拉弯与压弯构件.ppt

压弯(拉弯)构件的应用： 如桁架受节间荷载作用时；多高层结构中的框架柱；厂房柱等。 拉弯和压弯构件 框架的可能失稳形式有两种，一种是有支撑框架，其失稳形式为无侧移；一种是无支撑的纯框架，其失稳形式有侧移。有侧移失稳的框架，其临界力比无侧移失稳的框架低得多。故框架的承载能力一般以有侧移失稳时的临界力确定。 纯框架[未设支撑结构（剪力墙、支撑架、抗剪筒体）] 框架柱上端与横梁刚接。横梁对柱的约束作用取决于横梁的线刚度与柱的线刚度的比值，即： 确定框架柱的计算长度通常根据稳定理论，并作如下假设： （1）框架只承受作用于节点的竖向荷载，忽略横梁荷载和水平荷载产生梁端弯矩的影响。 （2）所有框架柱同时失稳，即所有框架柱同时达到临界荷载。 （3）失稳时横梁两端转角相等。 单层框架柱在框架平面内的的计算长度系数表达为： 二、多层等截面框架柱在框架平面内的计算长度 多层多跨框架的失稳形式也有两种，无侧移失稳和有侧移失稳。计算时的基本假定与单层框架相同。对于未设置支撑结构的纯框架，属于有侧移反对称失稳；对于有支撑框架，根据抗侧移刚度大小，分为强支撑框架和弱支撑框架。 多层框架无论在哪一类型下失稳，每一根柱都要受到柱端构件及远端构件的影响。 * * 本章内容: (1)拉弯和压弯构件的强度和刚度 (2)压弯构件的稳定 (3)框架中梁与柱的连接 (4)框架柱的柱脚构造和计算 本章重点：压弯构件的稳定 本章难点：压弯构件的稳定 本章要求：掌握压弯和拉弯构件的强度计算 掌握压弯构件的稳定计算 拉弯和压弯构件 压弯(拉弯)构件：同时承受轴心力和弯矩的构件。 N N N P N N N N 产生原因：偏心荷载、横向荷载、弯距作用 概述 图6.1 压弯构件 N 截面形式 实腹式 格构式 拉弯和压弯构件设计应满足： 承载力极限状态和正常使用极限状态的要求。 拉弯构件：需要计算强度和刚度； 压弯构件：需要计算强度、刚度、整体稳定和局部稳定。 图6.2 桁架 N N 拉弯和压弯构件的强度 图6.3 压弯构件截面应力的发展过程 图6.1 压弯构件 1、强度 （1） 工作阶段 弹性阶段 弹塑性阶段 塑性阶段 当截面出现塑性铰时, 根据力平衡条件可得轴心压力与弯矩的相关方程, 绘出曲线, 为简化计算且偏于安全, 采用直线作为计算依据。 2、强度公式 1 p N M N + Mpn = —无弯矩作用时，全部净截面屈服的承载力 —无轴力作用时，净截面塑性弯矩 当截面出现塑性铰时，构件产生较大变形，只能考虑部分截面发展塑性 将 代入，并引入 得： N或M 单独作用 N ≤ Np 或 N/Np =1 M ≤ M pn 双向拉弯和压弯构件 单向拉弯和压弯构件 Mx、My --- 绕x轴和y轴的弯矩 Wnx、Wny --- 对x轴和y轴的净截面模量 γx、γy --- 截面塑性发展系数, An --- 净截面面积 （6.6） （6.7） 二、刚度 拉弯和压弯构件的允许长细比[λ]同轴心受力构件 y y f t b f 235 15 235 13 ≤ (1) 当 x hw t b （2）直接承受动力荷载时，不考虑截面塑性发展； （3）对格构式构件，对绕虚轴作用的弯矩，不能发展塑性， 对绕实轴作用的弯矩，可考虑发展塑性。 注： 不考虑截面塑性发展 y X y X Mx X X y y 压弯构件的稳定 一、弯矩作用平面内的稳定 适用于实腹式压弯构件在弹性阶段的稳定计算及格构式压弯构件。 对实腹式压弯构件，截面可发展一定塑性，通过对11种200多个常见截面形式构件的计算比较，规范采用下列公式： 1、边缘纤维屈服准则 — 平面内轴心受压构件的稳定系数； — 压弯构件的最大弯距设计值； — 参数； — 等效弯距系数； — 平面内对较大受压纤维的毛截面抵抗矩 2、实腹式压弯构件整体稳定公式 （6.13） N N M1 M2 各种情况的等效弯矩系数，规范具体规定如下： （1）悬臂构件， （2）框架柱和两端有支撑的构件 ①无横向荷载 M1和M2为端弯矩，使构件件产生同向曲率取同号， 使构件产生反向曲率时取异号 N N M1 M2 使构件产生同向曲率时， 使构件产生反向曲率时， ③ 无端弯矩但有横向荷载作用时， ② 有端弯矩和横向荷载 N N 注：单轴对称截面（T型钢、双角钢T形截面），当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，有可能在受拉侧首先出现塑性，按下列相关公式进行补充验算 — 受拉侧最外纤维的毛截面抵抗矩； （6.14） W2x＜