(哈工大)钢结构设计原理-6拉弯、压弯构件.pptxVIP

1汇报人：AA2024-01-30(哈工大)钢结构设计原理-6拉弯、压弯构件

目录contents拉弯、压弯构件基本概念与分类拉弯、压弯构件受力性能分析拉弯、压弯构件设计方法与步骤拉弯、压弯构件连接与节点设计拉弯、压弯构件制作与安装技术拉弯、压弯构件工程实例分析

301拉弯、压弯构件基本概念与分类

拉弯、压弯构件定义及特点拉弯构件在荷载作用下同时承受拉力和弯矩的构件，其截面可能产生正应力和剪应力。压弯构件在荷载作用下同时承受压力和弯矩的构件，其截面可能产生压应力和剪应力。特点拉弯和压弯构件在受力上比单纯的受拉或受压构件复杂，需要考虑弯矩和轴力的共同作用，以及由此产生的截面应力分布不均问题。

分类根据受力特点和截面形式，拉弯和压弯构件可分为实腹式和格构式两类。实腹式构件截面紧凑，制造方便，但耗材较多；格构式构件截面用材较少，但制造稍复杂。应用场景拉弯和压弯构件广泛应用于各种建筑结构和工程领域，如桥梁、厂房、塔架等。具体应用场景需根据构件的受力特点、稳定性和经济性等因素综合考虑。拉弯、压弯构件分类及应用场景

设计原则拉弯和压弯构件的设计应遵循安全、适用和经济等原则。在保证结构安全性的前提下，尽可能提高构件的承载能力和稳定性，同时降低制造成本和使用维护费用。规范要求设计拉弯和压弯构件时，应满足国家现行相关标准、规范的要求，如《钢结构设计规范》、《建筑结构荷载规范》等。这些规范对构件的材料、截面尺寸、连接方式、稳定性等方面都有明确规定，是设计的重要依据。设计原则与规范要求

302拉弯、压弯构件受力性能分析

拉弯构件承受轴心拉力和弯矩共同作用，压弯构件承受轴心压力和弯矩共同作用。受力特点拉弯构件可能发生强度破坏或失稳破坏，压弯构件可能发生强度破坏、失稳破坏或局部失稳破坏。破坏模式受力特点与破坏模式

在弯矩作用下，截面上下边缘产生最大正应力，中性轴附近正应力较小。剪应力沿截面高度呈抛物线分布，中性轴处剪应力为零，最大剪应力发生在截面腹板与翼缘交接处。截面应力分布规律剪应力分布正应力分布

弹性稳定计算非弹性稳定计算有限元法实验方法稳定性能计算方法基于小变形假设，采用线性分析方法计算构件的稳定承载力。利用有限元软件对构件进行建模和分析，可以准确计算复杂截面形状和加载条件下的稳定承载力。考虑材料非线性和几何非线性因素，采用非线性分析方法计算构件的稳定承载力。通过实验室试验或现场试验，直接测定构件的稳定承载力，为理论计算提供验证和依据。

303拉弯、压弯构件设计方法与步骤

设计流程梳理明确设计要求和荷载条件强度、刚度与稳定性验算初步拟定截面形式与尺寸计算内力与选择材料根据工程实际，确定拉弯、压弯构件的跨度、荷载大小及作用位置等设计参数。根据经验或类比法，初步选择构件的截面形式（如工字形、箱形等）和尺寸。根据结构力学方法计算构件的内力（轴力、弯矩、剪力等），并选择合适的材料（如Q235、Q345等）。对初步设计的构件进行强度、刚度和稳定性验算，确保满足规范要求。

根据荷载大小和作用位置，选择合理的截面形式，如工字形截面适用于弯矩较大的情况，箱形截面适用于扭矩较大的情况。截面形式选择在满足强度和稳定性要求的前提下，尽量减小截面尺寸，以节约材料和降低成本。截面尺寸优化根据工程实际和经济性要求，选择合适的材料，如高强度钢材可用于大跨度、重荷载的构件。材料选择截面选择与优化策略

根据材料的力学性能和构件的内力计算结果，对构件进行强度校核，确保满足规范要求。强度校核稳定性验算疲劳验算抗震性能评估考虑构件的失稳形式（如整体失稳、局部失稳等），选择合适的稳定系数，对构件进行稳定性验算。对于承受动荷载的构件，还需进行疲劳验算，以确保构件在长期使用过程中的安全性。对于地震区的构件，还需进行抗震性能评估，以确保构件在地震作用下的安全性。强度校核与稳定性验算

304拉弯、压弯构件连接与节点设计

螺栓连接优点是装拆方便，适用于工地安装连接和需要拆装的临时性连接；缺点是需要在板件上开孔和拼装时对孔，增加制造工作量。焊接连接优点是构造简单、连接刚度大、密封性能好；缺点是焊接残余应力和变形对结构有不利影响，焊接质量较难保证。铆钉连接优点是塑性和韧性较好，传力可靠，质量也便于检查；缺点是构造复杂，用钢量多，施工麻烦，目前很少采用。连接方式选择及优缺点比较

123刚性连接节点，具有较大的刚度，能承受较大的弯矩和扭矩，常用于框架梁柱连接等需要传递弯矩的场合。刚接节点只传递轴力和剪力，不传递弯矩和扭矩，构造简单，适用于只承受轴力和剪力的场合，如屋架、托架等。铰接节点介于刚接和铰接之间，具有一定的转动刚度，能传递部分弯矩和扭矩，常用于需要一定转动能力的场合。半刚性节点节点类型划分及适用条件

节点设计应符合强度、刚度和稳定性要求，同时应考虑制造、运输和安装等条件。对于焊接节点，应