第7章拉弯与压弯构件.ppt

§7-1 概述 一、偏心受力构件的类型 二、工程上的应用 在实际工程中，拉弯构件应用较少，如有节间荷载作用的屋架下弦杆； 而压弯构件却十分广泛。如有节间荷载的屋架上弦杆、框架柱、单层厂房的边柱、天窗侧柱、墙柱等。 三、截面形式 四、截面形式的选择 五、计算内容 (一)拉弯构件： 1、承载能力极限状态：强度 2、正常使用极限状态：刚度 (二)压弯构件： §7-2 拉弯和压弯构件的强度和刚度 一、拉弯和压弯构件的强度 对于承受静力荷工作用的实腹式拉弯或压弯构件，截面上的应力分布是不均匀的，其最不利的截面，即最大弯矩截面或有严重削弱的截面最终以出现塑性铰时达到其强度极限状态而破坏。 构件中如果有截面形成塑性铰，该截面就能自由转动，从而产生很大变形，导致结构不能正常使用。因此，不以这种截面塑得到完全发展的状态作为设计极限，而是以限制塑性铰发展到一定程度来作为设计极限，设计公式如下： §7-3 实腹式压弯构件的稳定 一、弯矩作用平面内的稳定 二、弯矩作用平面外的稳定 弯矩作用平面外稳定的机理与梁失稳的机理相同，因此其失稳形式也相同——平面外弯扭屈曲。 基本假定： 1、由于平面外截面刚度很大，故忽略该平面的挠曲变形。 2．杆件两端铰接，但不能绕纵轴转动。 3．材料为弹性。 （1）工字形（含H型钢）截面 双轴对称时： 单轴对称时： （2）T形截面（M绕对称轴x作用） ①弯矩使翼缘受压时： 双角钢T形截面： 剖分T型钢和两板组合T形截面： 注意： 用以上公式求得的应φb≤1.0； 当φb 0.6时，不需要换算，因已经考虑塑性发展； 闭口截面φb=1.0。 §7-4 实腹式压弯构件的局部稳定 规范采用了限制板件的宽厚比的方法（P157~158。 §7-5 压弯构件及框架柱的计算长度 根据构件端部的约束条件按弹性稳定理论确定的。对于端部约束条件比较简单的压弯构件，可以利用轴心受压构件计算长度系数μ的表格(P83表5-3)进行计算。 一、钢框架的类型 二、框架柱在框平面内的计算长度 §7-6 实腹式压弯构件的设计 一、截面选择 1、对于N大、M小的构件，可参照轴压构件初估； 2、对于N小、M大的构件，可参照受弯构件初估； 因影响因素多，很难一次确定。 二、截面验算 1、强度验算 2、整体稳定验算 3、局部稳定验算—组合截面 4、刚度验算 三、构造要求 §7-7 压弯构件的柱头和柱脚 一、柱头 自学 二、柱脚 1、铰接柱脚：同轴压柱脚 2、刚接柱脚 1）整体式刚性柱脚 适用于实腹柱及分肢间距小的压弯构件，常 用形式如图A： 2）分离式刚性柱脚 适用于分肢间距大的压弯构件，常用形式如图B： 3、整体式刚性柱脚的设计 1）底面积确定 底板宽度b由构造确定，c=20~30cm; 底板长度l计算确定: 3）锚栓计算 承担M作用下产生的拉力，且锚栓是柱脚与基础牢固连接的关键部件，其直径大小由计算确定。 注意： 以上计算是假定底板为刚性，计算值偏大； 由于栓径较大，故应考虑螺纹处的应力集中，钢材的强度取值应降低，详见规范； 由于底板的刚度不足，锚栓不能直接连于底板，以防止底板变形而使锚栓不能可靠受拉，连接处应做构造处理，详见教材。 3）靴梁、隔板及其焊缝计算 A、靴梁的高度按柱与其连接焊缝的长度确定，每侧焊缝承担的轴力为： C、隔板设计 同轴压柱脚，内力可偏于安全按计算处的最大基底反力计算。 4、分离式刚性柱脚的设计 自学 —腹板计算高度边缘的最大压应力，计算 时不考虑构件的稳定系数； —构件在弯矩作用平面内的长细比。 当 小于30时取30，当 大于100时取100。 —腹板计算高度另一边缘相应的应力，压应 力取正值，拉应力取负值； 对于框架柱，端部约束条件比较复杂，无法直接确定。 指框架中未设支撑结构，或其抗侧移刚度小于框架本身抗侧移刚度5倍者。 框架可分为：无侧移框架和有侧移框架两种形式： （一）无侧移框架 指框架中设有支撑架、剪力墙、电梯进而等支撑结构，且其抗侧刚度大于或等于框架本身抗侧刚度5倍者。 （二）有侧移框架 无侧移框架失稳时，其承载能力比相同尺寸和连接条件的有侧移框架大得很多。所以确定框架柱的计算长度时，首先要区分框架失稳时有无侧移。 在框架平面内的计算长度需通过框架整体稳定分析确定，在框架平面外的计算长度则主要根据支承点布置决定。 三、框架柱在框平面外的计算长度 自学(见P345附表3)