[PPT]鋼結(jié)構(gòu)課件之拉彎和壓彎構(gòu)件

1、第 六章 拉彎和壓彎構(gòu)件Chapter 6 Members Subjected to Axial Force and Bending 7/22/202211.1 拉彎構(gòu)件的應(yīng)用和破壞形式第一節(jié) 拉、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和破壞形式拉彎構(gòu)件的應(yīng)用: 應(yīng)用較少，如桁架拉桿受節(jié)間荷載破壞形式： 受拉為主強(qiáng)度破壞 受彎為主整穩(wěn)、局穩(wěn)破壞7/22/202221.2 壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和破壞形式壓彎構(gòu)件的應(yīng)用: 應(yīng)用廣泛，大部分柱壓壞形式： 受壓為主類似軸心壓桿 受彎為主強(qiáng)度、整穩(wěn)、局穩(wěn)破壞7/22/20223壓彎構(gòu)件的截面形式彎矩較大時(shí)，采用單軸對(duì)稱截面7/22/20224第二節(jié) 強(qiáng)度計(jì)算7/22/20225極限狀

2、態(tài)7/22/20226相關(guān)關(guān)系（1）7/22/20227相關(guān)關(guān)系（2）7/22/20228強(qiáng)度計(jì)算7/22/20229規(guī)范公式-單向彎曲7/22/202210規(guī)范一般公式-雙向彎曲7/22/202211例題3-6，P81，拉彎 非常簡(jiǎn)單7/22/202212第三節(jié) 壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定7/22/2022133.1 平面內(nèi)性能 3.1.1 端彎矩相等時(shí)平面內(nèi)失穩(wěn):與壓桿類似，極值型失穩(wěn)7/22/202214微分方程微分方程的解中點(diǎn)撓度7/22/202215跨中彎矩函數(shù)sec()泰勒展開(kāi)、簡(jiǎn)化7/22/202216彎矩放大系數(shù)（1）假定代入微分方程可得7/22/202217彎矩放大系數(shù)（

3、2）7/22/202218彎矩放大系數(shù)與比較實(shí)用彎矩放大系數(shù)采用7/22/2022193.1.2 各種荷載下的等效彎矩系數(shù)見(jiàn)p123表4-87/22/2022203.1.3 極值型失穩(wěn)穩(wěn)定考慮二階效應(yīng)的強(qiáng)度問(wèn)題等彎情況：一般荷載并考慮初彎曲情況：7/22/202221邊緣纖維屈服準(zhǔn)則：7/22/202222為利用軸心壓桿初始缺陷關(guān)系，令M=0,則7/22/202223上式代入邊緣纖維屈服準(zhǔn)則，可得適用于冷彎薄壁型鋼、格構(gòu)虛軸7/22/2022243.2 實(shí)腹壓彎構(gòu)件平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算上述-彈性結(jié)論考慮彈塑性-解析法或數(shù)值方法，難以實(shí)用7/22/202225實(shí)用：考慮初偏心、殘余應(yīng)力等，借用上述彈性

4、結(jié)論，修正7/22/202226實(shí)用計(jì)算公式與數(shù)值方法所得相關(guān)關(guān)系比較吻合7/22/202227實(shí)用計(jì)算公式與數(shù)值方法所得相關(guān)關(guān)系比較-矩形截面7/22/202228實(shí)用計(jì)算公式與數(shù)值方法所得相關(guān)關(guān)系比較-工字形截面7/22/202229單軸對(duì)稱截面受拉翼緣：7/22/202230例題4-8，P127 3種荷載情況計(jì)算比較： 單側(cè)端彎矩 雙側(cè)同向端彎矩 雙側(cè)反向端彎矩7/22/202231第四節(jié) 壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定7/22/2022324.1 雙軸對(duì)稱工字形截面壓彎構(gòu)件的彈性彎扭屈曲 7/22/202233變形后位置力矩分解 7/22/202234平衡方程 7/22/202235兩

5、端鉸接的解 臨界條件： 7/22/202236臨界壓力： 7/22/202237例題4-9，P130 計(jì)算臨界壓力。直接運(yùn)用臨界條件7/22/2022384.2 單軸對(duì)稱工字形截面壓彎構(gòu)件的彈性彎扭屈曲 剪心與形心不重合臨界條件詳見(jiàn)P131式4-92 7/22/2022394.3 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的實(shí)用計(jì)算公式 由臨界條件得 相關(guān)關(guān)系： 7/22/202240相關(guān)關(guān)系曲線：7/22/202241簡(jiǎn)化相關(guān)關(guān)系 7/22/202242實(shí)用計(jì)算公式： 7/22/202243例題4-10、411，P133 精讀 注意側(cè)向支撐點(diǎn)問(wèn)題7/22/202244作業(yè)4-20，P167 壓彎構(gòu)件平面

6、內(nèi)、外穩(wěn)定7/22/202245第五節(jié) 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定應(yīng)用：受力大的柱形式：?jiǎn)屋S、雙軸對(duì)稱綴材：以綴條為主（寬度大） 7/22/2022465.1 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件 在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定彎矩繞實(shí)軸：與實(shí)腹式相同彎矩繞虛軸：采用邊緣纖維屈服準(zhǔn)則7/22/2022475.1.1 彎矩繞虛軸時(shí)的平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算邊緣纖維屈服準(zhǔn)則：實(shí)用公式：7/22/202248實(shí)用公式參數(shù)取值（1）壓桿穩(wěn)定系數(shù)：7/22/202249實(shí)用公式參數(shù)取值（2）受壓側(cè)抵抗矩：7/22/2022505.1.2 彎矩繞虛軸時(shí)的單肢穩(wěn)定單肢受力：7/22/202251單肢驗(yàn)算：按軸心壓桿計(jì)算長(zhǎng)度： 綴材平面內(nèi)節(jié)間長(zhǎng)度 綴材平

7、面外側(cè)向支撐間長(zhǎng)度7/22/2022525.2 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件 在彎矩作用平面外的穩(wěn)定彎矩繞虛軸：不必計(jì)算（單肢保證）彎矩繞實(shí)軸：類似實(shí)腹箱型截面 計(jì)算公式：同實(shí)腹式構(gòu)件 7/22/202253參數(shù)取值：壓桿穩(wěn)定系數(shù)：梁整體穩(wěn)定系數(shù)：等效彎矩系數(shù)乘以：7/22/2022545.3 綴材計(jì)算作用：抗剪承受剪力：兩個(gè)條件之最大值7/22/202255例題4-12，P136，格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，彎矩繞虛軸軸壓力確定，求所能承受的彎矩確定條件：平面內(nèi)整穩(wěn)、單肢穩(wěn)定 平面外無(wú)需考慮 7/22/202256作業(yè)4-15，P166 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定驗(yàn)算7/22/202257第六節(jié) 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定7/2

8、2/2022586.1 腹板的穩(wěn)定受力狀態(tài)：非均勻壓應(yīng)力和剪應(yīng)力7/22/202259彈性屈曲條件（相關(guān)關(guān)系）：公式各參數(shù)含義見(jiàn)教材P153-1547/22/202260簡(jiǎn)化（壓應(yīng)力為主，剪應(yīng)力為影響條件）：7/22/202261準(zhǔn)則：7/22/202262寬厚比限值（考慮塑性發(fā)展，加入長(zhǎng)細(xì)比影響）：7/22/2022636.2 翼緣的穩(wěn)定壓應(yīng)力較大一側(cè)控制臨界應(yīng)力與壓桿相同（均勻受壓彈塑性失穩(wěn)）：7/22/202264準(zhǔn)則：7/22/202265規(guī)范限值：7/22/202266例題4-14，P156，工字形截面壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定驗(yàn)算7/22/202267第七節(jié) 受壓和壓彎構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度7/22

9、/2022687.1 桁架中的壓桿 原則：考慮桿端其它桿件的實(shí)際約束受力性質(zhì)：拉桿提供的約束大于壓桿桿件剛度：剛度比7/22/202269桁架平面內(nèi)： 弦桿、支座豎腹桿和斜腹桿：l0 x=l 中間腹桿：l0 x=0.8l7.1.1 弦桿和單系腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度7/22/202270桁架平面外： 一般腹桿：l0y=l 斜彎曲腹桿：l0y=0.9l 弦桿：側(cè)向支撐間距7/22/202271 7.1.2 變內(nèi)力桿件的計(jì)算長(zhǎng)度7/22/202272桁架平面內(nèi)： l0 x=0.5l7.1.3 交叉腹桿的計(jì)算長(zhǎng)度7/22/202273桁架平面外：均連續(xù)，等截面，另一腹桿受壓以節(jié)點(diǎn)板連接，另一腹桿中斷、受壓7/22/202274均連續(xù)，等截面，另一腹桿受拉以節(jié)點(diǎn)板連接，另一腹桿中斷、受拉等等7/22/2022757.2 框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度 影響因素：側(cè)移（強(qiáng)支撐、弱支撐、無(wú)支撐）橫梁剛度柱腳連接（剛接、鉸接）7/22/2022767.2.1 單層多跨等截面框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度 有支撐（無(wú)側(cè)移）：梁柱剛度比柱腳連接（剛接、鉸接）見(jiàn)P174，表5-27/22/202277無(wú)支撐（有側(cè)移）：梁柱剛度比柱腳連接（剛接、鉸接）見(jiàn)P1