7第七章 拉弯、压弯构件.ppt

分肢计算长度： 1）缀材平面内（1—1轴）取缀条体系的节间长度； 2）缀材平面外，取构件侧向支撑点间的距离。 对于缀板柱在分肢计算时，除N1、N2外，尚应考虑剪力作用下产生的局部弯矩，按实腹式压弯构件计算。 二．压弯格构柱弯矩绕实轴作用时的整体稳定计算 由于其受力性能与实腹式压弯构件相同，故其平面内、平面外的整体稳定计算均与实腹式压弯构件相同，但在计算弯矩作用平面外的整体稳定时，构件的长细比取换算长细比，φb取1.0。 1、整体稳定 采用与弯矩绕虚轴作用时压弯构件的整体稳定计算公式相衔接的直线式公式： 三．双向受弯格构式压弯构件的整体稳定计算 式中： W1y—在My作用下，对较大受压纤维的毛截面模量； 其余符号同前。 2、分肢稳定 按实腹式压弯构件计算，分肢内力为： 分肢1 分肢2 x x y y 2 2 1 1 Mx N y2 y1 a My §7.6 格构式压弯构件的设计 一、截面选择 1、对称截面（分肢相同），适用于±M相近的构件； 2、非对称截面（分肢不同），适用于±M相差较大的构件； 二、截面验算 1、强度验算 2、整体稳定验算（含分肢稳定） 3、局部稳定验算—组合截面 4、刚度验算 5、缀材设计 设计内力取柱的实际剪力和轴压格构柱剪力的大值；计算方法与轴压格构柱的缀材设计相同。 三、构造要求 1、压弯格构柱必须设横隔，做法同轴压格构柱； 2、分肢局部稳定同实腹柱。 第七 章 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、掌握格构式压弯构件设计方法及其主要的构造要求； §7-1 概述 一、应用 一般工业厂房和多层房屋的框架柱均为拉弯和压弯构件。 N M N e 二、截面形式 三、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 压弯构件： 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 拉弯和压弯构件的强度 一、截面应力的发展 以工字形截面压弯构件为例： 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： 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： 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 因此，令： 并引入抗力分项系数，得： 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。 一、弯矩作用平面内的稳定 §7-3 实腹式压弯构件的稳定 在弯矩作用平面内失稳属第二类稳定，偏心压杆的临界力与其相对偏心率 有关， 为截面核心矩， 大则临界力低。 实用计算公式的推导： 假设两端铰支的压弯构件，变形曲线为正弦曲线,其受压最大边缘纤维应力达到屈服点时，承载力用下式表达： 式中: N、Mx—轴心压力和沿构件全长均布的弯矩; e0—各种初始缺陷的等效偏心距； Np—无弯矩作用时，全截面屈服的极限承载力， Np =Afy； Me—无轴心力作用时，弹性阶段的最大弯矩, Me=W1xfy —压力和弯矩联合作用下的弯矩放大因数; ——欧拉临界力; 在上式中，令Mx=0，则式中的N即为有缺陷的轴心受压构件的临界力N0，得： 上式是由弹性阶段的边缘屈服准则导出的，与实腹式压弯构件的考虑塑性发展理论有差别，规范在数值计算基础上给出了以下实用表达式：