钢结构设计原理--马翠玲.ppt

* * §7-1 应用和截面形式 1．压弯（或拉弯）构件 承受轴心压（或拉）力和绕截面形心主轴的弯矩作用 偏压（或偏拉）构件 ：弯矩由偏心轴力引起时 * * 使 用 条 件 公 式 原 则 对格构柱绕虚轴弯曲，或对薄壁实腹偏压杆 边缘屈服 一般型钢及组合截面 考虑截面塑性发展 单轴对称 型、T型截面弯矩使翼缘受压，对无翼缘腹板端还要验算 考虑二阶P－δ 效应后的抗拉强度 * * §7-1 应用和截面形式 2．单向压弯（或拉弯）构件 弯矩作用在截面的一个主轴平面内 双向压弯（拉弯）构件：弯矩作用在两个主轴平面内 3．应用 压弯构件应用比较广泛，例如，有横向节间荷载作 用的桁架上弦杆、屋架天窗侧立柱、单层厂房柱、以 及多层或高层房屋的框架柱等等都属于压弯构件。 墙架柱、工作平台柱、支架柱、单层厂房结构 * * §7-1 应用和截面形式 4．按其截面形式 实腹式 和 格构式常用的截面形式： 热轧型钢截面、冷弯薄壁型钢 截面 和组合截面 5．满足正常使用极限状态和承载能力极限状态限制构件长细比来保证刚度要求承载力极限状态：强度、整体稳定和局部稳定计算.其中整体稳定计算包括弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定的计算. * * §7-1 应用和截面形式 对拉弯构件，一般只需计算其强度和长细比，不需计算 其稳定。但在拉弯构件所受弯矩较大而拉力较小时，由于 其作用已接近受弯构件，就需要验算其整体稳定；在拉力 和弯矩作用下出现翼缘板受压时，也需验算翼缘板的局部 稳定。这些当由设计人员根据具体情况加以判断。 对单向压弯构件，根据其到达承载能力极限状态时的破坏 形式，应计算其（1）强度（2）弯矩作用平面内的稳定； （3）弯矩作用平面外的稳定和组成板件的局部稳定； （4）当为格构式构件时还应计算分肢的稳定。为了保证其正常使用，则应验算构件的长细比。 　　 * * §7-1 应用和截面形式 0 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 * * §7-2 拉弯、压弯构件的强度 7.2.1 拉弯、压弯构件的强度计算 一．工作阶段 　　在轴心压力和绕主轴弯矩的共同作用下，截面上应力发展过程，构件中应力最大的截面可能发生强度破坏。 压弯构件截面应力的发展过程 * * §7-2 拉弯、压弯构件的强度 二．强度计算准则： ①边缘屈服准则，截面边缘纤维屈服的弹性受力阶段 极限状态作为强度计算的承载能力极限状态。 ②全截面屈服准则，截面塑性受力阶段极限状态作为 强度计算的承载能力极限状态，形成塑性铰。 ③部分发展塑性准则，截面部分塑性发展作为强度计 算的承载能力极限状态 1．边缘屈服准则 令截面屈服轴力Np=A·fy，屈服弯矩Mex=Wex fy，则得N和Mx的线性相关公式： * * §7-2 拉弯、压弯构件的强度 2．全截面屈服准则 得N和Mx的相关公式： 　　当轴力很大（NAwfy）时，塑性中和轴将位于翼缘范围内，按上述相同方法可以得到： 因此， 近似简化为以下两条直线公式，即： 　当　　　 时， 　当 　　　 时, * * §7-2 拉弯、压弯构件的强度 0 0.13 * * §7-2 拉弯、压弯构件的强度 3．部分发展塑性准则 偏安全地采用直线式相关公式： 一部分进入塑性，另一部分截面还处于弹性阶段 采用弹性截面模量Wex 当构件部分塑性发展时，近似采用直线关系式： * * §7-2 拉弯、压弯构件的强度 7.2.2 构件强度与刚度计算 1．单向拉弯、压弯构件按下式计算截面强度： 2．双向拉弯、压弯构件计算截面强度： 3． * * §7-2 拉弯、压弯构件的强度 0 1）计算疲劳的实腹式拉弯、压弯构件 2）格构式构件，当弯矩绕虚轴作用时 3）为了保证受压翼缘在截面发展塑性时不发生局部失稳 　　受压翼缘的自由外伸宽度 与其厚度 之比限制为 　　当