩(wěn)定u第五節(jié)第五節(jié) 壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)和構(gòu)造要求u第六節(jié)第六節(jié) 框架梁與柱的銜接和柱的拼接框架梁與柱的銜接和柱的拼接n一、定義一、定義n二、運(yùn)用二、運(yùn)用n三、截面方式三、截面方式n四、拉彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求四、拉彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求n五、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求五、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)要求 l 同時(shí)接受彎矩和軸心拉力或軸心壓力的構(gòu)件稱為拉彎構(gòu)件同時(shí)接受彎矩和軸心拉力或軸心壓力

2、的構(gòu)件稱為拉彎構(gòu)件或壓彎構(gòu)件。壓彎構(gòu)件也稱為梁或壓彎構(gòu)件。壓彎構(gòu)件也稱為梁柱。柱。 l 引起彎矩的緣由：引起彎矩的緣由：l 縱向荷載不經(jīng)過構(gòu)件截面形心的偏心；縱向荷載不經(jīng)過構(gòu)件截面形心的偏心；l 橫向荷載引起；橫向荷載引起；l 構(gòu)件端部的轉(zhuǎn)角約束。構(gòu)件端部的轉(zhuǎn)角約束。l 單層廠房的柱、多層或高層房屋的框架柱、接受不對稱荷載單層廠房的柱、多層或高層房屋的框架柱、接受不對稱荷載的任務(wù)平臺(tái)柱、以及支架柱、塔架、桅桿塔等常是壓彎構(gòu)件；的任務(wù)平臺(tái)柱、以及支架柱、塔架、桅桿塔等常是壓彎構(gòu)件；l 桁架中接受節(jié)間內(nèi)荷載的桿件那么是壓彎或拉彎構(gòu)件。桁架中接受節(jié)間內(nèi)荷載的桿件那么是壓彎或拉彎構(gòu)件。 u當(dāng)彎矩較小和

3、正負(fù)彎矩絕對值大致相等或運(yùn)用上有特殊要當(dāng)彎矩較小和正負(fù)彎矩絕對值大致相等或運(yùn)用上有特殊要求時(shí)，常采用雙軸對稱截面。求時(shí)，常采用雙軸對稱截面。u當(dāng)構(gòu)件的正負(fù)彎矩絕對值相差較大時(shí)，為了節(jié)省鋼材，常當(dāng)構(gòu)件的正負(fù)彎矩絕對值相差較大時(shí)，為了節(jié)省鋼材，常采用單軸對稱截面。采用單軸對稱截面。 u普通只需進(jìn)展強(qiáng)度和剛度計(jì)算。普通只需進(jìn)展強(qiáng)度和剛度計(jì)算。u對以接受彎矩為主的拉彎構(gòu)件，其受力形狀與梁對以接受彎矩為主的拉彎構(gòu)件，其受力形狀與梁相近，當(dāng)截面一側(cè)最外纖維發(fā)生較大的壓應(yīng)力時(shí)，相近，當(dāng)截面一側(cè)最外纖維發(fā)生較大的壓應(yīng)力時(shí)，那么也應(yīng)思索和計(jì)算構(gòu)件的整體穩(wěn)定以及受壓板那么也應(yīng)思索和計(jì)算構(gòu)件的整體穩(wěn)定以及受壓板件或

4、分肢的部分穩(wěn)定。件或分肢的部分穩(wěn)定。1、壓彎構(gòu)件的破壞方式、壓彎構(gòu)件的破壞方式2、設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)要求應(yīng)進(jìn)展強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和部分穩(wěn)定性計(jì)應(yīng)進(jìn)展強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定性和部分穩(wěn)定性計(jì)算算 1強(qiáng)度破壞。強(qiáng)度破壞。 2彎矩作用平面內(nèi)喪失整體穩(wěn)定。當(dāng)彎矩作用平面內(nèi)喪失整體穩(wěn)定。當(dāng)NNux時(shí)，構(gòu)件內(nèi)、時(shí)，構(gòu)件內(nèi)、外力矩的平衡是穩(wěn)定的。當(dāng)外力矩的平衡是穩(wěn)定的。當(dāng)N到達(dá)到達(dá)Nux后，在減小荷載情況后，在減小荷載情況下下v仍不斷增大，截面內(nèi)力矩已不能與外力矩堅(jiān)持穩(wěn)定的平仍不斷增大，截面內(nèi)力矩已不能與外力矩堅(jiān)持穩(wěn)定的平衡。稱這種景象為壓彎構(gòu)件喪失彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)衡。稱這種景象為壓彎構(gòu)件喪失彎矩作用平面

5、內(nèi)的整體穩(wěn)定，它屬于彎曲失穩(wěn)屈曲。定，它屬于彎曲失穩(wěn)屈曲。 3彎矩作用平面外喪失整體穩(wěn)定。當(dāng)荷載達(dá)某一值彎矩作用平面外喪失整體穩(wěn)定。當(dāng)荷載達(dá)某一值Nuy ，構(gòu)件將忽然發(fā)生彎矩作用平面外的彎曲變形，并伴隨繞縱構(gòu)件將忽然發(fā)生彎矩作用平面外的彎曲變形，并伴隨繞縱向剪切中心軸的改動(dòng)，而發(fā)生破壞。稱這種景象為壓彎構(gòu)向剪切中心軸的改動(dòng)，而發(fā)生破壞。稱這種景象為壓彎構(gòu)件喪失彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定，它屬于彎扭失穩(wěn)屈件喪失彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定，它屬于彎扭失穩(wěn)屈曲。曲。 4部分失穩(wěn)屈曲，將導(dǎo)致壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力部分失穩(wěn)屈曲，將導(dǎo)致壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定承載力降低。降低。n 一、強(qiáng)度計(jì)算一、強(qiáng)度計(jì)算n 1、強(qiáng)度

6、極限形狀、強(qiáng)度極限形狀n 2、強(qiáng)度極限承載力計(jì)算、強(qiáng)度極限承載力計(jì)算n 二、拉彎和壓彎構(gòu)件的剛度計(jì)算二、拉彎和壓彎構(gòu)件的剛度計(jì)算 n 1、強(qiáng)度極限形狀、強(qiáng)度極限形狀 拉彎和壓彎構(gòu)件的受力最不利截面最大彎矩截面或有嚴(yán)拉彎和壓彎構(gòu)件的受力最不利截面最大彎矩截面或有嚴(yán)重減弱的截面出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，即到達(dá)構(gòu)件的強(qiáng)度極限形重減弱的截面出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，即到達(dá)構(gòu)件的強(qiáng)度極限形狀。狀。 2、強(qiáng)度極限承載力計(jì)算、強(qiáng)度極限承載力計(jì)算 根據(jù)內(nèi)外力平衡條件，求得在強(qiáng)度極限形狀時(shí)根據(jù)內(nèi)外力平衡條件，求得在強(qiáng)度極限形狀時(shí)N與與M的相關(guān)的相關(guān)關(guān)系式。各種截面的拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度相關(guān)曲線均為關(guān)系式。各種截面的拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度

7、相關(guān)曲線均為凸曲線，其變化范圍較大。凸曲線，其變化范圍較大。 為了簡化計(jì)算，且可與軸心受力構(gòu)件和梁的計(jì)算公式銜接，為了簡化計(jì)算，且可與軸心受力構(gòu)件和梁的計(jì)算公式銜接，設(shè)計(jì)規(guī)范偏于平安地采用相關(guān)曲線中的直線作為計(jì)算根據(jù)，設(shè)計(jì)規(guī)范偏于平安地采用相關(guān)曲線中的直線作為計(jì)算根據(jù)，其表達(dá)式為：其表達(dá)式為： l 思索構(gòu)件因構(gòu)成塑性鉸而變形過大，以及截面上剪應(yīng)力等的思索構(gòu)件因構(gòu)成塑性鉸而變形過大，以及截面上剪應(yīng)力等的不利影響，設(shè)計(jì)時(shí)用不利影響，設(shè)計(jì)時(shí)用x取代式中的形常數(shù)取代式中的形常數(shù)F 。引入抗力分。引入抗力分項(xiàng)系數(shù)后，接受單向和雙向彎矩時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算公式為項(xiàng)系數(shù)后，接受單向和雙向彎矩時(shí)的強(qiáng)度計(jì)算公式為:l

8、需求計(jì)算疲勞的構(gòu)件，取需求計(jì)算疲勞的構(gòu)件，取x =Y=1.0。受壓翼緣的外伸寬度。受壓翼緣的外伸寬度 b1與其厚度與其厚度t之比之比 時(shí)，取時(shí)，取x=1.0。格構(gòu)。格構(gòu)式構(gòu)件繞虛軸式構(gòu)件繞虛軸x軸彎曲時(shí)，僅思索邊緣纖維屈服，取軸彎曲時(shí)，僅思索邊緣纖維屈服，取x=1.0。 n一、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定一、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定n二、格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算二、格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算n三、壓彎構(gòu)件的計(jì)算長度三、壓彎構(gòu)件的計(jì)算長度 n 一實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算一實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算n 1、邊緣纖維屈服準(zhǔn)那么、邊緣纖維屈服準(zhǔn)那么n 2、設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于實(shí)腹式壓彎

9、構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)、設(shè)計(jì)規(guī)范關(guān)于實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式定的計(jì)算公式 n 二實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算二實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算n 三實(shí)腹式雙向壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算三實(shí)腹式雙向壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算 穩(wěn)定實(shí)際分析可得最大彎矩穩(wěn)定實(shí)際分析可得最大彎矩Mmax可表示為可表示為 : Mx是把構(gòu)件看作簡支梁時(shí)由荷載產(chǎn)生的跨中最大彎矩，稱為是把構(gòu)件看作簡支梁時(shí)由荷載產(chǎn)生的跨中最大彎矩，稱為一階彎矩；一階彎矩；Nm為軸心壓力引起的附加彎矩，稱為二階彎矩。為軸心壓力引起的附加彎矩，稱為二階彎矩。mx稱為等效彎矩系數(shù)，隨荷載而異。思索構(gòu)件的缺陷后，稱為等

10、效彎矩系數(shù)，隨荷載而異。思索構(gòu)件的缺陷后，構(gòu)件邊緣纖維屈服條件為構(gòu)件邊緣纖維屈服條件為: e0是思索構(gòu)件缺陷的等效偏心距。當(dāng)是思索構(gòu)件缺陷的等效偏心距。當(dāng)M=0時(shí)，壓彎構(gòu)件轉(zhuǎn)化時(shí)，壓彎構(gòu)件轉(zhuǎn)化為帶有缺陷為帶有缺陷e0的軸心受壓構(gòu)件，其承載力為的軸心受壓構(gòu)件，其承載力為N=Nx=Afyx= NPx。求出。求出e0 ，導(dǎo)出的相關(guān)公式為，導(dǎo)出的相關(guān)公式為: ymfNeNWxNeMAN)/1 (0l 思索塑性性能、初始缺陷和剩余應(yīng)力，利用數(shù)值計(jì)算方法思索塑性性能、初始缺陷和剩余應(yīng)力，利用數(shù)值計(jì)算方法來求極限荷載來求極限荷載Nux。把求出的。把求出的Nux與用邊緣纖維屈服準(zhǔn)那么與用邊緣纖維屈服準(zhǔn)那么導(dǎo)出

11、的相關(guān)公式中的導(dǎo)出的相關(guān)公式中的N進(jìn)展對比，對相關(guān)公式進(jìn)展修整作為進(jìn)展對比，對相關(guān)公式進(jìn)展修整作為適用計(jì)算公式：適用計(jì)算公式： l 對于單軸對稱截面的壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用于對稱軸平面對于單軸對稱截面的壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用于對稱軸平面且使較大翼緣受壓時(shí)，構(gòu)件還能夠在受拉區(qū)首先出現(xiàn)屈服且使較大翼緣受壓時(shí)，構(gòu)件還能夠在受拉區(qū)首先出現(xiàn)屈服而導(dǎo)致構(gòu)件失去承載才干，由受拉側(cè)應(yīng)力而導(dǎo)致構(gòu)件失去承載才干，由受拉側(cè)應(yīng)力fy，因此還應(yīng)，因此還應(yīng)按下式計(jì)算：按下式計(jì)算： l 壓彎構(gòu)件應(yīng)分別計(jì)算構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性。壓彎構(gòu)件應(yīng)分別計(jì)算構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性。根據(jù)穩(wěn)定實(shí)際，建立構(gòu)件在微彎扭

12、形狀下的三個(gè)平衡微分方程，根據(jù)穩(wěn)定實(shí)際，建立構(gòu)件在微彎扭形狀下的三個(gè)平衡微分方程，解方程，引入邊境條件，可求得理想構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎解方程，引入邊境條件，可求得理想構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外喪失穩(wěn)定的臨界條件為矩作用平面外喪失穩(wěn)定的臨界條件為:l 取取 和和l 并思索實(shí)踐荷載情況引入等效彎矩系數(shù)并思索實(shí)踐荷載情況引入等效彎矩系數(shù)tx和和R后，即得設(shè)計(jì)后，即得設(shè)計(jì)規(guī)范中關(guān)于壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的穩(wěn)定性計(jì)算公式：規(guī)范中關(guān)于壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的穩(wěn)定性計(jì)算公式： l 其穩(wěn)定性按以下兩公式計(jì)算：其穩(wěn)定性按以下兩公式計(jì)算：l -上式是單向壓彎構(gòu)件穩(wěn)定計(jì)算公式的推行和組合，是適上式是單向壓

13、彎構(gòu)件穩(wěn)定計(jì)算公式的推行和組合，是適用的閱歷公式。實(shí)際計(jì)算和實(shí)驗(yàn)資料證明上述公式是可行用的閱歷公式。實(shí)際計(jì)算和實(shí)驗(yàn)資料證明上述公式是可行的。的。 1、彎矩繞實(shí)軸、彎矩繞實(shí)軸y軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件2、彎矩繞虛軸、彎矩繞虛軸x軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件3、雙向受彎的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件、雙向受彎的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件4、綴材計(jì)算、綴材計(jì)算 1、彎矩繞實(shí)軸、彎矩繞實(shí)軸y軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件其彎矩作用平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性計(jì)算方法與實(shí)其彎矩作用平面內(nèi)和平面外的穩(wěn)定性計(jì)算方法與實(shí)腹式構(gòu)件的一樣。腹式構(gòu)件的一樣。但在計(jì)算平面外的穩(wěn)定性時(shí)，關(guān)于虛軸應(yīng)取換

14、算長但在計(jì)算平面外的穩(wěn)定性時(shí)，關(guān)于虛軸應(yīng)取換算長細(xì)比來確定細(xì)比來確定x值，穩(wěn)定系數(shù)值，穩(wěn)定系數(shù)b應(yīng)取應(yīng)取1.0。2、彎矩繞虛軸、彎矩繞虛軸x軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件 規(guī)范以思索初始缺陷的邊緣纖維屈服準(zhǔn)那么作為計(jì)規(guī)范以思索初始缺陷的邊緣纖維屈服準(zhǔn)那么作為計(jì)算根據(jù)，彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式為算根據(jù)，彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式為: l 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件兩分肢受力不等，需對分肢進(jìn)展穩(wěn)定性計(jì)格構(gòu)式壓彎構(gòu)件兩分肢受力不等，需對分肢進(jìn)展穩(wěn)定性計(jì)算算:把分肢視作桁架的弦桿來計(jì)算每個(gè)分肢的軸心力圖示把分肢視作桁架的弦桿來計(jì)算每個(gè)分肢的軸心力圖示,分肢分肢1： N1=Ny2+Mx/

15、 C 分肢分肢2： N2= N - N1 l 綴條式壓彎構(gòu)件綴條式壓彎構(gòu)件l 綴板式壓彎構(gòu)件綴板式壓彎構(gòu)件 l 把分肢視作桁架的弦把分肢視作桁架的弦桿來計(jì)算每個(gè)分肢的桿來計(jì)算每個(gè)分肢的軸心力圖示軸心力圖示,l 分肢分肢1：l N1=Ny2+Mx/ C l 分肢分肢2：l N2= N - N1 l 綴條式壓彎構(gòu)件的單肢按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算綴條式壓彎構(gòu)件的單肢按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算,l 單肢的計(jì)算長度單肢的計(jì)算長度:l 在綴材平面內(nèi)取綴條體系的節(jié)間長度，在綴材平面內(nèi)取綴條體系的節(jié)間長度，l 在綴材平面外那么取側(cè)向支承點(diǎn)之間的間隔。在綴材平面外那么取側(cè)向支承點(diǎn)之間的間隔。l 綴板式壓彎構(gòu)件的單肢除接受軸心

16、力綴板式壓彎構(gòu)件的單肢除接受軸心力N1或或N2作用外，還作用外，還接受由剪力引起的部分彎矩，剪力取實(shí)踐剪力和按式接受由剪力引起的部分彎矩，剪力取實(shí)踐剪力和按式(4-56)求出的剪力二者中的較大值。單肢按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件求出的剪力二者中的較大值。單肢按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算。計(jì)算。l 只需受壓較大分肢在其兩個(gè)主軸方向的穩(wěn)定性得到滿足，只需受壓較大分肢在其兩個(gè)主軸方向的穩(wěn)定性得到滿足，整個(gè)構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性也得到保證，就整個(gè)構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性也得到保證，就不用再計(jì)算整個(gè)構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性。不用再計(jì)算整個(gè)構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性。l 注：注：l 彎矩作用在兩個(gè)主平

17、面內(nèi)的雙肢格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩作用在兩個(gè)主平面內(nèi)的雙肢格構(gòu)式壓彎構(gòu)件以下圖，以下圖，l 其穩(wěn)定性按以下規(guī)定計(jì)算：其穩(wěn)定性按以下規(guī)定計(jì)算：l 1整體穩(wěn)定計(jì)算整體穩(wěn)定計(jì)算l 2分肢的穩(wěn)定計(jì)算分肢的穩(wěn)定計(jì)算l 采用與邊緣屈服準(zhǔn)那么導(dǎo)出的彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式采用與邊緣屈服準(zhǔn)那么導(dǎo)出的彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件平面內(nèi)整體穩(wěn)定計(jì)算式相銜接的直線式進(jìn)展計(jì)算：壓彎構(gòu)件平面內(nèi)整體穩(wěn)定計(jì)算式相銜接的直線式進(jìn)展計(jì)算：l 分肢按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算，將分肢作為桁架弦桿計(jì)算其分肢按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算，將分肢作為桁架弦桿計(jì)算其在軸力和彎矩共同作用下產(chǎn)生的內(nèi)力在軸力和彎矩共同作用下產(chǎn)生的內(nèi)力:l 分肢分肢l:l 分肢分肢

18、2: N2N-N1 My2= My- My1 l 上式適用于當(dāng)上式適用于當(dāng)My作用在構(gòu)件的主平面時(shí)的情形作用在構(gòu)件的主平面時(shí)的情形u格構(gòu)式壓彎構(gòu)件綴材的計(jì)算方法與格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一格構(gòu)式壓彎構(gòu)件綴材的計(jì)算方法與格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一樣，但剪力取構(gòu)件的實(shí)踐剪力和按式：樣，但剪力取構(gòu)件的實(shí)踐剪力和按式：u 計(jì)算得到的剪力中的較大值。計(jì)算得到的剪力中的較大值。n 一單根壓彎構(gòu)件的計(jì)算長度一單根壓彎構(gòu)件的計(jì)算長度計(jì)算長度系數(shù)與軸心受力構(gòu)件一樣，由表查得。計(jì)算長度系數(shù)與軸心受力構(gòu)件一樣，由表查得。 n 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n 1、等截面框架柱、等截面框架柱n 2、

19、廠房階形柱的計(jì)算長度、廠房階形柱的計(jì)算長度 n 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 1采用一階彈性分析方法計(jì)算內(nèi)力時(shí)采用一階彈性分析方法計(jì)算內(nèi)力時(shí) 根據(jù)框架有無側(cè)移、柱底支承情況以及梁對柱的約束程度、根據(jù)框架有無側(cè)移、柱底支承情況以及梁對柱的約束程度、相交于柱上端的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值、相交于柱上端的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值、相交于柱下端的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值，相交于柱下端的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值，查相應(yīng)表格確定計(jì)算長度系數(shù)查相應(yīng)表格確定計(jì)算長度系數(shù)。值也可用近似公式計(jì)算。值也可用近似公式計(jì)算。 2采用二階彈性分析方法

20、計(jì)算內(nèi)力時(shí)采用二階彈性分析方法計(jì)算內(nèi)力時(shí)在每層柱頂附加思索公式在每層柱頂附加思索公式6-1的假想程度力的假想程度力Hni時(shí)，框時(shí)，框架柱的計(jì)算長度系數(shù)架柱的計(jì)算長度系數(shù)=1.0。當(dāng)框架有搖擺柱時(shí)，無支撐純框架柱和弱支撐框架柱的計(jì)當(dāng)框架有搖擺柱時(shí)，無支撐純框架柱和弱支撐框架柱的計(jì)算長度系數(shù)應(yīng)乘以增大系數(shù)算長度系數(shù)應(yīng)乘以增大系數(shù)。 l 當(dāng)廠房柱接受吊車荷載作當(dāng)廠房柱接受吊車荷載作用時(shí)，從經(jīng)濟(jì)角度思索，用時(shí)，從經(jīng)濟(jì)角度思索，常采用階形柱。常采用階形柱。階形柱的計(jì)算長度是分段階形柱的計(jì)算長度是分段確定的。計(jì)算長度系數(shù)確定的。計(jì)算長度系數(shù)根據(jù)根據(jù)l 柱的上端與橫梁的銜接方柱的上端與橫梁的銜接方式、柱上下

21、段的線剛度之式、柱上下段的線剛度之比查相應(yīng)表格確定比查相應(yīng)表格確定 l 當(dāng)框架柱在框架平面外失穩(wěn)時(shí)，可假定側(cè)向支承點(diǎn)柱頂、當(dāng)框架柱在框架平面外失穩(wěn)時(shí)，可假定側(cè)向支承點(diǎn)柱頂、柱底、柱間支撐、吊車梁等是其變形曲線的反彎點(diǎn)。在柱底、柱間支撐、吊車梁等是其變形曲線的反彎點(diǎn)。在普通情況，框架柱在柱腳及支承點(diǎn)處的側(cè)向約束均較弱，普通情況，框架柱在柱腳及支承點(diǎn)處的側(cè)向約束均較弱，故均應(yīng)假定為鉸接。故均應(yīng)假定為鉸接。l 因此，在框架平面外的計(jì)算長度等于側(cè)向支承點(diǎn)之間的間因此，在框架平面外的計(jì)算長度等于側(cè)向支承點(diǎn)之間的間隔。假設(shè)無側(cè)向支承時(shí)，那么為柱的全長。隔。假設(shè)無側(cè)向支承時(shí)，那么為柱的全長。l 實(shí)腹式壓彎構(gòu)

22、件的板件能夠處于法向應(yīng)力實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的板件能夠處于法向應(yīng)力或或與與共同作共同作用的受力形狀，當(dāng)應(yīng)力到達(dá)一定值時(shí)，板件能夠發(fā)生失穩(wěn)用的受力形狀，當(dāng)應(yīng)力到達(dá)一定值時(shí)，板件能夠發(fā)生失穩(wěn)(屈曲屈曲)，對構(gòu)件來講稱為部分失穩(wěn)，對構(gòu)件來講稱為部分失穩(wěn)(屈曲屈曲)，也稱構(gòu)件喪失，也稱構(gòu)件喪失部分穩(wěn)定性。部分穩(wěn)定性。l 壓彎構(gòu)件的部分穩(wěn)定性常采用限制板件寬高厚比的方壓彎構(gòu)件的部分穩(wěn)定性常采用限制板件寬高厚比的方法來保證。法來保證。l 一、壓彎構(gòu)件受壓翼緣板的穩(wěn)定計(jì)算一、壓彎構(gòu)件受壓翼緣板的穩(wěn)定計(jì)算l 二、壓彎構(gòu)件腹板的穩(wěn)定計(jì)算二、壓彎構(gòu)件腹板的穩(wěn)定計(jì)算l 受力情況與相應(yīng)梁的受壓翼緣板根本一樣，通常受力情況與

23、相應(yīng)梁的受壓翼緣板根本一樣，通?？蛇_(dá)可達(dá)fy，所需的寬厚比限值可直接采用有關(guān)梁中的規(guī)定。所需的寬厚比限值可直接采用有關(guān)梁中的規(guī)定。l 1、工字形截面、工字形截面l 翼緣板自在外伸寬度翼緣板自在外伸寬度b1與其厚度與其厚度t之比應(yīng)符合之比應(yīng)符合: l x =1.0 l x =1.05 l 2、箱形截面、箱形截面l 受壓翼緣板在兩腹板間的寬度受壓翼緣板在兩腹板間的寬度b0與其厚度與其厚度t之比應(yīng)符合之比應(yīng)符合: 1、工字形截面的腹板、工字形截面的腹板 腹板接受不均勻法向應(yīng)力腹板接受不均勻法向應(yīng)力和剪應(yīng)力結(jié)協(xié)作用，其臨界壓和剪應(yīng)力結(jié)協(xié)作用，其臨界壓應(yīng)力可表達(dá)為應(yīng)力可表達(dá)為: 彈性階段彈性階段: 塑性

24、階段塑性階段:u規(guī)范中對工字形截面壓彎構(gòu)件腹板的高厚比限值規(guī)定為：規(guī)范中對工字形截面壓彎構(gòu)件腹板的高厚比限值規(guī)定為：u當(dāng)當(dāng)001.6時(shí)時(shí):u當(dāng)當(dāng)1.602.0時(shí)時(shí):u式中式中-構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細(xì)比，構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細(xì)比，當(dāng)當(dāng)100時(shí)，取時(shí)，取=100。 l 箱形截面腹板邊緣的嵌固程度比工字形截面弱，且兩塊腹箱形截面腹板邊緣的嵌固程度比工字形截面弱，且兩塊腹板的受力情況也能夠有差別，腹板的板的受力情況也能夠有差別，腹板的h0/tw不應(yīng)超越公式不應(yīng)超越公式右側(cè)乘以右側(cè)乘以0.8后的值，當(dāng)此值小于后的值，當(dāng)此值小于 時(shí)，應(yīng)采用時(shí)，應(yīng)采用 當(dāng)腹板高厚比不能滿足要求時(shí)，可：當(dāng)腹板高厚比不

25、能滿足要求時(shí)，可：加大腹板厚度，使其滿足要求。但此法當(dāng)加大腹板厚度，使其滿足要求。但此法當(dāng)h0較大時(shí)，能夠較大時(shí)，能夠?qū)е露噘M(fèi)鋼材。導(dǎo)致多費(fèi)鋼材。在腹板兩側(cè)設(shè)置縱向加勁肋，使加勁肋與翼緣間腹板高厚在腹板兩側(cè)設(shè)置縱向加勁肋，使加勁肋與翼緣間腹板高厚比滿足上述要求。此法將導(dǎo)致制造任務(wù)量添加。每側(cè)加勁肋比滿足上述要求。此法將導(dǎo)致制造任務(wù)量添加。每側(cè)加勁肋的外伸寬度不應(yīng)小于的外伸寬度不應(yīng)小于10tw，厚度不應(yīng)小于，厚度不應(yīng)小于0.75tw。在計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)，利用腹板屈曲后強(qiáng)度的概在計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度和穩(wěn)定性時(shí)，利用腹板屈曲后強(qiáng)度的概念，對腹板僅思索其計(jì)算高度兩側(cè)各念，對腹板僅思索其計(jì)算高度兩側(cè)各

26、20tw的寬度范圍為有效的寬度范圍為有效截面，不計(jì)腹板的中間部分。但在計(jì)算構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，截面，不計(jì)腹板的中間部分。但在計(jì)算構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)時(shí)，仍采用全部截面。此法當(dāng)仍采用全部截面。此法當(dāng)h0較大時(shí)，比較經(jīng)濟(jì)。較大時(shí)，比較經(jīng)濟(jì)。 規(guī)范對規(guī)范對T形截面壓彎構(gòu)件的腹板高厚比規(guī)定形截面壓彎構(gòu)件的腹板高厚比規(guī)定為：為： 當(dāng)當(dāng)01.0 時(shí)時(shí): 當(dāng)當(dāng)0 1.0 時(shí)時(shí):n一、設(shè)計(jì)要求一、設(shè)計(jì)要求n二、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)二、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)n三、格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)三、格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì) n 1截面選擇截面選擇 對于高度較大的廠房框架和獨(dú)立柱，多用格構(gòu)式。對于高度較大的廠房框架和獨(dú)立柱

27、，多用格構(gòu)式。彎矩較小或正負(fù)彎矩的絕對值相差較小時(shí)，常用雙軸對稱彎矩較小或正負(fù)彎矩的絕對值相差較小時(shí)，常用雙軸對稱截面。截面。正負(fù)彎矩絕對值相差較大時(shí)，常用單軸對稱截面。正負(fù)彎矩絕對值相差較大時(shí)，常用單軸對稱截面。 n 2設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)要求 應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和部分穩(wěn)定要求。格構(gòu)式壓應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和部分穩(wěn)定要求。格構(gòu)式壓彎構(gòu)件接受的彎矩繞虛軸作用時(shí)，還應(yīng)滿足單肢穩(wěn)定要求。彎構(gòu)件接受的彎矩繞虛軸作用時(shí)，還應(yīng)滿足單肢穩(wěn)定要求。截面輪廓尺寸盡量大而板厚較小，以獲得較大的慣性矩；截面輪廓尺寸盡量大而板厚較小，以獲得較大的慣性矩；盡量使彎矩作用平面內(nèi)和外的穩(wěn)定承載力接近。構(gòu)造簡單，盡量

28、使彎矩作用平面內(nèi)和外的穩(wěn)定承載力接近。構(gòu)造簡單，制造方便、銜接簡單。制造方便、銜接簡單。先根據(jù)構(gòu)造要求或設(shè)計(jì)閱歷，初選截面，再進(jìn)展各項(xiàng)驗(yàn)算。先根據(jù)構(gòu)造要求或設(shè)計(jì)閱歷，初選截面，再進(jìn)展各項(xiàng)驗(yàn)算。依驗(yàn)算結(jié)果調(diào)整截面尺寸，直至稱心為止。依驗(yàn)算結(jié)果調(diào)整截面尺寸，直至稱心為止。 l 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件截面設(shè)計(jì)可按以下步驟進(jìn)展：實(shí)腹式壓彎構(gòu)件截面設(shè)計(jì)可按以下步驟進(jìn)展：l 1.確定構(gòu)件接受的內(nèi)力設(shè)計(jì)值確定構(gòu)件接受的內(nèi)力設(shè)計(jì)值l 2.選擇截面型式選擇截面型式l 3.選擇鋼材及確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值選擇鋼材及確定鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值l 4.確定彎矩作用平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長度確定彎矩作用平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長度l 5.根據(jù)閱

29、歷或已有資料初選截面尺寸、根據(jù)閱歷或已有資料初選截面尺寸、l 6.對初選截面進(jìn)展驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和部分穩(wěn)定對初選截面進(jìn)展驗(yàn)算強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和部分穩(wěn)定驗(yàn)算驗(yàn)算l 不滿足要求時(shí)，作適當(dāng)修正，直到全部滿足要求不滿足要求時(shí)，作適當(dāng)修正，直到全部滿足要求 l 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件大多用于單向壓彎，且彎矩繞截面的虛軸格構(gòu)式壓彎構(gòu)件大多用于單向壓彎，且彎矩繞截面的虛軸作用時(shí)的情況。普通采用綴條柱，其截面設(shè)計(jì)步驟如下：作用時(shí)的情況。普通采用綴條柱，其截面設(shè)計(jì)步驟如下：l 1.按構(gòu)造要求或憑閱歷初選兩分肢軸線間間隔或兩肢反面間按構(gòu)造要求或憑閱歷初選兩分肢軸線間間隔或兩肢反面間的間隔的間隔bl 2. 求兩

30、分肢所受軸力求兩分肢所受軸力N1和和N2,按軸心受壓構(gòu)件確定兩分肢按軸心受壓構(gòu)件確定兩分肢截面尺寸截面尺寸l 3. 綴條截面設(shè)計(jì)和綴條與分肢的銜接設(shè)計(jì)綴條截面設(shè)計(jì)和綴條與分肢的銜接設(shè)計(jì)l 4. 對整體格構(gòu)式構(gòu)件進(jìn)展各項(xiàng)驗(yàn)算對整體格構(gòu)式構(gòu)件進(jìn)展各項(xiàng)驗(yàn)算l 不滿足要求時(shí)，作適當(dāng)修正，直到全部滿足要求不滿足要求時(shí)，作適當(dāng)修正，直到全部滿足要求 n一、框架梁與柱的銜接一、框架梁與柱的銜接n二、框架柱的拼接二、框架柱的拼接u設(shè)計(jì)原那么設(shè)計(jì)原那么:平安可靠、傳力道路明確簡捷、構(gòu)造簡單、便于制造和安平安可靠、傳力道路明確簡捷、構(gòu)造簡單、便于制造和安裝裝u梁與柱的銜接普通分成三類：梁與柱的銜接普通分成三類：u1、 柔性銜接也稱簡支銜接柔性銜接也稱簡支銜接u2、剛性銜接、剛性銜接u3、半剛性銜接、半剛性銜接 n 有梁支承于柱頂和支承于柱側(cè)兩種銜接方式有梁支承于柱頂和支承于柱側(cè)兩種銜接方式n 1梁支承于柱頂梁支承于柱頂a.平緣支座梁平緣支座梁 梁端支承加勁肋應(yīng)與柱翼緣對正，梁的反力梁端支承加勁肋應(yīng)與柱翼緣對正，梁的反力由梁端支承加勁肋直接傳給柱翼緣。構(gòu)造簡單，傳力明確，由梁端支承加勁肋直接傳給柱翼緣。構(gòu)造簡單，傳力明確，對制造和安裝要求都不高，但當(dāng)兩相鄰梁的反力不等時(shí)，柱對制造和安裝要求都不高，但當(dāng)兩相鄰梁的反力不等時(shí)，柱為偏心受壓。為偏心受壓。b.突緣支座梁突緣支座梁 梁的反力經(jīng)過突緣支座傳給柱