第6章第1-2節(jié)課件

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件第一節(jié)概述

一、拉彎（壓彎）構(gòu)件：

同時(shí)承受軸向力和彎矩的構(gòu)件。

1、引起彎矩的可能因素：

（1）偏心軸向力；（2）端彎矩作用；（3）橫向荷載。有節(jié)間荷載作用的桁架上下弦桿；風(fēng)荷載作用下的墻架柱；天窗架的側(cè)立柱等等?！鶋簭潣?gòu)件廣泛用于柱：

廠房框架柱；多層（或高層）建筑中的框架柱；海洋平臺立柱等等。2、壓彎和拉彎構(gòu)件的應(yīng)用第六章拉彎和壓彎構(gòu)件第一節(jié)概述

4）了解壓彎構(gòu)件的計(jì)算長度的確定方法；格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)方法。

1）理解拉彎和壓彎構(gòu)件承載力的確定原則；2）局部穩(wěn)定的確定原則；3）掌握拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算、壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算，壓彎構(gòu)件彎曲作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算。第六章拉彎和壓彎構(gòu)件第一節(jié)概述

二、拉彎（壓彎）構(gòu)件了解內(nèi)容：（1）按截面組成方式分為型鋼（a、b），鋼板焊接組合截面型鋼（c、g），組合截面（d、e、f、h、i）（2）按截面幾何特征分為開口截面，閉口截面（g、h、i、j）（3）按截面對稱性分為單軸對稱截面（d、e、f、n、p），雙軸對稱截面（其余各圖）（4）按截面分布連續(xù)性分為實(shí)腹式截面（a～g）格構(gòu)式截面（k～p）第六章拉彎和壓彎構(gòu)件第一節(jié)概述

三、拉彎（壓彎）構(gòu)件截面：

指截面的一部分或全部應(yīng)力都達(dá)到甚至超過鋼材屈服點(diǎn)的狀況。1、強(qiáng)度破壞

3、平面內(nèi)失穩(wěn)（彎矩作用平面內(nèi)彎曲失穩(wěn)破壞）

彎矩作用平面內(nèi)的彎曲變形，不存在分枝現(xiàn)象。條件：側(cè)向有足夠支撐。第六章拉彎和壓彎構(gòu)件第一節(jié)概述

四、拉彎（壓彎）構(gòu)件破壞形式：

指構(gòu)件的撓度（或長細(xì)比）達(dá)到甚至超過規(guī)范的限值。2、剛度破壞

5、局部失穩(wěn)破壞

發(fā)生在壓彎構(gòu)件的腹板和受壓翼緣。條件：板件較薄

彎矩作用方向存在彎曲變形，垂直于彎矩作用方向會突然產(chǎn)生彎曲變形，同時(shí)截面會繞桿軸發(fā)生扭轉(zhuǎn)。條件：側(cè)向缺乏足夠支撐或承受雙向彎矩的壓彎構(gòu)件。4、平面外失穩(wěn)（彎矩作用平面外失穩(wěn)破壞、彎扭失穩(wěn)）第六章拉彎和壓彎構(gòu)件第一節(jié)概述

1、拉彎構(gòu)件(一般情況下)

1)強(qiáng)度計(jì)算;

2)剛度計(jì)算（限制長細(xì)比）。2、壓彎構(gòu)件

1）強(qiáng)度計(jì)算；2）剛度計(jì)算（限制長細(xì)比、限制撓度值）；3）整體穩(wěn)定（彎矩作用平面內(nèi)與平面外穩(wěn)定）；4）局部穩(wěn)定計(jì)算。第六章拉彎和壓彎構(gòu)件第一節(jié)概述

五、拉彎（壓彎）構(gòu)件的計(jì)算：第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

1)邊緣纖維屈服準(zhǔn)則—在構(gòu)件受力最大的截面上，截面邊緣處的最大應(yīng)力達(dá)到屈服時(shí)即認(rèn)為構(gòu)件達(dá)到了強(qiáng)度極限，此時(shí)構(gòu)件在彈性階段工作；

2)全截面屈服準(zhǔn)則—構(gòu)件的最大受力截面的全部受拉和受壓區(qū)的應(yīng)力都達(dá)到屈服，此時(shí)，這一截面在拉力（壓力）和彎矩的共同作用下形成塑性鉸；

3)部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則—構(gòu)件的最大受力截面的部分受拉和受壓區(qū)的應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)，至于截面中塑性區(qū)發(fā)展的深度根據(jù)具體情況給定。此時(shí)，構(gòu)件在彈塑性階段工作。

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件一、拉彎及壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則（1）考慮鋼材的塑性性能,承受靜載的拉彎、壓彎構(gòu)件是以截面出現(xiàn)塑性鉸作為其強(qiáng)度極限。（2）承受軸心壓力N和彎矩M共同作用的矩形截面構(gòu)件，隨著荷載的增加，截面塑性發(fā)展過程如下圖：第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件二、拉彎和壓彎構(gòu)件截面的應(yīng)力變化第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件下圖為截面應(yīng)用隨N/M的比例的變化關(guān)系(c)截面拉應(yīng)力區(qū)達(dá)到屈服，部分受拉區(qū)的材料進(jìn)入塑性狀態(tài),截面處于彈塑性狀態(tài)

(a)截面邊緣纖維的壓應(yīng)力小于鋼材的屈服強(qiáng)度時(shí)，整個(gè)截面都處于彈性狀態(tài)

(b)截面受壓區(qū)進(jìn)入塑性狀態(tài)

(d)整個(gè)截面進(jìn)入塑性狀態(tài)形成塑性鉸第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件（2）以構(gòu)件截面塑性受力階段極限狀態(tài)作為強(qiáng)度計(jì)算的承載能力極限狀態(tài)（1）以構(gòu)件截面邊緣纖維屈服時(shí)的彈性受力階段極限狀態(tài)作為強(qiáng)度計(jì)算的承載能力極限狀態(tài)

（3）以構(gòu)件截面部分塑性發(fā)展作為強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件三、拉彎及壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算分類

1、以構(gòu)件截面邊緣纖維屈服時(shí)的彈性受力階段極限狀態(tài)作為強(qiáng)度計(jì)算的承載能力極限狀態(tài)

凈截面強(qiáng)度計(jì)算公式單軸對稱截面較小翼緣最外纖維應(yīng)力綜合上面兩式第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件2、以構(gòu)件截面塑性受力階段極限狀態(tài)作為強(qiáng)度計(jì)算的承載能力極限狀態(tài)第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件塑性中性軸在腹板內(nèi)塑性中性軸在翼緣內(nèi)第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件主平面內(nèi)(強(qiáng)軸方向)主平面外(弱軸方向)GBJ50018-2003規(guī)定3、以構(gòu)件截面部分塑性發(fā)展作為強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則只在一個(gè)主平面有彎矩作用時(shí)在兩個(gè)主平面有彎矩作用時(shí)第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件（1）

的數(shù)值與截面形式、塑性發(fā)展深度和截面高度的比值、腹板面積與翼緣面積的比值、以及應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。（2）拉彎、壓彎構(gòu)件的與受彎構(gòu)件的保持銜接。塑性發(fā)展越深，則值越大，但考慮到以下因素，塑性發(fā)展深度不宜超出截面高度的0.15倍。

1）受壓翼緣受局部穩(wěn)定控制，自由外深寬度與厚度比介于和之間時(shí),應(yīng)取為1.0。2）腹板內(nèi)存在剪應(yīng)力，或腹板高厚比較大，不能全部有效。3)構(gòu)件的撓度不能過大。第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件塑性發(fā)展系數(shù)的取值（3）

對有平翼緣板的一側(cè)，取1.05；對無平翼緣板的一側(cè)，取1.20。

（4）對圓管邊緣，取1.15。（5）對格構(gòu)式構(gòu)件的虛軸彎曲時(shí)，取1.0。xyx第二節(jié)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度

第六章拉彎和壓彎構(gòu)件對框架梁等以彎曲為主但有少量拉力或壓力的構(gòu)件，則仍應(yīng)按梁的要求計(jì)算其最大撓度

（按荷載的標(biāo)準(zhǔn)值）不超過容許撓度值：

與軸心受力構(gòu)件相仿，拉彎和壓彎構(gòu)件的剛度通常用最不利方向的最大長細(xì)比來衡量，應(yīng)滿足下式要求：

w≤[w]，或w/l≤[w