7-4實腹式構(gòu)件在彎矩平面外的穩(wěn)定鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計時ppt課件

1、鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計NNM2FNFNN2MNeNN1MNNN1MeN壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件 拉彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計壓彎構(gòu)件運用比較廣泛，例如，有橫向節(jié)間荷載作用壓彎構(gòu)件運用比較廣泛，例如，有橫向節(jié)間荷載作用的桁架上弦桿、屋架天窗側(cè)立柱、單層廠房柱、以及多層的桁架上弦桿、屋架天窗側(cè)立柱、單層廠房柱、以及多層或高層房屋的框架柱等等都屬于壓彎構(gòu)件?；蚋邔臃课莸目蚣苤鹊榷紝儆趬簭潣?gòu)件。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計單向拉

2、彎和壓彎構(gòu)件的截面方式單向拉彎和壓彎構(gòu)件的截面方式對拉彎構(gòu)件，普通只需計算其強度和長細比，不需計算對拉彎構(gòu)件，普通只需計算其強度和長細比，不需計算其穩(wěn)定。但在拉彎構(gòu)件所受彎矩較大而拉力較小時，由于其其穩(wěn)定。但在拉彎構(gòu)件所受彎矩較大而拉力較小時，由于其作用已接近受彎構(gòu)件，就需求驗算其整體穩(wěn)定；在拉力和彎作用已接近受彎構(gòu)件，就需求驗算其整體穩(wěn)定；在拉力和彎矩作用下出現(xiàn)翼緣板受壓時，也需驗算翼緣板的部分穩(wěn)定。矩作用下出現(xiàn)翼緣板受壓時，也需驗算翼緣板的部分穩(wěn)定。這些當由設(shè)計人員根據(jù)詳細情況加以判別。這些當由設(shè)計人員根據(jù)詳細情況加以判別。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計對單向壓彎構(gòu)件，根據(jù)其到達

3、承載才干極限形狀時對單向壓彎構(gòu)件，根據(jù)其到達承載才干極限形狀時的破壞方式，應(yīng)計算其：的破壞方式，應(yīng)計算其：1強度；強度；2彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定；彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定；3彎矩作用平面外的穩(wěn)定和組成板件的部分穩(wěn)定；彎矩作用平面外的穩(wěn)定和組成板件的部分穩(wěn)定；4當為格構(gòu)式構(gòu)件時還應(yīng)計算分肢的穩(wěn)定。為了保證當為格構(gòu)式構(gòu)件時還應(yīng)計算分肢的穩(wěn)定。為了保證其正常運用，那么應(yīng)驗算構(gòu)件的長細比。其正常運用，那么應(yīng)驗算構(gòu)件的長細比。對兩端支承的壓彎構(gòu)件跨中有橫向荷載時，還應(yīng)驗對兩端支承的壓彎構(gòu)件跨中有橫向荷載時，還應(yīng)驗算其撓度。算其撓度。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 鋼構(gòu)造中拉彎構(gòu)件運用較少，桁架的下弦

4、桿有時作鋼構(gòu)造中拉彎構(gòu)件運用較少，桁架的下弦桿有時作用有非節(jié)點荷裁，這種下弦桿就是拉彎構(gòu)件。用有非節(jié)點荷裁，這種下弦桿就是拉彎構(gòu)件。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計A whhxx thfftA =bMyy ww=(b)wxf(a)(1-2 )hhyffHNHffyyy(c)(d) hfyfy壓彎構(gòu)件截面應(yīng)力的開展過程壓彎構(gòu)件截面應(yīng)力的開展過程鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計yexxfWMAN1exxpMMNN鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計2 2全截面屈服準那么全截面屈服準那么得得N和和Mx的相關(guān)公式：的相關(guān)公式：114) 12(pxx2p22MMNN當軸力很大當軸力很

5、大NAwfy時，塑性中和軸將位于翼緣范時，塑性中和軸將位于翼緣范圍內(nèi)，按上述一樣方法可以得到：圍內(nèi)，按上述一樣方法可以得到：1) 12(2) 14(pxxpMMNN鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 因此， 近似簡化為以下兩條直線公式，即：當 時， 當 時, 13. 0pNN1pxxMM13. 0pNN115. 11pxxyMMAfN鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計=1.0NpNxpx+(7.2.4b)MM44+11.0NNp11.02+1pxxMM(7.2.5b)O(7.2.4a)(7.2.5a)0.13鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計3部分開展塑性準那么部分開展塑性準

6、那么偏平安地采用直線式相關(guān)公式：偏平安地采用直線式相關(guān)公式：一部分進入塑性，一部分進入塑性，另一部分截面還處于彈性階段另一部分截面還處于彈性階段采用彈性截面模量采用彈性截面模量Wex當構(gòu)件部分塑性開展時，近似采用直線關(guān)系式：當構(gòu)件部分塑性開展時，近似采用直線關(guān)系式： 1pxxpMMNN1exxxpMMNN鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計fWMANnxxxnfWMWMANnyyynxxxn3x1yx鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計1計算疲勞的實腹式拉彎、壓彎構(gòu)件計算疲勞的實腹式拉彎、壓彎構(gòu)件2格構(gòu)式構(gòu)件，當彎矩繞虛軸作用時格構(gòu)式構(gòu)件，當彎矩繞虛軸作用時3為了保證受壓翼緣在截面開展

7、塑性時不發(fā)生部分失穩(wěn)為了保證受壓翼緣在截面開展塑性時不發(fā)生部分失穩(wěn)受壓翼緣的自在外伸寬度受壓翼緣的自在外伸寬度 與其厚度與其厚度 之比限制為之比限制為當當 時不思索塑性開展。時不思索塑性開展。4剛度剛度 同軸心構(gòu)件同軸心構(gòu)件btyy/23515/23513ftbfy/23513/ftb鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計雙向壓彎構(gòu)件那么只需彎扭失穩(wěn)一種能雙向壓彎構(gòu)件那么只需彎扭失穩(wěn)一種能夠夠鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計0ee0NvyAAzNAxNNExM =Ne x0 oNuxB xxyA-AvCyMDvx單向壓彎構(gòu)件彎矩平面作用平面內(nèi)失穩(wěn)變形和軸力位移曲線單向壓彎構(gòu)件彎矩平面

8、作用平面內(nèi)失穩(wěn)變形和軸力位移曲線 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計有缺陷實際構(gòu)件理想構(gòu)件無缺陷NNxNzAAy0ee0uMyA-Ayx xxM = x NNe0uyoABCcrNuD或 平面外失穩(wěn)變形和軸力位移曲線平面外失穩(wěn)變形和軸力位移曲線 有初始缺陷壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失穩(wěn)為極值失穩(wěn)有初始缺陷壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失穩(wěn)為極值失穩(wěn)平面內(nèi)失穩(wěn)變形和軸力位移曲線平面內(nèi)失穩(wěn)變形和軸力位移曲線單向壓彎構(gòu)件彎矩平面作用平面外失穩(wěn)變形和軸力位移曲線單向壓彎構(gòu)件彎矩平面作用平面外失穩(wěn)變形和軸力位移曲線鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計計算方法分為兩大類：計算方法分為兩大類：1極限荷載計

9、算方法。極限荷載計算方法。2相關(guān)公式方法。相關(guān)公式方法。 1極限荷載計算法極限荷載計算法彎矩作用平面內(nèi)極限荷載的方法有解析法和數(shù)值法彎矩作用平面內(nèi)極限荷載的方法有解析法和數(shù)值法解析法是在各種近似假定的根底上，經(jīng)過實際方法求得解析法是在各種近似假定的根底上，經(jīng)過實際方法求得構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定承載力構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定承載力Nux的解析解，解析法很的解析解，解析法很難得到穩(wěn)定承載力的閉合解，運用很不方便。難得到穩(wěn)定承載力的閉合解，運用很不方便。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計e00e100120v0NlN80AeW00.001=殘余應(yīng)力分布2.04.0= 0.51.0=20406

10、0vl00.10.00.20.30.80.6uxNyAf0.40.50.70.91.0偏心壓桿的柱子曲線偏心壓桿的柱子曲線 數(shù)值計算方法可求得單一構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定承數(shù)值計算方法可求得單一構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定承載力載力Nux的數(shù)值解，可以思索構(gòu)件的幾何缺陷和剩余應(yīng)力影的數(shù)值解，可以思索構(gòu)件的幾何缺陷和剩余應(yīng)力影響，適用于各種邊境條件以及彈塑性任務(wù)階段，是最常用響，適用于各種邊境條件以及彈塑性任務(wù)階段，是最常用的方法。的方法。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計m0202sec1(sec1)222(sec1)82(sec1)82/2ExNMklyeNNklMlEIklEI NLkl受均

11、勻彎矩作用的壓彎構(gòu)件的中點最大撓度為：受均勻彎矩作用的壓彎構(gòu)件的中點最大撓度為：鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計式中式中 為不思索為不思索 僅受均勻彎矩僅受均勻彎矩 時時簡支梁的中點撓度，方括號項為壓彎構(gòu)件思索軸力簡支梁的中點撓度，方括號項為壓彎構(gòu)件思索軸力 影響影響二階效應(yīng)的跨中撓度放大系數(shù)?？傻茫憾A效應(yīng)的跨中撓度放大系數(shù)。可得：對于其他荷載作用的壓彎構(gòu)件，也可導(dǎo)出撓度放大系對于其他荷載作用的壓彎構(gòu)件，也可導(dǎo)出撓度放大系數(shù)近似為數(shù)近似為 。思索二階效應(yīng)后，兩端鉸支構(gòu)件由。思索二階效應(yīng)后，兩端鉸支構(gòu)件由橫向力或端彎矩引起的最大彎矩應(yīng)為：橫向力或端彎矩引起的最大彎矩應(yīng)為：EIMl8/2

12、0MN)2/(sec klNEx/112/) 12sec(2NNklkl)/1/(1ENNExxmxxmax11NNMM鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計式中式中Mx構(gòu)件截面上由橫向力或端彎矩引起的一階彎構(gòu)件截面上由橫向力或端彎矩引起的一階彎矩；矩； mx等效彎矩系數(shù)，將橫向力或端彎矩引起的非均勻等效彎矩系數(shù)，將橫向力或端彎矩引起的非均勻分布彎矩當量化為均勻分布彎矩；對均勻彎矩作用的壓彎構(gòu)件，分布彎矩當量化為均勻分布彎矩；對均勻彎矩作用的壓彎構(gòu)件， 思索軸力思索軸力N引起二階效應(yīng)的彎矩增大系數(shù)，引起二階效應(yīng)的彎矩增大系數(shù)， 為歐拉臨界荷載。為歐拉臨界荷載。進一步思索構(gòu)件初始缺陷的影響，并

13、將構(gòu)件各種初始缺陷進一步思索構(gòu)件初始缺陷的影響，并將構(gòu)件各種初始缺陷等效為跨中最大初彎曲等效為跨中最大初彎曲v0表示綜合缺陷。假定等效初彎曲表示綜合缺陷。假定等效初彎曲為正弦曲線，可得，思索二階效應(yīng)后由初彎曲產(chǎn)生最大彎矩為為正弦曲線，可得，思索二階效應(yīng)后由初彎曲產(chǎn)生最大彎矩為: Ex11NN2x2ExEANEx0 xmax21NNNvM鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計因此因此,根據(jù)邊緣屈服準那么，壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)根據(jù)邊緣屈服準那么，壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)截面最大應(yīng)力應(yīng)滿足截面最大應(yīng)力應(yīng)滿足: 式中式中A、 壓彎構(gòu)件截面面積和最大受壓纖維的壓彎構(gòu)件截面面積和最大受壓纖維的毛截面模量

14、毛截面模量yEx10 xmx1xxmax2xmax1)1 (fNNWNvMANWMMANxxW1 令式中Mx =0，那么滿足式關(guān)系的N成為有初始缺陷的軸心壓桿的臨界力N0 x，在此情況下，解出等效初始缺陷： Ex0 x0 xEx0 xy1x0NANNNNAfWv鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計1)1 (Exxy1xxmxyxNNfWMAfNyx0 xAfN可得可得:思索了壓彎構(gòu)件的二階效應(yīng)和構(gòu)件的綜合缺陷，是按邊思索了壓彎構(gòu)件的二階效應(yīng)和構(gòu)件的綜合缺陷，是按邊緣屈服準那么得到的，由于邊緣屈服準那么以構(gòu)件截面邊緣緣屈服準那么得到的，由于邊緣屈服準那么以構(gòu)件截面邊緣纖維屈服的彈性受力階段極

15、限形狀作為穩(wěn)定承載才干極限形纖維屈服的彈性受力階段極限形狀作為穩(wěn)定承載才干極限形狀，因此對于繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件以及截面開展塑狀，因此對于繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件以及截面開展塑性能夠性較小的構(gòu)件，可以直接作為設(shè)計根據(jù)。對于實腹式性能夠性較小的構(gòu)件，可以直接作為設(shè)計根據(jù)。對于實腹式壓彎構(gòu)件，應(yīng)允許利用截面上的塑性開展，經(jīng)與實驗資料和壓彎構(gòu)件，應(yīng)允許利用截面上的塑性開展，經(jīng)與實驗資料和數(shù)值計算結(jié)果的比較，可采用以下修正公式：數(shù)值計算結(jié)果的比較，可采用以下修正公式： 1)8 . 01 (Exy1xxxmxyxNNfWMAfN鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計pW fy1.00.90.8

16、0.70.60.50.40.30.20.1MN=204060801001201600.10.30.50.70.9yAfN0.40.20.60.81.0公式（7.3.7）值理 論 值fy0.75yfNMxxMxO焊接工字鋼偏心壓桿的相關(guān)曲線焊接工字鋼偏心壓桿的相關(guān)曲線 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計繞虛軸繞虛軸 軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件 實腹式壓彎構(gòu)件和繞實軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件實腹式壓彎構(gòu)件和繞實軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件 xfNNWMAN)1 (/Exx1xxmxxfNNWMAN)8 . 01 (/Ex1xxxmxx對于單軸對稱截面如T形截面壓彎構(gòu)件，當彎矩作用在對

17、稱軸平面內(nèi)且使較大翼緣受壓時，有能夠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)受拉破壞。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計對這種情況，除計算外，尚應(yīng)補充如下計算：對這種情況，除計算外，尚應(yīng)補充如下計算：fNNWMAN)25. 11 (/Ex2xxxmx 式中W2x彎矩作用平面內(nèi)受壓較小翼緣或無翼緣端的毛 截面模量。 以上各式中 。等效彎矩系數(shù) 可按以下規(guī)定采用：2x2/Ex1 . 1EANmx鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計1懸臂構(gòu)件和在內(nèi)力分析中未思索二階效應(yīng)的無支撐框架懸臂構(gòu)件和在內(nèi)力分析中未思索二階效應(yīng)的無支撐框架和弱支撐框架柱，和弱支撐框架柱， =1.0。2框架柱和兩端

18、支承的構(gòu)件：無橫向荷載作用時，框架柱和兩端支承的構(gòu)件：無橫向荷載作用時， =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，|M1|M2|； 當兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時取同號，使構(gòu)件產(chǎn)生反向當兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時取同號，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)生同向曲率取用時，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率取 =1.0。使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率。使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率 取取 =0.85。無故彎矩但有橫向荷載作用時，。無故彎矩但有橫向荷載作用時， =1.0。mxmxmxmxmx鋼結(jié)構(gòu)基本原理及

19、設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計1彈性穩(wěn)定實際，對兩端簡支、兩彈性穩(wěn)定實際，對兩端簡支、兩端受軸心壓力和等彎矩作用的雙軸對稱截端受軸心壓力和等彎矩作用的雙軸對稱截面實腹式壓彎構(gòu)件，當構(gòu)件沒有彎矩作用面實腹式壓彎構(gòu)件，當構(gòu)件沒有彎矩作用平面外的初始幾何缺陷時，在彎矩作用平平面外的初始幾何缺陷時，在彎矩作用平面外的彎扭屈曲臨界條件：面外的彎扭屈曲臨界條件：0112crx2xEyMMNNNN鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計當實腹式單向壓彎構(gòu)件在側(cè)向沒當實腹式單向壓彎構(gòu)件在側(cè)向沒有足夠的支承時，構(gòu)件能夠發(fā)生側(cè)扭有足夠的支承時，構(gòu)件能夠發(fā)生側(cè)扭屈曲而破壞。由于思索

20、初始缺陷的側(cè)屈曲而破壞。由于思索初始缺陷的側(cè)扭屈曲彈塑性分析過于復(fù)雜，目前我扭屈曲彈塑性分析過于復(fù)雜，目前我國規(guī)范中采用的計算公式是按理想的國規(guī)范中采用的計算公式是按理想的屈曲實際為根據(jù)的。屈曲實際為根據(jù)的。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 時，曲線外凸，時，曲線外凸，偏平安地取偏平安地取 ,得到直線相關(guān)方程為：得到直線相關(guān)方程為：1EyNN1EyNN1crxxEyMMNN2將相關(guān)公式中的將相關(guān)公式中的NEy和和Mcrx分別用分別用 yAfy和和 bW1xfy代入，并引入等效彎矩系數(shù)代入，并引入等效彎矩系數(shù) 和截面影響系數(shù)和截面影響系數(shù) ，可以，可以得到平面外穩(wěn)定承載力的適用相關(guān)公式：

21、得到平面外穩(wěn)定承載力的適用相關(guān)公式：tx1y1xbxtxyyfWMAfN鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計越大，壓彎構(gòu)件彎扭屈曲越大，壓彎構(gòu)件彎扭屈曲的承載才干越高，當?shù)某休d才干越高，當NNEy時，時，相關(guān)曲線變?yōu)橹本€：相關(guān)曲線變?yōu)橹本€：EyNNEyNNcrMM5EyNN10.50.221.01.01crEyMMNN單向壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失穩(wěn)的相關(guān)曲線單向壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失穩(wěn)的相關(guān)曲線鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計fWMAN1xbxtxy 式中式中 截面影響系數(shù)：箱形截面截面影響系數(shù)：箱形截面 =0.7，其他截面，其他截面 =1.0； y 彎矩作用平面外的軸心受壓

22、構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對于單軸彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對于單軸 對稱截面，采用換算長細比對稱截面，采用換算長細比 確定確定 b均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) 對工字形截面和對工字形截面和T形截面的非懸臂構(gòu)件可按受彎構(gòu)件整形截面的非懸臂構(gòu)件可按受彎構(gòu)件整 體穩(wěn)定系數(shù)的近似公式計算；對閉口截面體穩(wěn)定系數(shù)的近似公式計算；對閉口截面 b=1.0。 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)的近似計算 工字形截面含H型鋼： 雙軸對稱時： 雙角鋼T形截面： 2354400007. 12yybf2350017. 01yybf鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)

23、構(gòu)基本原理及設(shè)計 tx計算彎矩作用平面外穩(wěn)定時的彎矩等效系數(shù)，計算彎矩作用平面外穩(wěn)定時的彎矩等效系數(shù)， (1)在彎矩作用平面外有支撐的構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)兩相鄰支撐點間在彎矩作用平面外有支撐的構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)兩相鄰支撐點間構(gòu)件段內(nèi)的荷載和內(nèi)力情況確定：構(gòu)件段內(nèi)的荷載和內(nèi)力情況確定：構(gòu)件段無橫向荷載作用時，構(gòu)件段無橫向荷載作用時， tx=0.65+0.35M2/M1，M1和和M2是構(gòu)件段在彎矩作用平面是構(gòu)件段在彎矩作用平面內(nèi)的端彎矩，內(nèi)的端彎矩，|M1|M2|；當使構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率時取同；當使構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率時取同號，產(chǎn)生反向曲率時取異號；號，產(chǎn)生反向曲率時取異號；構(gòu)件段內(nèi)有端彎矩和橫向荷載同時作用時使

24、構(gòu)件段產(chǎn)生同構(gòu)件段內(nèi)有端彎矩和橫向荷載同時作用時使構(gòu)件段產(chǎn)生同向曲率取向曲率取 tx=1.0；使構(gòu)件段產(chǎn)生反向曲率?。皇箻?gòu)件段產(chǎn)生反向曲率取 tx =0.85。構(gòu)件段內(nèi)無故彎矩但有橫向荷載作用時，構(gòu)件段內(nèi)無故彎矩但有橫向荷載作用時， tx=1.0。(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。 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 7.4.2 7.4.2 雙向壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計算雙向壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計算 規(guī)范規(guī)定，彎矩作用在兩個主平面內(nèi)規(guī)范規(guī)定，彎矩作用在兩個主平面內(nèi)雙軸對稱實腹式工字形截面和箱形截面的壓彎構(gòu)件，其穩(wěn)定按雙軸對稱實腹式工字形截面和箱形截面

25、的壓彎構(gòu)件，其穩(wěn)定按以下公式計算：以下公式計算： fWMNNWMAN1ybyyty/Ex1xxxmxx)8 . 01 (fWMNNWMAN1xbxxtx/Ey1yyymyy)8 . 01 (鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 式中 Mx、My所計算構(gòu)件段范圍內(nèi)對x軸(工字形截面和H型鋼x 軸為強軸)和y軸的最大彎矩； x、 y對x軸和y軸的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)； bx、 by均勻彎曲的受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)：對工 字形截面含H型鋼的非懸臂懸伸構(gòu)件， bx可按受 彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)近似公式計算， by=1.0；對 閉口截面， bx= by=1.0。 等效彎矩系數(shù) mx和 my應(yīng)按彎矩作用平面

26、內(nèi)穩(wěn)定計算的有關(guān)規(guī)定采用； tx、 ty和應(yīng)按彎矩作用平面外穩(wěn)定計算的有關(guān)的規(guī)定采用。 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計y/23513/ftby0/23540/ftb 當構(gòu)件強度和整體穩(wěn)定計算中取 =1.0時xy/23515/ftb鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計hwhhhwbb0btbwtttwtt0maxminmax0鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計不均勻壓力和剪力共同作用腹板彈性屈曲臨界應(yīng)力：不均勻壓力和剪力共同作用腹板彈性屈曲臨界應(yīng)力： 2022w2ecr)1(12hvEtK式中，式中，Ke為彈性屈曲系數(shù)，其值與應(yīng)力梯度為彈性屈曲系數(shù)，其值與應(yīng)力梯度 有關(guān)；有關(guān)

27、；根據(jù)彈塑性穩(wěn)定實際，彈塑性臨界應(yīng)力為：根據(jù)彈塑性穩(wěn)定實際，彈塑性臨界應(yīng)力為：02022w2pcr)1 (12hvEtKKp為塑性屈曲系數(shù)，其值與最大受壓邊緣割線模量和為塑性屈曲系數(shù)，其值與最大受壓邊緣割線模量和應(yīng)力梯度有關(guān)應(yīng)力梯度有關(guān)當當0 1.6時，時， 當當1.6 2.0時，時， 5016/0w0th0148/0w0th0鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計當 時， 當 時， 式中 構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細比，當 100時，取 =100。2箱形截面的腹板思索兩塊腹板受力能夠不完全一致腹板與翼緣采用單側(cè)焊縫銜接6 . 100y0w0235255 . 0168 . 0fth26 . 1

28、0y0w02352 .265 . 048fthy0/23540/fthwy0w0235255 . 016fth鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計3 3T T形截面的腹板形截面的腹板規(guī)范規(guī)定：規(guī)范規(guī)定： 0 . 10yw023515fth0 . 10yw023518fth當 時當 時 1自在邊受壓自在邊受壓 2自在邊受拉自在邊受拉 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計熱軋熱軋T形鋼形鋼 yw0235)2 . 015(fth焊接焊接T形鋼形鋼 yw0235)17. 013(fth壓彎構(gòu)件的高厚比不滿足時，可調(diào)整厚度或高度壓彎構(gòu)件的高厚比不滿足時，可調(diào)整厚度或高度對工字形和箱形截面壓彎構(gòu)件

29、的腹板也可在計算構(gòu)件對工字形和箱形截面壓彎構(gòu)件的腹板也可在計算構(gòu)件的強度和穩(wěn)定性時采用有效截面。的強度和穩(wěn)定性時采用有效截面。可采用縱向加勁肋加強腹板，這時應(yīng)按上述規(guī)定可采用縱向加勁肋加強腹板，這時應(yīng)按上述規(guī)定驗算縱向加勁肋與翼緣間腹板的高厚比。驗算縱向加勁肋與翼緣間腹板的高厚比。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計2設(shè)有縱向加勁肋的同時也應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋。設(shè)有縱向加勁肋的同時也應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋。3防止施工和運輸過程中發(fā)生變形，應(yīng)設(shè)置橫防止施工和運輸過程中發(fā)生變形，應(yīng)設(shè)置橫隔。隔。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計1xyy(a)(b)yxMyx

30、0yx1Mx(c)yxxMxyx0yy0彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件截面彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件截面鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計1彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計算彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計算2分肢的穩(wěn)定計算分肢的穩(wěn)定計算彎矩繞虛軸作用的壓彎構(gòu)件，在彎矩作用平面外彎矩繞虛軸作用的壓彎構(gòu)件，在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性普通由分肢的穩(wěn)定計算得到保證，故不的整體穩(wěn)定性普通由分肢的穩(wěn)定計算得到保證，故不用再計算整個構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性。用再計算整個構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性。整個構(gòu)件為平行弦桁架，分肢看作桁架體系的弦整個構(gòu)件為平行弦桁架，分肢看作桁架體系的弦桿分肢軸心力

31、計算：桿分肢軸心力計算： fNNWMAN)1 (/Exx1xxmxx鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計分肢22Nyx分肢11NNy1ya2Myxx1M1x2yy1a分肢的內(nèi)力計算分肢的內(nèi)力計算分肢分肢1aMayNNx21鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計12NNN分肢分肢21綴條式壓彎構(gòu)件的分肢按軸心壓桿計算綴條式壓彎構(gòu)件的分肢按軸心壓桿計算2分肢的計算長度，分肢的計算長度，在綴條平面內(nèi)分肢繞在綴條平面內(nèi)分肢繞1-1軸軸) 綴條體系節(jié)間長度；綴條體系節(jié)間長度；在綴條平面外分肢繞在綴條平面外分肢繞 軸軸)，構(gòu)件兩側(cè)向支撐點間間隔。，構(gòu)件兩側(cè)向支撐點間間隔。綴板式構(gòu)件分肢計算時，除軸心

32、力綴板式構(gòu)件分肢計算時，除軸心力N1(或或N2)外，還思索由綴外，還思索由綴板的剪力作用引起部分彎矩，按實腹式壓彎構(gòu)件驗算單肢的板的剪力作用引起部分彎矩，按實腹式壓彎構(gòu)件驗算單肢的穩(wěn)定性穩(wěn)定性在綴板平面內(nèi)分肢的計算長度分肢繞在綴板平面內(nèi)分肢的計算長度分肢繞1-1軸軸)取綴板間凈距取綴板間凈距3綴材的計算綴材的計算與格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一樣與格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一樣 yy 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計bfNNWMAN)8 . 01 (/Ex1xxxmxxfWMAN1ybytyx鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計yM 分肢1的軸心力： 分肢1的彎矩： ayNN21y221111y1/

33、MyIyIyIM鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 分肢2的軸心力：分肢2的彎矩： 式中 I1，I2分肢1和分肢2對y軸的慣性矩；12NNNy1yy2MMMx(b)yxyMy(a)yyxa2yy11x1yM分肢1分肢2彎矩繞實軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件截面彎矩繞實軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件截面鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計fWMNNWMANy1yty/Exx1xxmxx)1 (ax1yM yx1yM x分肢2分肢1y2y1雙向受彎格構(gòu)柱雙向受彎格構(gòu)柱鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計2分肢的穩(wěn)定計算分肢的穩(wěn)定計算構(gòu)件宜采用綴條銜接。構(gòu)件宜采用綴條銜接。 鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)

34、基本原理及設(shè)計 接受軸心壓力、程度剪力和彎矩，需與根底剛接。 2 分別式柱腳分別式柱腳1 整體式柱腳整體式柱腳鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計 分別式鋼柱腳，用于格構(gòu)式柱且兩柱肢間距大于或等于分別式鋼柱腳，用于格構(gòu)式柱且兩柱肢間距大于或等于1.5m時。分別式柱腳本質(zhì)上是兩個軸心受壓柱的柱腳用連系時。分別式柱腳本質(zhì)上是兩個軸心受壓柱的柱腳用連系構(gòu)件連成整體，連系構(gòu)件按構(gòu)造設(shè)置。構(gòu)件連成整體，連系構(gòu)件按構(gòu)造設(shè)置。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計整體式柱腳，主要用于實腹柱或格構(gòu)柱當柱的分肢間整體式柱腳，主要用于實腹柱或格構(gòu)柱當柱的分肢間距小于距小于1.5m 時。時。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計柱腳的主要組成部分與軸心受壓柱柱腳一樣，包括底板、柱腳的主要組成部分與軸心受壓柱柱腳一樣，包括底板、靴梁、隔板、肋板、錨栓等。靴梁、隔板、肋板、錨栓等。鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計鋼結(jié)構(gòu)基本原理及設(shè)計1柱腳底板尺寸確實定柱腳底板尺寸確實定2max6BDMBDN2min6BDMBDN內(nèi)力由柱