哈尔滨工程大学钢结构课件第6章 拉弯压弯构件 .ppt

6.1 概述 6.1.1 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。 6.1.2 截面形式 6.1.3 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： 6.2 拉弯和压弯构件的强度 6.2.1 截面应力的发展 以工字形截面 压弯构件为例： 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： 因此，令： 并引入抗力分项系数，得： 6.3 实腹式压弯构件的稳定 6.3.1 弯矩作用平面内的稳定 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： — 压力和弯矩联合作用下的弯矩 放大系数; 将式（6-6）代入式（6-5），并令N0=φxNp， 经整理得： 6.3.2 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： 由于平面外截面刚度很大，故忽略该平面的挠曲变形。 杆件两端铰接，但不能绕纵轴转动。 材料为弹性。 工字形（含H型钢）截面 双轴对称时： 单轴对称时： 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： ②弯矩使翼缘受拉，且腹板宽厚比不大于 时： 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。 对于不产生扭转的双轴对称截面(包括箱形截面)，当弯矩作用在两个主平面时，公式可以推广验算稳定： 及 6.3.3实腹式压弯构件的局部稳定 1.受压翼缘的宽厚比 压弯构件受压翼缘宽厚比限值与梁受压翼 缘的宽厚比限值相同。 考虑截面塑性发展时 不考虑截面塑性发展时 对于箱形截面 2.腹板的高厚比 (1)工字形截面 6.4 格构式压弯构件的稳定 对于宽度很大的偏心受压柱为了节省材料常采用格构式构件，且通常采用缀条柱。 6.4.1 压弯格构柱弯矩绕虚轴作用时的 整体稳定计算 1.弯矩作用平面内稳定(N、Mx作用下：) 因截面中空，不考虑塑性性发展系数，故其稳定计算公式为： 2.弯矩作用平面外稳定(N、Mx作用下：) 平面外弯曲刚度大于平面内，故整体稳定不必验算，但要进行分肢稳定验算。 3.分肢稳定(N、Mx作用下：) 将缀条柱视为一平行弦 桁架，分肢为弦杆，缀条 为腹杆，则由内力平衡得： 分肢计算长度： 缀材平面内(1-1轴)取缀条体系的节间长度； 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。 2、分肢稳定 按实腹式压弯构件计算，分肢内力为： 6.5实腹式压弯构件的设计 6.5.1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。 6.5.2 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 6.5.3构造要求 6.6 格构式压弯构件的设计 6.6.1 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； 6.6.2 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。 6.6.3 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。 6.7 压弯构件的柱头和柱脚 6.7.1 柱头 自学 6.7.2 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 形式如右图 3.整体式刚性柱脚的设计 (1)底板尺寸确定 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: (2)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