第19讲拉弯与压弯构件.ppt

§1 概述 一、偏心受力构件的类型 （一）拉弯构件 指轴心拉力和弯矩共同作用下的构件 （二）压弯构件 指轴心压力和弯矩共同作用下的构件。 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 §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 §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。 §4 实腹式压弯构件的局部稳定 规范采用了限制板件的高厚比和宽厚比的方法 §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(P112表4-3)进行计算。 §7 框架中的柱头和柱脚 一、钢框架中梁与柱的连接 在框架结构中梁与柱大多采用刚性连接，这种连接 要求能可靠地将梁端弯矩和剪力传给柱身。 成都的钢结构高层图片――施工中  1、图（a）中，梁与柱连接前，事先在柱身侧面连接位置 处焊上衬板（垫板），梁翼缘端部作成剖口，并在梁腹板端部 留出槽口，上槽口是为了让出衬板位置，下槽口供焊缝通过。 梁吊装就位后，梁腹板与柱翼缘用角焊缝连接，梁翼缘与柱翼 缘用剖口对接焊缝相连。 这种连接构造简单，省工省料，缺点是要求构件尺寸加工 精确，且需高空施焊。 柱梁连接3 钢结构工程质量令人担忧（请看图片） 柱梁连接4 实际工程中梁柱侧向连接 边柱节点 梁柱节点 北京电视中心的钢结构节点图片。梁柱节点区域看不见焊缝，不知柱内隔板是怎么焊进去的。不会没有？ 4 梁柱拼装 日本钢结构加工照片 半刚性节点 钢结构的特殊性,在处理有些铰接节点时,如果单纯按照 铰接,则整个体系可能会是几何可变体系,但是按照刚接处理, 又由于节点复杂在一些具体工程中很难做到,虽然GB 50017 提出了半刚接的可行性,但是由于没给出范例。 半板刚性连接目前尚处于研究阶段，需要大量的试验数 据和理论分析。 一般来说当梁采用端板与柱翼缘通过高强螺栓连接时、 或梁的上下翼缘与柱通过角钢或T型钢连接时都属于板刚性 连接。  设计和计算半刚性连接需要知道节点的弯矩－转角关系 曲线，即节点的转动刚度。  欧洲规范EC4规定当节点的转动刚度小于梁的线刚度的 0.5倍时，可视为铰接；当节点转动刚度大于梁的线刚度的 25倍时，可视为刚接；两者之间为半刚接。我国也有相关的 研究成果，不过比较复杂。 半刚性连接，摘自外文文献 典型的顶底角钢连接 柱梁连接2 典型的外伸端板连接 典型的齐平端板连接 矮端板连接是由一个长度小于梁高的端板焊接到梁腹板上，再用螺栓与柱翼缘连接组成。矮端板连接主要用于将梁端剪力传递到柱上，其性能和双腹板角钢连接很相似. 图为典型的矮端板底角钢连接，这类连接是由板焊接到梁腹板并栓接到柱翼缘，底角钢焊接或栓接到梁翼缘并栓接到柱上。假定底角钢只传递竖向荷载。 图为典型的双腹板底角钢连接 ???这类连接一般不采用，没太多试验数据来描述他们全面的力学性。 些钢结构节点是台湾某公司的节点实体模型主次梁连接： 柱梁连接1 柱梁连接3 柱梁连接4 柱梁连接5 柱梁连接6 柱连接 辅件连接 辅件连接2 辅件连接3 焊钉布置1 焊钉布置2 国外工程钢框架 工程简介：四层半钢框架+支撑体系，地震：7度区，主材采用Q345的国标H型钢 施工单位擅自改成这样了（见图）：? ? 严重不安中..................... 美国节点 事故隐患 二、钢框架中柱脚 1、铰接柱脚：同轴压柱脚 2、刚接柱脚