第三章 构件的承载能力－强度.ppt

第3章 构件的截面承载力——强度 主要内容 轴心受力构件的应用和截面选择 应用：主要承重结构、平台、支柱、支撑等 截面形式 冷弯薄壁型钢 型钢和钢板的组合截面 钢结构抗震墙 型钢和钢板的组合截面-续 对截面形式的要求 轴心受力构件的强度 轴心受力构件的强度 索的受力性能和强度计算 受弯构件的类型 受弯构件的类型-续 受弯构件的类型-续 梁的极限承载能力 梁的正应力 正应力发展的四个阶段 梁的抗弯强度 梁的抗弯强度 说明 梁的剪应力 梁的扭转 自由扭转 自由扭转 自由扭转 约束扭转:翘曲变形受到约束的扭转 约束扭转正应力 梁的局部压应力和组合应力 局部压应力计算公式 问题：梁局部承压强度不满足时 多种应力的组合效应 验算公式 受弯构件截面强度验算过程 按强度条件选择梁截面 按强度条件选择梁截面-续 按强度条件选择梁截面-续 按强度条件选择梁截面-续 梁截面验算 梁截面验算 梁截面沿长度的变化 梁截面沿长度的变化 梁截面沿长度的变化 梁的内力重分布和塑性设计 拉弯、压弯构件的应用和强度计算 压弯构件的类型 压弯构件 压弯构件截面形式 变截面压弯构件 压弯构件失效形式 拉弯、压弯构件的强度计算 强度计算公式推导：以矩形截面为例 强度计算准则 截面塑性发展系数?x、? y值 截面塑性发展系数?x、? y值-续前表 本章内容复习 本章内容复习 本章内容复习 对固定荷载：设置腹板加劲肋 对移动荷载：增加腹板厚度 采取措施 一个截面上弯矩和剪力都较大时，需要考虑组合效应 梁的弯剪应力组合 式中 ?1——?与?c异号时取1.2，同号时取1.1 当横向荷载不通过剪心时： 1.受力计算简图及支座条件 2.各种内力分布图（M、V) 3.内力分布的不利情况，确定危险截面 4.根据截面应力不利情况，确定危险点 5.计算危险截面的几何特性 6.计算危险点的应力和折算应力 7.强度验算 初选截面 截面验算 一、初选截面 型钢梁 HW414?405?18?28，Wx=4490cm3，g=233kg/m HM594?302?14?23，Wx=4620cm3，g=175kg/m HN692?300?13?20，Wx=4980cm3，g=166kg/m-- 焊接工字钢梁 步骤：估算梁的高度，决定腹板的厚度和翼缘尺寸。 梁的截面高度 hmin≤h≤hmax，h≈he 焊接梁截面 容许建筑最大高度hmax 容许最小高度hmin Hmin/ l ≥nl/6000 经济高度he 均布荷载作用下简支梁的最小高度 hmin 腹板高度hw 腹板高度hw比h略小 腹板厚度tw 抗剪 ?可取1.2~1.5 局部稳定 焊接梁截面 翼缘尺寸b和t 所需截面模量为： 初选时取h≈h1≈hw 考虑局部稳定，通常取b=25t，且h/2.5bh/6。 焊接梁截面 验算时要包含自重产生的效应 强度 弯曲正应力 单向弯曲时 双向弯曲时 剪应力 局部压应力 折算应力 弯矩 剪力 加工因素 不考虑整体稳定 变截面梁 变梁截面考虑的因素： 两种变化方式 变截面高度 变翼缘面积 变翼缘面积 变翼缘宽度 变翼缘厚度 变宽度梁 变高度梁 端部有正面角焊缝时： hf≥0.75t, l1≥b； hf0.75t, l1≥1.5b 端部无正面角焊缝时： l1≥2b 切断外层翼缘板的梁 变翼缘厚度 塑性设计： 只适用于不直接承受动力荷载的固定梁和连续梁。 前提条件：不发生局部屈曲和整体失稳 弯曲强度计算公式： 剪切强度计算公式： 拉弯、压弯构件的应用 拉弯构件 应用：屋架受节间力下弦杆 承载能力极限状态 截面出现塑性铰(格构式 或冷弯薄壁型钢为截面边缘纤维屈服)、整体失稳、局部失稳 正常使用极限状态 刚度：限值长细比 拉弯构件 压弯（拉弯）构件——同时承受轴向力和弯矩的构件 轴向力的偏心作用 弯矩的产生 端弯矩作用 横向荷载作用 N N N N M M N N q 应用： 厂房框架柱、多高层建筑框架柱、屋架上弦 压弯构件 截面形式 双轴对称截面：同拉弯构件 单轴对称截面：受弯矩较大时采用 实腹式截面 弯矩小、轴压力大的构件 一般可采用轴心受压构件的双对称截面 弯矩相对较大的构件 除采用截面高度较大的双对称截面外，也可以采用单对称截面 格构式截面 变截面压弯构件 (a) 阶形柱 (b)楔形柱 高大厂房常用 压弯构件极限状态 承载能力极限状态 强度: 端弯矩很大或截面有较大削弱 平面内弯曲失稳 平面外弯扭失稳 局部稳定 正常使