钢结构设计原理L偏心受力构件要点解析.ppt

条件：杆端弯矩较大而出现强度破坏或杆件局部削弱而强度破坏 四、计算内容 拉弯构件： 承载能力极限状态：强度 正常使用极限状态：刚度 第二节 构件的强度和刚度 一、截面应力的发展 以工字形截面压弯构件为例： N、M无量纲相关曲线是一条外凸曲线，规范为简化计算采用直线代替，其方程为： 因此，令： 并引入抗力分项系数，得： 二、拉弯和压弯构件的刚度 注意 当弯矩为主，轴力较小，或有其它需要时， 也须计算拉弯或压弯构件的挠度或变形，使其 不超过容许值。 （2）刚度 * 第六章 拉弯和压弯构件 大纲要求: 1、了解拉弯和压弯构件的应用和截面形式； 2、了解压弯构件整体稳定的基本原理；掌握其计算方法； 5、掌握实腹式压弯构件设计方法及其主要的构造要求； 4、掌握拉弯和压弯的强度和刚度计算; 3、了解实腹式压弯构件局部稳定的基本原理；掌握其计 算方法； 6、了解压弯构件的计算长度 第一节 构件的形式和应用 一、应用 受拉+受弯杆 受压+受弯柱 偏心受压柱—厂房排架柱 有横向荷载作用—抗风柱 有柱端弯矩—框架柱 引起弯矩的可能因素： 一、应用 有节间荷载作用的桁架上下弦杆； 风荷载作用下的墙架柱； 天窗架的侧立柱等等。 ※压弯构件广泛用于柱： 厂房框架柱； 多层（或高层）建筑中的框架柱； 海洋平台立柱等等。 二、构件的截面 截面形式选择 承受弯矩很小轴力很大：采用轴心受压构件截面形式； 当仅一个方向的弯矩较大： 用单轴对称截面，较大翼缘位于受压一侧 1、强度破坏 三 压弯构件破坏形式 2、平面内失稳（弯矩作用平面内弯曲失稳破坏） 构件破坏的变形形式：弯矩作用平面内的弯曲变形 条件：侧向有足够支撑 弯矩作用方向存在弯曲变形，垂直于弯矩作用方向会突然产生弯曲变形，同时截面会绕杆轴发生扭转 条件：侧向缺乏足够支撑或承受双向弯矩的压弯构件 3、平面外失稳（弯矩作用平面外失稳破坏、弯扭失稳） 4、局部失稳破坏 条件：板件较薄 强度 稳定 实腹式 格构式 弯矩作用在实轴上 弯矩作用在虚轴上 (分肢稳定) 整体稳定 局部稳定 平面内稳定 平面外稳定 承载能力极限状态 正常使用极限状态 刚度 压弯构件： 截面选型——双轴对称，或单轴对称 截面强度——截面正应力、剪应力 构件稳定性——弯矩作用平面内、平面外 板件稳定性——受压翼缘和腹板 构件刚度 ——长细比，变形 构造要求 五、设计要点 第一节 构件的形式和应用 h hw Af Af Aw fy (A) (A)弹性工作阶段 H H N h hw Af Af Aw fy (A) fy (B) fy fy (C) fy fy (D) (D)塑性工作阶段—塑性铰(强度极限) (B)最大压应力一侧截面部分屈服 (C)截面两侧均有部分屈服 ηh ηh h-2ηh 对于工字形截面压弯构件，由图（D）内力平衡条件可得，N、M无量纲相关曲线： 0 1.0 1.0 式中： 由于全截面达到塑性状态后，变形过大，因此规范对不同截面限制其塑性发展区域为（1/8-1/4）h 上式即为规范给定的在N、Mx作用下的强度计算公式。 对于在N、Mx 、My作用下的强度计算公式，规范采用了与上式相衔接的线形公式： ——两个主轴方向的弯矩 ——两个主轴方向的塑性发展因数 如工字形， 当直接承受动力荷载时， 其他截面的塑性发展系数见教材。 《桥规》公式： [例题1] 验算如图所示拉弯构件的强度和刚度。 轴心拉力设计值N=100KN，横向集中荷载设计值F=8KN，均为静力荷载。构件的截面为2∟100×100×10，钢材为Q235，[λ]=350。 解：1. 构件的最大弯矩。 Mx=F·a=8×1.5=12KN·m 2．截面几何特性，由附表5查得2∟100×100×10 An=2×19.26=38.52cm2 W1x=2×63.2=126.4cm3 W2x=2×25.1=50.2cm3 ， ix=3.05cm, iy=4.52cm *