《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教學(xué)拉彎壓彎構(gòu)件PPT學(xué)習(xí)教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教學(xué)拉彎壓彎構(gòu)件PPT學(xué)習(xí)教案（48頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、會計(jì)學(xué)1鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教學(xué)拉彎壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理教學(xué)拉彎壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure2 2、截面形式、截面形式 實(shí)腹式和格構(gòu)式實(shí)腹式和格構(gòu)式圖圖 壓彎構(gòu)件的截面形式壓彎構(gòu)件的截面形式壓彎構(gòu)件的截面通常做壓彎構(gòu)件的截面通常做成在彎矩作用方向具有成在彎矩作用方向具有較大的截面尺寸。較大的截面尺寸。實(shí)腹式截面：熱軋型鋼實(shí)腹式截面：熱軋型鋼截面、冷彎薄壁型鋼截截面、冷彎薄壁型鋼截面和組合截面。面和組合截面。當(dāng)構(gòu)件計(jì)算長度較大且當(dāng)構(gòu)件計(jì)算長度較大且受力較大時，為了提高受力較大時，為了提高截面的抗彎剛度，還常截面的抗彎剛

2、度，還常常采用格構(gòu)式截面。常采用格構(gòu)式截面。第1頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure3、 拉彎、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容拉彎、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容拉彎構(gòu)件：拉彎構(gòu)件： 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度強(qiáng)度 正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)：剛剛度度強(qiáng)度強(qiáng)度穩(wěn)定穩(wěn)定實(shí)腹式實(shí)腹式 格構(gòu)式格構(gòu)式 彎矩繞實(shí)軸作用彎矩繞實(shí)軸作用彎矩繞虛軸作用彎矩繞虛軸作用整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定 平面外穩(wěn)定平面外穩(wěn)定 承載承載能力能力極限極限狀態(tài)狀態(tài)正常正常使用使用極限極限狀態(tài)狀態(tài) 取值同軸壓構(gòu)件。取值同軸壓構(gòu)件

3、。 ,maxmax yx剛度剛度壓彎構(gòu)件：壓彎構(gòu)件：第2頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure6.7 拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度與剛度度6.7.1 拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度對拉彎構(gòu)件、截面有削弱或構(gòu)件端部彎矩大于跨間彎矩的壓彎構(gòu)對拉彎構(gòu)件、截面有削弱或構(gòu)件端部彎矩大于跨間彎矩的壓彎構(gòu)件，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。件，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。一、截面應(yīng)力的發(fā)展一、截面應(yīng)力的發(fā)展 以工字形截面壓彎構(gòu)件為例以工字形截面壓彎構(gòu)件為例：h hh hw wAAf fAAf fAAw wf fy y(A)(A)(

4、A)彈性工作階段彈性工作階段)59. 6(afWMANy第3頁/共48頁HHNh hh hw wAAf fAAf fAAw wf fy y(A)f fy y(B)f fy yf fy y(C)f fy yf fy y(D)(D)(D)塑性工作階段塑性工作階段塑性鉸塑性鉸( (強(qiáng)度極限強(qiáng)度極限) )(B)(B)最大壓應(yīng)力一側(cè)截面部分屈服最大壓應(yīng)力一側(cè)截面部分屈服(C)(C)截面兩側(cè)均有部分屈服截面兩側(cè)均有部分屈服h hh hh h-2-2h h 對于工字形截面壓彎構(gòu)件，由圖（對于工字形截面壓彎構(gòu)件，由圖（D）內(nèi)力平衡）內(nèi)力平衡條件可得，條件可得，N、M無量綱相關(guān)曲線：無量綱相關(guān)曲線：第4頁/共4

5、8頁01.01.01 pxxpMMNNpxxMMpNN)62. 6(1pxxpMMNN式中：式中：ypxpxypfWMAfN 由于全截面達(dá)到塑性由于全截面達(dá)到塑性狀態(tài)后，變形過大，狀態(tài)后，變形過大，因此規(guī)范對不同截面因此規(guī)范對不同截面限制其塑性發(fā)展區(qū)域限制其塑性發(fā)展區(qū)域?yàn)椋椋?/8-1/41/8-1/4）h h 第5頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StructureN軸心壓力設(shè)計(jì)值軸心壓力設(shè)計(jì)值 An驗(yàn)算截面凈截面面積驗(yàn)算截面凈截面面積 Mx、My兩個主平面內(nèi)的彎矩兩個主平面內(nèi)的彎矩Wn,x、Wn,y驗(yàn)算截面對兩個主軸的凈截面模

6、量驗(yàn)算截面對兩個主軸的凈截面模量 x、 y截面在兩個主平面內(nèi)的截面在兩個主平面內(nèi)的截面塑性發(fā)展系數(shù)，按表截面塑性發(fā)展系數(shù)，按表5.2采用采用（6.64a）fWMANnxxxn1.單向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式單向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式2.雙向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式雙向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式fWMWMANnyyynxxxn（6.64b）拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度第6頁/共48頁05. 1x 20. 1y 1.0yx 如工字如工字形形，當(dāng)直接承受動力荷載時當(dāng)直接承受動力荷載時，其他截面的塑性發(fā)展系數(shù)見教材。其他截面的塑性發(fā)展系數(shù)見教材。6.7.2 拉彎、壓彎構(gòu)件的剛度拉彎、壓

7、彎構(gòu)件的剛度拉彎、壓彎構(gòu)件的剛度計(jì)算與軸心受力構(gòu)件一樣，也以拉彎、壓彎構(gòu)件的剛度計(jì)算與軸心受力構(gòu)件一樣，也以規(guī)定他們的容許長細(xì)比進(jìn)行控制，并采用與表規(guī)定他們的容許長細(xì)比進(jìn)行控制，并采用與表6.1、表、表6.2相同數(shù)值。相同數(shù)值。第7頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn) 在在N和和M同同時作用下，一開始構(gòu)件就在彎矩作用平面內(nèi)發(fā)時作用下，一開始構(gòu)件就在彎矩作用平面內(nèi)發(fā)生變形，呈彎曲狀態(tài)，當(dāng)生變形，呈彎曲狀態(tài)，當(dāng)N和和M同時增加到

8、一定同時增加到一定大小時則到達(dá)極限狀態(tài)，超過此極限狀態(tài)，要大小時則到達(dá)極限狀態(tài)，超過此極限狀態(tài)，要維持內(nèi)外力平衡，只能減維持內(nèi)外力平衡，只能減 小小N和和M。在彎矩作。在彎矩作用平面內(nèi)只產(chǎn)生用平面內(nèi)只產(chǎn)生彎曲屈曲彎曲屈曲。 圖圖 壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)NN( a )( b )NN6.8 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算 壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外失穩(wěn)壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外失穩(wěn)當(dāng)構(gòu)件在當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支撐以阻止其產(chǎn)彎矩作用平面外沒有足夠的支撐以阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時，構(gòu)件可能發(fā)生

9、生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時，構(gòu)件可能發(fā)生彎扭屈彎扭屈曲曲而破壞，這種彎扭屈曲又稱為壓彎構(gòu)件彎而破壞，這種彎扭屈曲又稱為壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的整體失穩(wěn)。矩作用平面外的整體失穩(wěn)。 雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)同時產(chǎn)生雙向彎曲同時產(chǎn)生雙向彎曲變形并伴隨有扭轉(zhuǎn)變形屬變形并伴隨有扭轉(zhuǎn)變形屬彎扭失穩(wěn)彎扭失穩(wěn)。 第8頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定確定壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)極限承載力的方法可分為兩類，即確定壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)極限承載力的方法可分

10、為兩類，即：極限荷載計(jì)算方法極限荷載計(jì)算方法和和相關(guān)公式方法相關(guān)公式方法。1.極限荷載計(jì)算法極限荷載計(jì)算法采用解析法或數(shù)值法直接求解壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的極限荷載。采用解析法或數(shù)值法直接求解壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的極限荷載。解析法解析法是在各種近似假定的基礎(chǔ)上，通過理論方法求得構(gòu)件在是在各種近似假定的基礎(chǔ)上，通過理論方法求得構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)極限荷載的解析解。彎矩作用平面內(nèi)極限荷載的解析解。數(shù)值法數(shù)值法可以求得單一構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)極限承載力的數(shù)值解可以求得單一構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)極限承載力的數(shù)值解，可以考慮構(gòu)件的幾何缺陷和殘余應(yīng)力的影響，適用于各種邊，可以考慮構(gòu)件的幾何缺陷和殘余應(yīng)力的影響

11、，適用于各種邊界條件以及彈塑性工作階段，是最常用的方法。界條件以及彈塑性工作階段，是最常用的方法。2.相關(guān)公式計(jì)算法相關(guān)公式計(jì)算法即建立即建立軸力和彎矩相關(guān)公式軸力和彎矩相關(guān)公式來驗(yàn)算壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的來驗(yàn)算壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的極限承載力。目前各國設(shè)計(jì)規(guī)范中壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整極限承載力。目前各國設(shè)計(jì)規(guī)范中壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算多采用相關(guān)公式法，利用體穩(wěn)定驗(yàn)算多采用相關(guān)公式法，利用邊緣屈服準(zhǔn)則邊緣屈服準(zhǔn)則，可以建立，可以建立壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算的軸力和彎矩相關(guān)公式。壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定計(jì)算的軸力和彎矩相關(guān)公式。第9頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原

12、理 Design Principles of Steel Structure規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為：規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為： mxxx1xxEx1/MNfAWNN（6.71）3.壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式a) 繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件b) 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件mxxxx1Ex10.8/xMNfAWNN（6.72）c) 對于單軸對稱截面壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對成軸平面內(nèi)且對于單軸對稱截面壓彎構(gòu)

13、件，當(dāng)彎矩作用在對成軸平面內(nèi)且使較大翼緣受壓時，有可能在較小翼緣或無翼緣一側(cè)產(chǎn)生較大使較大翼緣受壓時，有可能在較小翼緣或無翼緣一側(cè)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)破壞。對于這種情況，除按式的拉應(yīng)力而出現(xiàn)破壞。對于這種情況，除按式(6.72)計(jì)算外，計(jì)算外，還應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算還應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算第10頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StructurefNNWMANxEx2xxmx/25. 11（6.73）N驗(yàn)算截面處的軸力驗(yàn)算截面處的軸力 A壓彎構(gòu)件的截面面積壓彎構(gòu)件的截面面積 Mx驗(yàn)算截面處的彎矩驗(yàn)算截面處的彎矩 x截面塑性發(fā)展系數(shù)截面塑性發(fā)展系

14、數(shù)W1,x、W2x最大受壓纖維的毛截面模量和受壓較小翼緣或無最大受壓纖維的毛截面模量和受壓較小翼緣或無翼緣端的毛截面模量翼緣端的毛截面模量 mx-等效彎矩系數(shù)等效彎矩系數(shù)221 . 1xExEAN第11頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure1）懸臂構(gòu)件和在內(nèi)力分析中未考慮二階效應(yīng)的無支撐框架）懸臂構(gòu)件和在內(nèi)力分析中未考慮二階效應(yīng)的無支撐框架和弱支撐框架柱和弱支撐框架柱 mx=1.02）框架柱和兩端支承的構(gòu)件）框架柱和兩端支承的構(gòu)件 無橫向荷載作用時無橫向荷載作用時 mx=0.65+0.35M1/M2， M1和和M2是構(gòu)

15、件兩端的彎矩。是構(gòu)件兩端的彎矩。 M2 M1 。當(dāng)兩端。當(dāng)兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，取同號，反之取異號。彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，取同號，反之取異號。 有端彎矩和橫向荷載同時作用時有端彎矩和橫向荷載同時作用時 使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率， mx=1.0； 產(chǎn)生反向曲率，產(chǎn)生反向曲率， mx=0.85。有關(guān)有關(guān) mx取值，規(guī)范規(guī)定如下：取值，規(guī)范規(guī)定如下： 無端彎矩有橫向荷載作用時無端彎矩有橫向荷載作用時： mx=1.0。第12頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure6.8.2 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面

16、外的穩(wěn)定計(jì)算實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算 單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定開口薄壁截面壓彎構(gòu)件的抗扭剛度及彎矩作用平面外的抗扭剛度開口薄壁截面壓彎構(gòu)件的抗扭剛度及彎矩作用平面外的抗扭剛度通常較小，當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支撐以阻止其產(chǎn)通常較小，當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支撐以阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時，構(gòu)件可能發(fā)生彎扭屈曲而破壞，這種彎扭生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時，構(gòu)件可能發(fā)生彎扭屈曲而破壞，這種彎扭屈曲稱為壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體失穩(wěn)。屈曲稱為壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體失穩(wěn)。壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定計(jì)算公式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整

17、體穩(wěn)定計(jì)算公式規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為：規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為： txxybx1MNfAW（6.75）第13頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StructureN驗(yàn)算截面處的軸力驗(yàn)算截面處的軸力 A壓彎構(gòu)件的截面面積壓彎構(gòu)件的截面面積 Mx計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)(構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間)的最大彎矩的最大彎矩 截面影響系數(shù)，箱形截面取截面影響系數(shù)，箱形截面取0.7，其他截面取，其他截面取1.0 y彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對單軸對稱截彎矩作用平面

18、外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對單軸對稱截面應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，采用換算長細(xì)比確定面應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，采用換算長細(xì)比確定 b均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù) tx-計(jì)算彎矩平面外穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)計(jì)算彎矩平面外穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)txxybx1MNfAW（6.75）第14頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 所計(jì)算段內(nèi)有端彎矩又有橫向力作用所計(jì)算段內(nèi)有端彎矩又有橫向力作用產(chǎn)生相同曲率時，產(chǎn)生相同曲率時， tx=1.0；產(chǎn)生反向曲率時；產(chǎn)生反向曲率時 tx=0.85 1） 在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)

19、件，應(yīng)根據(jù)兩相鄰支在彎矩作用平面外有支承的構(gòu)件，應(yīng)根據(jù)兩相鄰支承點(diǎn)間構(gòu)件段內(nèi)荷載和內(nèi)力情況確定。承點(diǎn)間構(gòu)件段內(nèi)荷載和內(nèi)力情況確定。 有關(guān)有關(guān) tx取值按下列方法采用取值按下列方法采用所計(jì)算的段內(nèi)無橫向荷載作用所計(jì)算的段內(nèi)無橫向荷載作用 tx =0.65+0.35M2/M1 所計(jì)算段內(nèi)無端彎矩，但有橫向力作用所計(jì)算段內(nèi)無端彎矩，但有橫向力作用 tx=1.0M1和和M2是構(gòu)件兩端的彎矩。是構(gòu)件兩端的彎矩。 M2 M1 。當(dāng)兩端彎矩使。當(dāng)兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，取同號，反之取異號。構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時，取同號，反之取異號。2） 彎矩作用平面外為懸臂構(gòu)件：彎矩作用平面外為懸臂構(gòu)件： tx =1.0

20、第15頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure6.9 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定 6.9.1 受壓翼緣板的寬厚比限值受壓翼緣板的寬厚比限值實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的板件與軸壓和受彎構(gòu)件的板件的受力相似，其實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的板件與軸壓和受彎構(gòu)件的板件的受力相似，其局部穩(wěn)定也是采用限制板件的寬（高）厚比的辦法來保證。局部穩(wěn)定也是采用限制板件的寬（高）厚比的辦法來保證。外伸翼緣板外伸翼緣板0y/40 235/btf（6.78）yftb23515 y/13 235/b tf（6.77）兩邊支承翼緣板兩邊支承翼緣板當(dāng)構(gòu)件

21、強(qiáng)度和整體穩(wěn)定不考慮截面塑性發(fā)展時，式（當(dāng)構(gòu)件強(qiáng)度和整體穩(wěn)定不考慮截面塑性發(fā)展時，式（6.77）可放寬）可放寬至：至：第16頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure圖圖7.5.1 壓彎構(gòu)件腹壓彎構(gòu)件腹板彈性狀態(tài)受力情板彈性狀態(tài)受力情況況 maxminahw板厚板厚tw 腹板受力較復(fù)雜。同時受不均勻壓力和剪力的作用。腹板受力較復(fù)雜。同時受不均勻壓力和剪力的作用。6.9.2 腹板的高厚比限腹板的高厚比限值值腹板的局部穩(wěn)定主要與壓應(yīng)力的不腹板的局部穩(wěn)定主要與壓應(yīng)力的不均勻分布的梯度有關(guān)。均勻分布的梯度有關(guān)。 0應(yīng)力梯度應(yīng)力梯度

22、 max腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力 min腹板計(jì)算高度另一邊緣相應(yīng)的應(yīng)力，腹板計(jì)算高度另一邊緣相應(yīng)的應(yīng)力，壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù) 0 ( max- min)/ max1.工字形和工字形和H形截面的腹板形截面的腹板 規(guī)范規(guī)范規(guī)定工字形和規(guī)定工字形和H H形截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值：形截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值：00w235(160.525)yhtf（6.85a）當(dāng)當(dāng)0 o1.6時時:第17頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure當(dāng)當(dāng)1.6 o2.0時時:00w235(4

23、80.526.2)yhtf（6.85b） 構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細(xì)比；構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細(xì)比； 當(dāng)當(dāng) 30時，取時，取 =30， 100時，取時，取 =100。2. 箱形截面的腹板箱形截面的腹板考慮到兩塊腹板可能受力不均，將按公式（考慮到兩塊腹板可能受力不均，將按公式（6.85a）和（）和（6.85b）確定）確定的高厚比值乘的高厚比值乘0.8的折減系數(shù)。的折減系數(shù)。但不應(yīng)小于但不應(yīng)小于 。yf/23540第18頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure3.T形截面的腹板形截面的腹板 當(dāng)當(dāng) 01.0時時 當(dāng)當(dāng) 01.

24、0時時015 235/ywhft（6.86a）018235 /ywhft（6.86b）當(dāng)彎矩作用在當(dāng)彎矩作用在T形截面對稱軸內(nèi)并使腹板自由邊受壓時：形截面對稱軸內(nèi)并使腹板自由邊受壓時：第19頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure6.11.1 截面形式截面形式1.對于對于N大、大、M小的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估；小的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估；2.對于對于N小、小、M大的構(gòu)件，可參照受彎構(gòu)件初估；大的構(gòu)件，可參照受彎構(gòu)件初估；6.11 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)6.1

25、1.2 截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算1. 強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算2. 整體穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算3. 局部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算組合截面組合截面4. 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算6.11.3 構(gòu)造要求構(gòu)造要求 與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似第20頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure例題例題6.3： 某壓彎構(gòu)件的簡圖、截面尺寸、受力和側(cè)向支承某壓彎構(gòu)件的簡圖、截面尺寸、受力和側(cè)向支承情況如圖所示，試驗(yàn)算所用截面是否滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定情況如圖所示，試驗(yàn)算所用截面是否滿足強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性要求。

26、鋼材為性要求。鋼材為Q235鋼，翼緣為焰切邊；構(gòu)件承受靜力荷鋼，翼緣為焰切邊；構(gòu)件承受靜力荷載設(shè)計(jì)值載設(shè)計(jì)值F=100kN和和N=900kN。 4704002x8000=16000F=100KN(F =100KN)kNN =900KN700KNN =kxxyyBEC+DA+266.7+400+266.7KN.m彎矩圖(設(shè)計(jì)值)101515第21頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel StructuremkN4004/161004/ FlMx1.內(nèi)力（設(shè)計(jì)值）內(nèi)力（設(shè)計(jì)值） 軸心力軸心力N =900

27、kN 彎彎 矩矩 2.截面特性和長細(xì)比：截面特性和長細(xì)比： l0 x=16m，l0y=8m 2mm1670015400210470A4633mm104 .79212/ )470390500400(xI366mm10170. 3250/104 .792xWmm8 .217xi1505 .738 .217/16000 xmm9 .97yi1507 .819 .97/8000y剛度滿足要求剛度滿足要求第22頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structurenxxnx36622/()900 10

28、/16700400 10 / 1.05 3.170 1053.9 120.2174.1N/mm215N/mmN AMWf 3.強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算滿足要求滿足要求mxxxx1xEx3662(1 0.8/)900 10400 100.729 167001.05 3.17 10 (1 0.8 1.1 900/6285)73.9 137.5211.4215N/mmMNAWN Nf729. 0, 5 .73xx05. 1xmx14.在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性驗(yàn)算滿足要求滿足要求第23頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design

29、Principles of Steel Structure22663N/mm215N/mm9 .1683 .896 .7910170. 3918. 01040065. 00 . 116700677. 010900fWMANxbxtxy討論：本例題中若中間側(cè)向支承點(diǎn)由中央一個改為兩個（各討論：本例題中若中間側(cè)向支承點(diǎn)由中央一個改為兩個（各在在l/3點(diǎn)即點(diǎn)即D和和E點(diǎn)），結(jié)果如何？點(diǎn)），結(jié)果如何？ 7 .81y677. 0y918. 044000/7 .8107. 144000/07. 1)(22ybb5.在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算：在彎矩作用平面外的穩(wěn)定性驗(yàn)算： AC段（或段（或CB段）兩端彎

30、矩為段）兩端彎矩為M1=400 kN.m，M20，段內(nèi)，段內(nèi)無橫向荷載：無橫向荷載： 65. 0/35. 065. 012MMtx0 . 1滿足要求滿足要求第24頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure6.局部穩(wěn)定驗(yàn)局部穩(wěn)定驗(yàn)算算翼緣的寬厚比翼緣的寬厚比y400101313 235/2 15bft腹板計(jì)算高度邊緣的應(yīng)力腹板計(jì)算高度邊緣的應(yīng)力066222900000400 1047053.8118.616700792.4 102172.4N/mm (64.8N/mm )xxMhNA

31、I0172.464.81.381.6172.40047047160.5251016 1.380.573.52583.8wht腹板高厚比腹板高厚比滿足要求滿足要求第25頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure6.12 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的計(jì)算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的計(jì)算 當(dāng)偏心受壓柱的寬度很大時，常采用格構(gòu)式。當(dāng)柱中彎矩不大當(dāng)偏心受壓柱的寬度很大時，常采用格構(gòu)式。當(dāng)柱中彎矩不大，或柱中可能出現(xiàn)正負(fù)號的彎矩但二者的絕對值相差不大時，可用對，或柱中可能出現(xiàn)正負(fù)號的彎矩但二者的絕對值相差不大時，可用對稱的截面形式稱的截面形式(k、i、m)；

32、當(dāng)彎矩較大且彎矩符號不變，或者正、負(fù)彎；當(dāng)彎矩較大且彎矩符號不變，或者正、負(fù)彎矩的絕對值相差較大時，常采用不對稱截面矩的絕對值相差較大時，常采用不對稱截面(n、p)，并將截面較大的，并將截面較大的肢件放在彎矩產(chǎn)生壓應(yīng)力的一側(cè)。肢件放在彎矩產(chǎn)生壓應(yīng)力的一側(cè)。 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式圖圖 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的截面形式 由于截面的高度較大且受有較大的外剪力，所以綴板連接的格構(gòu)式由于截面的高度較大且受有較大的外剪力，所以綴板連接的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件很少采用。壓彎構(gòu)件很少采用。第26頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原

33、理 Design Principles of Steel Structure截面中部空心，不考慮塑性的深入發(fā)展。截面中部空心，不考慮塑性的深入發(fā)展。1.彎矩平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算彎矩平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算（6.92）fNNWMANmx)1(Exx1xmaxx 注意：式中注意：式中 x及及NEx均按格構(gòu)式柱的換算長細(xì)比均按格構(gòu)式柱的換算長細(xì)比 0 x 確定確定 ，W1x=Ix/y0。y0為為x軸到較大壓力分肢的軸線距離或壓力較大分肢腹板邊緣軸到較大壓力分肢的軸線距離或壓力較大分肢腹板邊緣的距離，兩者中取較大者（見下圖）。的距離，兩者中取較大者（見下圖）。圖圖 格構(gòu)柱計(jì)算格構(gòu)柱計(jì)算繞虛軸截面模繞虛軸截

34、面模量時量時y0的取值的取值6.12.1 彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件按式（按式（6.92）計(jì)算。）計(jì)算。第27頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure1227AAxox雙肢綴條式柱：雙肢綴條式柱： A兩個肢柱的毛截面面積；兩個肢柱的毛截面面積；A1兩個斜桿的毛截面面積。兩個斜桿的毛截面面積。221 . 1oxExEAN其余符號同前。離，二者取大值。大分肢腹板外邊緣的距線距離或到壓力較軸到壓力較大分肢的軸為由軸的毛截面慣性矩；對計(jì)算區(qū)段的最大彎矩；

35、數(shù)；確定的軸壓構(gòu)件穩(wěn)定系由xyxIyIWMxxxxxx0010,fNNWMANmx)1(Exx1xmaxx（6.92）第28頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structurey2y1aNMx112.分肢的穩(wěn)定計(jì)算分肢的穩(wěn)定計(jì)算 構(gòu)件彎距作用平面外的整體穩(wěn)定一般通構(gòu)件彎距作用平面外的整體穩(wěn)定一般通過分肢的穩(wěn)定計(jì)算來保證而不必驗(yàn)算。過分肢的穩(wěn)定計(jì)算來保證而不必驗(yàn)算。 兩分肢的軸心力兩分肢的軸心力2x1NyMNaa（6.93）12NNN（6.94） 將整個構(gòu)件視為一平行弦桁架，將整個構(gòu)件視為一平

36、行弦桁架，分肢為分肢為弦桿，弦桿，兩分肢的軸心力則由內(nèi)力平衡得：兩分肢的軸心力則由內(nèi)力平衡得： 綴條式構(gòu)件的分肢按軸心受壓柱計(jì)算綴條式構(gòu)件的分肢按軸心受壓柱計(jì)算分肢計(jì)算長度：分肢計(jì)算長度：1）綴條平面內(nèi)（）綴條平面內(nèi)（11軸）取綴條體系軸）取綴條體系的節(jié)間長度的節(jié)間長度lox=l1 ；2）綴條平面外，取構(gòu)件側(cè)向支撐）綴條平面外，取構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離。不設(shè)支承時取點(diǎn)間的距離。不設(shè)支承時取loy=柱子全高。柱子全高。第29頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure 綴板式構(gòu)件的分肢

37、綴板式構(gòu)件的分肢 對綴板柱的分肢計(jì)算時，除對綴板柱的分肢計(jì)算時，除N1、N2外，尚應(yīng)考慮剪力作用外，尚應(yīng)考慮剪力作用下產(chǎn)生的局部彎矩，按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算。下產(chǎn)生的局部彎矩，按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算。 在綴板平面內(nèi)，分肢的計(jì)算長度對焊接綴板，計(jì)算長度取兩在綴板平面內(nèi)，分肢的計(jì)算長度對焊接綴板，計(jì)算長度取兩綴板間的單肢凈長。螺栓連接的綴板，則取相鄰兩綴板邊緣螺栓綴板間的單肢凈長。螺栓連接的綴板，則取相鄰兩綴板邊緣螺栓的最近距離。的最近距離。3.綴件的設(shè)計(jì)綴件的設(shè)計(jì)和格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件相同。和格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件相同。 當(dāng)剪力較大時，局部彎矩對綴板柱的不利影響較大，這當(dāng)剪力較大時，局部彎矩對綴板柱的不利

38、影響較大，這時采用綴條柱更為適宜。時采用綴條柱更為適宜。剪力取以下兩式的較大者：剪力取以下兩式的較大者：實(shí)際剪力實(shí)際剪力 和和23585yfAfV 第30頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure彎矩作用平面內(nèi)屈曲：彎矩作用平面內(nèi)屈曲：fNNWMAN)8 . 01 (Ey1yyymyy彎矩作用平面外屈曲：彎矩作用平面外屈曲：fWMAN1ybytyx 由于其受力性能與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同，故其由于其受力性能與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同，故其彎矩作用平面彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外整體穩(wěn)定計(jì)算

39、均與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同。內(nèi)和彎矩作用平面外整體穩(wěn)定計(jì)算均與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同。 但計(jì)算平面外穩(wěn)定時，對虛軸的長細(xì)比應(yīng)取換算長細(xì)比來求但計(jì)算平面外穩(wěn)定時，對虛軸的長細(xì)比應(yīng)取換算長細(xì)比來求 x ， b應(yīng)取應(yīng)取1.0。 6.12.2 彎矩繞實(shí)軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩繞實(shí)軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件第31頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure分肢穩(wěn)定按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算。軸心壓力分肢穩(wěn)定按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算。軸心壓力N在兩分肢間的分配與在兩分肢間的分配與分肢軸線至虛軸分肢軸線至虛軸x軸的距

40、離成反比；彎矩軸的距離成反比；彎矩My在兩分肢間的分配與分在兩分肢間的分配與分肢對實(shí)軸肢對實(shí)軸y軸的慣性矩成正比；與分肢軸線至虛軸軸的慣性矩成正比；與分肢軸線至虛軸x軸的距離成反比軸的距離成反比。121221111121yyyyyyyyMMMNNNMyIyIyIMayNN221：分肢分肢：分肢分肢軸線的距離。軸線的距離。、分肢、分肢軸到分肢軸到分肢、軸的慣性矩；軸的慣性矩；，對，對、分肢、分肢分肢分肢、21212121yyyyIIyy yy yxx211 分肢分肢2 分肢分肢1y2y1a第32頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Pr

41、inciples of Steel Structure1.截面選擇截面選擇1）對稱截面（分肢相同），適用于）對稱截面（分肢相同），適用于M相近的構(gòu)件；相近的構(gòu)件；2）非對稱截面（分肢不同），適用于）非對稱截面（分肢不同），適用于M相差較大的構(gòu)件；相差較大的構(gòu)件；6.12.5 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)3.構(gòu)造要求構(gòu)造要求1) 壓彎格構(gòu)柱必須設(shè)橫隔，做法同軸壓格構(gòu)柱；壓彎格構(gòu)柱必須設(shè)橫隔，做法同軸壓格構(gòu)柱；2) 分肢局部穩(wěn)定同實(shí)腹柱。分肢局部穩(wěn)定同實(shí)腹柱。2.截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算1）強(qiáng)度驗(yàn)算）強(qiáng)度驗(yàn)算2) 整體穩(wěn)定驗(yàn)算（含分肢穩(wěn)定）整體穩(wěn)定驗(yàn)算（含分肢穩(wěn)定）3) 局部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)

42、算組合截面組合截面4) 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算5) 綴材設(shè)計(jì)綴材設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)力取柱的實(shí)際剪力和軸壓格構(gòu)柱剪力的大值；計(jì)算方法與設(shè)計(jì)內(nèi)力取柱的實(shí)際剪力和軸壓格構(gòu)柱剪力的大值；計(jì)算方法與軸壓格構(gòu)柱的綴材設(shè)計(jì)相同。軸壓格構(gòu)柱的綴材設(shè)計(jì)相同。第33頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure例例6.4 圖示上端自由，下端固定的壓彎構(gòu)件，長度為圖示上端自由，下端固定的壓彎構(gòu)件，長度為5m，作，作用的軸心壓力為用的軸心壓力為500kN，彎矩為，彎矩為Mx，截面由兩個，截面由兩個I25a型鋼組型鋼組成，

43、綴條用成，綴條用L505，在側(cè)向構(gòu)件的上下端均為鉸接不動點(diǎn)，在側(cè)向構(gòu)件的上下端均為鉸接不動點(diǎn)，鋼材為鋼材為Q235鋼，要求確定構(gòu)件所能承受的彎矩鋼，要求確定構(gòu)件所能承受的彎矩Mx的設(shè)計(jì)值的設(shè)計(jì)值。L505xx40011y400y5000AAI25aNM1.對虛軸計(jì)算確定對虛軸計(jì)算確定Mx截面特性：截面特性：2cm975 .482A41cm280 xI4239360cm205 .482802xI20.14cm9739360 xi第34頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure查查P180表表6.3.1，此獨(dú)立柱繞虛軸的計(jì)算長

44、度系數(shù)，此獨(dú)立柱繞虛軸的計(jì)算長度系數(shù) 2。65.4914.2050022xxxil綴條面積：綴條面積：A1=24.89.6cm2。換算長細(xì)比：換算長細(xì)比：33.526 . 9972765.49272120AAxx按按b類查附表類查附表4.2845. 0 x301cm19682039360yIWxx懸臂柱懸臂柱 mx=1kN654033.521 . 110971020614. 31 . 1223220 x2ExEAN第35頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure21552.08 .606540/500847.0110196

45、81011097847.010500)1 (x3623Exx1xmxxMMNNWMANxx對虛軸的整體穩(wěn)定：對虛軸的整體穩(wěn)定：mkN5 .296xM2.對單肢計(jì)算確定對單肢計(jì)算確定Mx右肢的軸線壓力最大右肢的軸線壓力最大xxx15 . 22504001000400200500400400200MMMNN第36頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure7 .164 . 2/40cm,40, 4 . 2111xxxli11110.17,500cm,500/10.1749.1yyyil按

46、按a類查附表類查附表4.1919. 0y單肢穩(wěn)定計(jì)算單肢穩(wěn)定計(jì)算fANy/1215105 .48919. 0/10)5 . 2250(23xMmkN3 .283xM 經(jīng)比較可知，此壓彎構(gòu)件所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值為經(jīng)比較可知，此壓彎構(gòu)件所能承受的彎矩設(shè)計(jì)值為283.3kNm，整體穩(wěn)定和分肢穩(wěn)定的承載力基本一致。，整體穩(wěn)定和分肢穩(wěn)定的承載力基本一致。第37頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure1 1、拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式、拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式2 2、拉彎、壓彎構(gòu)件

47、的強(qiáng)度、拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度3 3、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算4 4、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算5 5、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定6 6、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)7 7、格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的計(jì)算、格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的計(jì)算小結(jié)小結(jié)第38頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure拉彎、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容拉彎、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)內(nèi)容拉彎構(gòu)件：拉彎構(gòu)件： 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極

48、限狀態(tài)：強(qiáng)度強(qiáng)度 正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)：剛剛度度強(qiáng)度強(qiáng)度穩(wěn)定穩(wěn)定實(shí)腹式實(shí)腹式 格構(gòu)式格構(gòu)式 彎矩繞實(shí)軸作用彎矩繞實(shí)軸作用彎矩繞虛軸作用彎矩繞虛軸作用整體穩(wěn)定整體穩(wěn)定局部穩(wěn)定局部穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定平面內(nèi)穩(wěn)定 平面外穩(wěn)定平面外穩(wěn)定 承載承載能力能力極限極限狀態(tài)狀態(tài)正常正常使用使用極限極限狀態(tài)狀態(tài) 取值同軸壓構(gòu)件。取值同軸壓構(gòu)件。 ,maxmax yx剛度剛度壓彎構(gòu)件：壓彎構(gòu)件：第39頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure1 拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度對拉彎構(gòu)

49、件、截面有削弱或構(gòu)件端部彎矩大于跨間彎矩的壓彎構(gòu)對拉彎構(gòu)件、截面有削弱或構(gòu)件端部彎矩大于跨間彎矩的壓彎構(gòu)件，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。件，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。2 拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則邊緣纖維屈服準(zhǔn)則邊緣纖維屈服準(zhǔn)則全截面屈服準(zhǔn)則全截面屈服準(zhǔn)則部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則fWMANnxxxn單向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式單向拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算公式3 拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度與剛度計(jì)算拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度與剛度計(jì)算對于三種情況，在設(shè)計(jì)時采用邊緣屈服作為構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。對于三種情況，在設(shè)計(jì)時采用邊緣屈服作為構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)。第40頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)

50、件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure4 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算 壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外失穩(wěn)壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外失穩(wěn)雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定相關(guān)公式計(jì)算法相關(guān)公式計(jì)算法mxxx1xxEx1/MNfAWNN壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式

51、a) 繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件繞虛軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件第41頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structureb) 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件mxxxx1Ex10.8/xMNfAWNNc) 對于單軸對稱截面壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對成軸平面內(nèi)且對于單軸對稱截面壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用在對成軸平面內(nèi)且使較大翼緣受壓時，有可能在較小翼緣或無翼緣一側(cè)產(chǎn)生較大使較大翼緣受壓時，有可能在較小翼緣或無翼緣一側(cè)產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力而出現(xiàn)破壞。對于這種情

52、況，除按式的拉應(yīng)力而出現(xiàn)破壞。對于這種情況，除按式(7.3.9)計(jì)算外，計(jì)算外，還應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算還應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算fNNWMANxEx2xxmx/25. 11第42頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure5 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算 規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為：規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為： txxybx1MNfAWN驗(yàn)算截面處的軸力驗(yàn)算截面處的軸力 A壓彎構(gòu)件的截面面積壓彎構(gòu)

53、件的截面面積 Mx計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)(構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間)的最大彎矩的最大彎矩 截面影響系數(shù)，箱形截面取截面影響系數(shù)，箱形截面取0.7，其他截面取，其他截面取1.0 y彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對單軸對稱截面應(yīng)考彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對單軸對稱截面應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，采用換算長細(xì)比確定慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，采用換算長細(xì)比確定 b均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)按附錄均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)按附錄3計(jì)算，對工行截面計(jì)算，對工行截面和和T形截面的非懸臂構(gòu)件可按受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)的近似公式計(jì)算形截面的非懸臂構(gòu)件可按受彎構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)的近似公式計(jì)算

54、(附錄附錄3.5)；對閉口截面取；對閉口截面取1.0 tx-計(jì)算彎矩平面外穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)計(jì)算彎矩平面外穩(wěn)定的等效彎矩系數(shù)第43頁/共48頁鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure6 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定 1） 受壓翼緣板的寬厚比限值受壓翼緣板的寬厚比限值實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的板件與軸壓和受彎構(gòu)件的板件的受力相似，其實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的板件與軸壓和受彎構(gòu)件的板件的受力相似，其局部穩(wěn)定也是采用限制板件的寬（高）厚比的辦法來保證。局部穩(wěn)定也是采用限制板件的寬（高）厚比的辦法來保證。外伸翼緣板外伸翼緣板0y/40 23

55、5/btfyftb23515 y/13 235/b tf兩邊支承翼緣板兩邊支承翼緣板當(dāng)構(gòu)件強(qiáng)度和整體穩(wěn)定不考慮截面塑性發(fā)展時，式可放寬至：當(dāng)構(gòu)件強(qiáng)度和整體穩(wěn)定不考慮截面塑性發(fā)展時，式可放寬至：第44頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure2） 腹板的高厚比限值腹板的高厚比限值腹板的局部穩(wěn)定主要與壓應(yīng)力的不均勻分布的梯度有關(guān)。腹板的局部穩(wěn)定主要與壓應(yīng)力的不均勻分布的梯度有關(guān)。 0應(yīng)力梯度應(yīng)力梯度 max腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力 min腹板計(jì)算高度另一

56、邊緣相應(yīng)的應(yīng)力，壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù)腹板計(jì)算高度另一邊緣相應(yīng)的應(yīng)力，壓應(yīng)力為正，拉應(yīng)力為負(fù) 0 ( max- min)/ max 規(guī)范規(guī)范規(guī)定工字形和規(guī)定工字形和H H形截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值：形截面壓彎構(gòu)件腹板高厚比限值：00w235(160.525)yhtf當(dāng)當(dāng)0 o1.6時時:當(dāng)當(dāng)1.6 o2.0時時:00w235(480.526.2)yhtf第45頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure1 ） 截面形式截面形式1.對于對于N大、大、M小的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估；小

57、的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估；2.對于對于N小、小、M大的構(gòu)件，可參照受彎構(gòu)件初估；大的構(gòu)件，可參照受彎構(gòu)件初估；6 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)2） 截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算1. 強(qiáng)度驗(yàn)算強(qiáng)度驗(yàn)算2. 整體穩(wěn)定驗(yàn)算整體穩(wěn)定驗(yàn)算3. 局部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算組合截面組合截面4. 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算3 ）構(gòu)造要求）構(gòu)造要求 與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似與實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件相似第46頁/共48頁第七章第七章 拉彎、壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)原理 Design Principles of Steel Structure1）.截面選擇截面選擇1）對稱截面（分肢相同），適用于）對稱截面（

58、分肢相同），適用于M相近的構(gòu)件；相近的構(gòu)件；2）非對稱截面（分肢不同），適用于）非對稱截面（分肢不同），適用于M相差較大的構(gòu)件；相差較大的構(gòu)件；7 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì)3）.構(gòu)造要求構(gòu)造要求1) 壓彎格構(gòu)柱必須設(shè)橫隔，做法同軸壓格構(gòu)柱；壓彎格構(gòu)柱必須設(shè)橫隔，做法同軸壓格構(gòu)柱；2) 分肢局部穩(wěn)定同實(shí)腹柱。分肢局部穩(wěn)定同實(shí)腹柱。2）.截面驗(yàn)算截面驗(yàn)算1）強(qiáng)度驗(yàn)算）強(qiáng)度驗(yàn)算2) 整體穩(wěn)定驗(yàn)算（含分肢穩(wěn)定）整體穩(wěn)定驗(yàn)算（含分肢穩(wěn)定）3) 局部穩(wěn)定驗(yàn)算局部穩(wěn)定驗(yàn)算組合截面組合截面4) 剛度驗(yàn)算剛度驗(yàn)算5) 綴材設(shè)計(jì)綴材設(shè)計(jì) 設(shè)計(jì)內(nèi)力取柱的實(shí)際剪力和軸壓格構(gòu)柱剪力的大值；計(jì)算方法與設(shè)計(jì)內(nèi)力取柱的實(shí)際剪力和軸壓格構(gòu)柱剪力的大值；計(jì)算方法與軸壓格構(gòu)柱的綴材設(shè)計(jì)相同。軸壓格構(gòu)柱的綴材設(shè)計(jì)相同。第47頁/共48頁