上冊拉彎和壓彎構(gòu)件課件

1、上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),土木工程1003-04班,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,課程內(nèi)容,鋼結(jié)構(gòu)上冊：拉、壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì) 鋼結(jié)構(gòu)下冊： 第一章 緒論 第二章 單層廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第三章 輕鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 第四章 多高層鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)（選修課，雷宏剛開設(shè)） 第五章 網(wǎng)架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)(選修課，李海旺開設(shè)） 第六章 鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)軟件介紹* （自學(xué)） 第七章 鋼結(jié)構(gòu)的制作、安裝與防護(hù),上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7 拉彎和壓彎構(gòu)件,參考書 1、鋼結(jié)構(gòu)，魏明鐘主編，武漢理太原理工大學(xué) 出版社（第二版）P180-204 2、鋼結(jié)構(gòu)（上冊）鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，陳紹番等主 編，中國建筑工業(yè)出版社 3.6: 拉彎和壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和強(qiáng)度計(jì)算 4

2、.5:壓彎構(gòu)件的面內(nèi)和面外穩(wěn)定性及截面 選擇和計(jì)算 5.2:框架穩(wěn)定和框架柱計(jì)算長度,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.1 概 述,同時(shí)承受軸向力和彎矩的構(gòu)件稱為壓彎(或拉彎)構(gòu)件(圖7.1、7.2),上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,應(yīng)用場合,桁架上下弦桿：受節(jié)間荷載作用 墻架柱以及天窗架的側(cè)立柱：受風(fēng)荷載作用。 柱子：如工業(yè)建筑中的廠房框架柱(圖7.3)、多層(或高層)建筑中的框架柱(圖7.4)以及海洋平臺(tái)的立柱等等。它們不僅要承受上部結(jié)構(gòu)傳下來的軸向壓力，同時(shí)還受有彎矩和剪力。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,應(yīng)用場合圖片,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,應(yīng)用場合圖片,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,如何設(shè)計(jì)拉、壓彎構(gòu)件？,在進(jìn)行拉彎和壓彎構(gòu)件設(shè)

3、計(jì)時(shí)，應(yīng)同時(shí)滿足： 拉彎構(gòu)件 1、承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度 2、正常使用極限狀態(tài)：剛度(限制長細(xì)比） 對(duì)壓彎構(gòu)件 1、承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度、整體穩(wěn)定(彎矩作 用平面 內(nèi)穩(wěn)定和彎矩作用平面外穩(wěn)定)、局部穩(wěn)定 2、正常使用極限狀態(tài)：剛度(限制長細(xì)比） 拉彎構(gòu)件的容許長細(xì)比與軸心拉桿相同(表5.1)，壓彎構(gòu)件的容許長細(xì)比與軸心壓桿相同(表5.2)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.2 拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度,強(qiáng)度極限狀態(tài)： 截面出現(xiàn)塑性鉸（截面所有點(diǎn)的壓（拉）應(yīng)力都達(dá)到了屈服極限） 在軸心壓力及彎矩的共同作用下，工字形截面上應(yīng)力的發(fā)展過程如圖7.5所示(拉力及彎矩共同作用下與此類似，僅應(yīng)力圖形上下相反)。,上

4、冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.2 拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度,軸向力不變、彎矩增加截面上應(yīng)力的發(fā)展過程 邊緣纖維的最大應(yīng)力達(dá)屈服點(diǎn)圖7.5(a)； 最大應(yīng)力一側(cè)塑性部分深入截面圖7.5(b)； 兩側(cè)均有部分塑性深入截面圖7.5(c)； 全截面進(jìn)入塑性圖7.5(d)，此時(shí)截面進(jìn)入全塑 性狀態(tài)塑性鉸狀態(tài)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,軸向力和彎矩共同作用下強(qiáng)度計(jì)算,內(nèi)力的計(jì)算分為兩種情況： 當(dāng)中和軸在腹板范圍內(nèi)( )時(shí)， （7.3),上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,軸向力和彎矩共同作用下強(qiáng)度計(jì)算,當(dāng)中和軸在翼緣范圍內(nèi)(即 )時(shí)，按上述相同方法可以導(dǎo)得： （7.4),上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,相關(guān)公式的相關(guān)曲線,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,鋼結(jié)構(gòu)

5、設(shè)計(jì)規(guī)范GB-50017-2002 的計(jì)算公式,規(guī)范采用了直線式相關(guān)公式，即用斜直線代替曲線（圖7.6中的虛線）： 便于計(jì)算. 分析中沒有考慮附加撓度的不利影響.,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范GB-50017-2002 的計(jì)算公式,令 (像梁那樣，考慮塑性部分深入)，再引入抗力分項(xiàng)系數(shù)后，得規(guī)范規(guī)定的拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算式： 承受雙向彎矩的拉彎或壓彎構(gòu)件，規(guī)范采用了與尤(7.6)相銜接的線性公式： 截面塑性發(fā)展系數(shù)，其取值的具體規(guī)定見第6章表6.1。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,考慮塑性發(fā)展注意事項(xiàng), 當(dāng)壓彎構(gòu)件受壓翼緣的自由外伸寬度與其厚度之比 (但不超過 )時(shí)，應(yīng)取 。 對(duì)需要計(jì)算疲勞的

6、拉彎和壓彎構(gòu)件，宜取， 即不考慮截面塑性發(fā)展，按彈性應(yīng)力狀態(tài)圖 7.5(a)計(jì)算。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3 壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定,壓彎構(gòu)件可能在彎矩作用平面內(nèi)彎曲失穩(wěn)，也可能在彎矩作用平面外彎扭失穩(wěn)。所以，壓彎構(gòu)件要分別計(jì)算彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外的穩(wěn)定性。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,參照軸心壓桿的失穩(wěn)形式來理解,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1 彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定,目前確定壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)極限承載力的方法很多，可分為兩大類。一類是邊緣屈服準(zhǔn)則的計(jì)算方法，一類是精度較高的最大強(qiáng)度準(zhǔn)則的數(shù)值計(jì)算方法。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.1 邊緣纖維屈服準(zhǔn)則,根據(jù)第4章的推導(dǎo)，對(duì)于一兩端 鉸支，

7、跨中最大初彎曲值的彈 性壓彎構(gòu)件；沿全長均勻彎矩 作用下，截面的受壓最大邊緣屈 服時(shí)，其邊緣纖維的應(yīng)力可用 式(4.24)表達(dá)，即：,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.1 邊緣纖維屈服準(zhǔn)則,若公式中的 ，則軸心力N即為有初始缺陷的軸心壓桿的臨界力 ，得： （7.8）,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.1 邊緣纖維屈服準(zhǔn)則,上式應(yīng)與軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算式 協(xié)調(diào)，即， 代人式(7.8)，解得 為：,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.1 邊緣纖維屈服準(zhǔn)則,將此 值代人式(4.24)中，經(jīng)整理得： (7.10) 式中 在彎矩作用平面內(nèi)的軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定系數(shù)。 上 式(7.10)即為壓彎構(gòu)件按邊緣屈

8、服準(zhǔn)則導(dǎo)出的相關(guān)公式。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則(壓潰理論）,邊緣纖維屈服準(zhǔn)則考慮當(dāng)構(gòu)件截面最大纖維剛一屈服時(shí)構(gòu)件即失去承載能力而發(fā)生破壞，較適用于格構(gòu)式構(gòu)件。 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件當(dāng)受壓最大邊緣剛開始屈服時(shí)尚有較大的強(qiáng)度儲(chǔ)備，即容許截面塑性深入。因此若要反映構(gòu)件的實(shí)際受力情況，宜采用最大強(qiáng)度準(zhǔn)則，即以具有各種初始缺陷的構(gòu)件為計(jì)算模型，求解其極限承載能力。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,在第5章中，曾介紹了具有初始缺陷(初彎曲、初偏心和殘余應(yīng)力)的軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算方法。實(shí)際上考慮彎曲和初偏心的軸心受壓構(gòu)件就是壓彎構(gòu)件，只不過彎矩由偶然因素引起，主要內(nèi)

9、力是軸向壓力。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,規(guī)范修訂時(shí)，采用數(shù)值計(jì)算方法(逆算單元長度法)，考慮構(gòu)件存在 /1000的初彎曲實(shí)測的殘余應(yīng)力分布，算出了近200條壓彎構(gòu)件極限承載力曲線。圖4.22繪出了翼緣為火焰切割邊的焊接工字形截面壓彎構(gòu)件在兩端相等彎矩作用下的相關(guān)曲線，其中實(shí)線為理論計(jì)算的結(jié)果。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,對(duì)于不同的截面形式，或雖然截面形式相同但尺寸不同、殘余應(yīng)力的分布不同以及失穩(wěn)方向的不同等，其計(jì)算曲線都將有很大的差異。很明顯，包括各種截面形式的近200條曲線，很難用一個(gè)統(tǒng)一公式

10、來表達(dá)。但修訂規(guī)范時(shí)，經(jīng)過分析證明，發(fā)現(xiàn)采用相關(guān)公式的形式可以較好地解決上述困難。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,由于影響穩(wěn)定極限承載力的因素很多，且構(gòu)件失穩(wěn)時(shí)已進(jìn)入彈塑性工作階段，要得到精確的、符合各種不同情況的理論相關(guān)公式是不可能的。因此，只能根據(jù)理論分析的結(jié)果，經(jīng)過數(shù)值運(yùn)算，得出比較符合實(shí)際又能滿足工程精度要求的實(shí)用相關(guān)公式,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,規(guī)范將用數(shù)值方法得到的壓彎構(gòu)件的極限承載力 與用邊緣纖維屈服準(zhǔn)則導(dǎo)出的相關(guān)公式(7.10)中的軸心壓力N進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn):對(duì)于短粗的實(shí)腹桿，上式偏于安全；而對(duì)于細(xì)長的實(shí)腹桿，上式偏于不安全。因此，規(guī)

11、范借用了彈性壓彎構(gòu)件邊緣纖維屈服時(shí)計(jì)算公式的形式，但在計(jì)算彎曲應(yīng)力時(shí)考慮了截面的塑性發(fā)展和二階彎矩，對(duì)于初彎曲和殘余應(yīng)力的影響則綜合在一個(gè)等效偏心距 內(nèi) ，最后提出一近似相關(guān)公式：,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,WPx= 式中 wpx截面塑性抵抗矩。 上式的相關(guān)曲線即圖4.22中的虛線，其計(jì)算結(jié)果與理論值的誤差很小。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.2 最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.1.3 規(guī)范規(guī)定的實(shí)腹式壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算式,式(7.11)僅適用于彎矩沿桿長為均勻分布的兩端鉸支壓彎構(gòu)件。當(dāng)彎矩為非均勻分布時(shí)，構(gòu)件的實(shí)際承載能力將比由上式算得的值高。為了把式(

12、7.11)推廣應(yīng)用于其他荷載作用時(shí)的壓彎構(gòu)件，用等效彎矩 ( 為最大彎矩， 1)代替公式中 的來考慮這種有利因素。另外，考慮部分塑性深入截面，采用 ，并引入抗力分項(xiàng)系數(shù)，即得到規(guī)范所采用的實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算式，即第4章式(4.30) ,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,等效彎矩系數(shù)，參見表4.1：,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,規(guī)范按下列情況取值：,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,對(duì)于T型鋼、雙角鋼T形等單軸對(duì)稱截面壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩作用于對(duì)稱軸平面且使較大翼緣受壓時(shí)，構(gòu)件失穩(wěn)時(shí)出現(xiàn)的塑性區(qū)除存在受壓區(qū)屈服和受壓、受拉區(qū)同時(shí)屈服兩種情況外，還可能在受拉區(qū)首先出現(xiàn)屈服而導(dǎo)致構(gòu)件失去承載能力，故除了按式(7.12)

13、計(jì)算外，還應(yīng)按下式計(jì)算： 式中 受拉側(cè)最外纖維的毛截面抵抗矩； 與 相應(yīng)的截面塑性發(fā)展系數(shù)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.2 彎矩作用平面外的穩(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彎剛度通常較小，當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支承以阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件可能因彎扭屈曲而破壞。根據(jù)第4章的推導(dǎo)，構(gòu)件在發(fā)生彎扭失穩(wěn)時(shí)，其臨界條件為式(4.53)：,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,理想軸心受壓構(gòu)件扭轉(zhuǎn)屈曲臨界力 理想軸心受壓構(gòu)件繞y軸的彎曲屈曲臨界力 雙軸對(duì)稱純彎曲梁的臨界彎矩,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.2 彎矩作用平面外的穩(wěn)定,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,(7.15),上冊拉彎和壓彎構(gòu)

14、件,(7.16),上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.3 雙向彎曲實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定,雙軸對(duì)稱的工字形截面（含H型鋼）和箱形截面的壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩同時(shí)作用在兩個(gè)主平面內(nèi)時(shí)，可用下列與式（7.12）和式（7.16）相銜接的線性公式計(jì)算其穩(wěn)定性：,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.3.4 壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定 （新教材p153-156),規(guī)范采取限制翼緣和腹板的寬厚比及高厚比，見表7.1。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,表7.1中規(guī)定的寬厚比限值的來源說明,1) 翼緣的寬厚比 壓彎構(gòu)件的受壓翼緣板，其應(yīng)力情況與梁受壓翼緣基本相同，尤其是有強(qiáng)度控制設(shè)計(jì)時(shí)更是如此，因此其自由外伸寬度與厚度之比（項(xiàng)次1、4

15、）以及箱形截面翼緣在腹板之間的寬厚比（項(xiàng)次5）均與梁受壓翼緣的寬厚比限值相同。(計(jì)算簡圖：三邊簡支，一邊無窮大的薄板；局部穩(wěn)定準(zhǔn)則：局部失穩(wěn)不先于鋼材屈服）,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,規(guī)范采取限制翼緣和腹板的寬厚比及高厚比，見表7.1。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,2) T形截面的腹板 當(dāng) 1.0(彎矩較小)時(shí)，T形截面腹板中壓應(yīng)力分布不均的有利影響不大，其寬厚比限值采用與翼緣板相同；當(dāng) 1.0(彎矩較大)時(shí)，此有利影響較大，故提高20(項(xiàng)次2)。 3)箱形截面的腹板 考慮兩腹板受力可能不一致，而且翼緣對(duì)腹板的約束因常為單側(cè)角焊縫也不如工字形截面，因而箱形截面的寬厚比

16、限值取為工字形截面腹板的0.8倍。 4)圓管截面 一般圓管截面構(gòu)件的彎矩不大，故其直徑與厚度之比的限值與軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定相同。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4 壓彎構(gòu)件(框架柱)的設(shè)計(jì),7.4.1 框架柱的計(jì)算長度 單根壓彎構(gòu)件，利用計(jì)算長度系數(shù)直接得到計(jì)算長度(參看第4章表4.2)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4 壓彎構(gòu)件(框架柱)的設(shè)計(jì),7.4.1 框架柱的計(jì)算長度 但對(duì)于框架柱（平面框架），需要確定： 框架平面內(nèi)的計(jì)算長度：通過對(duì)框架的整體穩(wěn)定分析得到。 框架平面外的計(jì)算長度：需根據(jù)側(cè)向支承點(diǎn)的布置情況確定。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.1.1 單層等截面框架柱在框架 平面內(nèi)的計(jì)算長度,在整

17、體穩(wěn)定分析時(shí)，一般取平面框架作為計(jì)算模型，不考慮空間作用?？蚣艿氖Х€(wěn)形式有： 無側(cè)移的圖7.9（a）、（b） 有側(cè)移的圖7.9（c）、（d）柱頂有阻止框架側(cè)移的支撐體系（包括支承架、剪力墻等）,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,如何確定框架中柱的計(jì)算長度？,確定框架柱的計(jì)算長度通常根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，并作了如下近似假定： （1）框架只承受作用于節(jié)點(diǎn)的豎向荷載，忽略橫梁荷載和水平荷載產(chǎn)生梁端彎矩的影響。分析比較表明，在彈性工作范圍內(nèi)，此種假定帶來的誤差不大，可以滿足設(shè)計(jì)工作的要求。但須注意，此假定只能用于確定計(jì)算長度，在計(jì)算柱的截面尺寸時(shí)必須同時(shí)考慮彎矩和軸芯力； （2）所有框架柱同時(shí)喪失穩(wěn)

18、定，即所有框架柱同時(shí)達(dá)到臨界荷載； （3）失穩(wěn)時(shí)橫梁兩端的轉(zhuǎn)角相等。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,在上述近似假定的基礎(chǔ)上用彈性穩(wěn)定理論對(duì)框架進(jìn)行穩(wěn)定分析，可求得各種框架中柱的計(jì)算長度系數(shù)和線剛度比的關(guān)系。表7.3為有側(cè)移單層等截面框架柱的計(jì)算長度系數(shù)值。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,注：線剛度為截面慣性矩與構(gòu)件長度之比。 與柱鉸接的橫梁取其線剛度為零。 計(jì)算框架的等截面格構(gòu)式柱和桁架式橫梁的線剛度時(shí)，應(yīng)考慮綴件(或腹桿)變形的影響，將其慣性矩乘以0.9. 當(dāng)桁架式橫梁高度有變化時(shí)，其慣性矩宜按平均高度計(jì)算。=0.9(A上h上2+A下h下2） 從表7.3可以看出，有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，框架柱的計(jì)算長度系數(shù)都大于1.0。

19、柱腳剛接的有側(cè)移框架柱，值約在1.02.0之間如圖7.9(c)。柱腳鉸接的有側(cè)移框架柱，值總是大于2.0 對(duì)于無側(cè)移框架柱，柱子的計(jì)算長度系數(shù)將小于1.0，參見新教材p174表5-2.,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長度計(jì)算,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.1.2 多層等截面框架柱在框架平面 內(nèi)的計(jì)算長度,多層多跨框架的失穩(wěn)形式： 有側(cè)移失穩(wěn)圖7.10(b) 無側(cè)移失穩(wěn)圖7.10(a) 計(jì)算時(shí)的基本假定與單層框架相同。 當(dāng)框架結(jié)構(gòu)中的抗剪體系(如支撐架、剪力墻、抗剪筒體等)的剛度等于或大于框架結(jié)構(gòu)本身剛度的5倍時(shí)，可認(rèn)為是無側(cè)移失穩(wěn)； 未設(shè)置抗剪體系或抗剪體系不滿足上述要求時(shí)，則屬于

20、有側(cè)移反對(duì)稱失穩(wěn)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,根據(jù)柱端直接相連構(gòu)件的約束作用求柱的計(jì)算系數(shù),設(shè)K1為相交于柱上端節(jié)點(diǎn)的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值； K2為相交于柱下端節(jié)點(diǎn)的橫梁線剛度之和與柱線剛度之和的比值,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.1.3 框架柱在框架平面外的計(jì)算長度,框架柱在框架平面外的計(jì)算長度一般由支撐構(gòu)件的布置情況確定。支撐體系提供柱在平面外的支承點(diǎn)，柱在平面外的計(jì)算長度即取決于支撐點(diǎn)間的距離。這些支撐點(diǎn)應(yīng)能阻止柱沿廠房的縱向發(fā)生側(cè)移，如單層廠房框架柱，柱下段的支撐點(diǎn)常常是基礎(chǔ)的表面和吊車梁的下翼緣處，柱上段的支撐點(diǎn)是吊車梁上翼緣的制動(dòng)梁和屋架下弦縱向水平支撐或

21、者托架的弦桿。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.2 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì),7.4.2.1 截面形式 對(duì)于壓彎構(gòu)件，當(dāng)承受的彎矩較小時(shí)其截面形式與一般的軸心受壓構(gòu)件相同(圖5.14)。當(dāng)彎矩較大時(shí)，宜采用在彎矩作用平面內(nèi)截面高度較大的雙軸對(duì)稱截面或單軸對(duì)稱截面(圖7.12)，圖中的雙箭頭為用矢量表示的繞x軸的彎矩(右手法則)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.2.2 截面選擇及驗(yàn)算,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,(1)強(qiáng)度驗(yàn)算,承受單向彎矩的壓彎構(gòu)件其強(qiáng)度驗(yàn)算用式(7.6)，即為：,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,(2)整體穩(wěn)定驗(yàn)算,實(shí)腹式壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算采用式(7.12)，即 對(duì)T形截面(包括雙角鋼T形截面

22、)，還應(yīng)按式(7.13)進(jìn)行計(jì)算,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,(2)整體穩(wěn)定驗(yàn)算,彎矩作用平面外用式(7.16)，即 各式中符號(hào)的含義見本章7.2和7.3節(jié)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,(3)局部穩(wěn)定驗(yàn)算,(3)局部穩(wěn)定驗(yàn)算 組合截面壓彎構(gòu)件翼緣和腹板的寬厚比應(yīng)滿足表7.1的要求。 (4)剛度驗(yàn)算 壓彎構(gòu)件的長細(xì)比應(yīng)不超過表5.2中規(guī)定的容許長細(xì)比限值。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.2.3 構(gòu)造要求,翼緣寬厚比必須滿足局部穩(wěn)定的要求，否則翼緣屈曲必然導(dǎo)致構(gòu)件整體失。 但當(dāng)腹板屈曲時(shí)，由于存在屈曲后強(qiáng)度，構(gòu)件不會(huì)立即失穩(wěn)只會(huì)使其承載力有所降低。設(shè)計(jì)中有時(shí)采用較薄的腹板，當(dāng)腹板的高厚比不滿足表7.1中的要求時(shí)，

23、可考慮腹板中間部分由于失穩(wěn)而退出工作，計(jì)算時(shí)腹板截面面積僅考慮兩側(cè)寬度各為 的部分(計(jì)算構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)時(shí)仍用全截面)?？稍诟拱逯胁吭O(shè)置縱向加 勁肋(圖5.13)，此時(shí)腹板的受壓較大翼緣與縱向加勁肋之間的高厚比應(yīng)滿足表7.1的要求。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.2.3 構(gòu)造要求, 當(dāng)腹板的 時(shí)，為防止腹板在施工和運(yùn)輸中發(fā)生變形，應(yīng)設(shè)置間距不大于 的橫向加勁肋。 設(shè)有縱向加勁肋的同時(shí)也應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋。加勁肋的截面選擇與第6章梁中加勁肋截面的設(shè)計(jì)相同。 大型實(shí)腹式柱在受有較大水平力處和運(yùn)送單元的端部應(yīng)設(shè)置橫隔，橫隔的設(shè)置方法詳見第5章(圖5.22)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.3 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件

24、,截面高度較大的壓彎構(gòu)件,采用格構(gòu)式可以節(jié)省材料,所以格構(gòu)式壓彎構(gòu)件一般用于廠房的框架柱和高大的獨(dú)立支柱。由于截面的高度較大且受有較大的外剪力，故構(gòu)件常常用綴條連接。綴板連接的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件很少采用。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.3 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件,常用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件截面如圖7.15所示。當(dāng)柱中彎矩不大或正負(fù)彎矩的絕對(duì)值相差不大時(shí)，可用對(duì)稱的截面形式圖7.15(a)、(b)、(d)；如果正負(fù)彎矩的絕對(duì)值相差較大時(shí)，常采用不對(duì)稱截面圖7.15(c)，并將較大肢體放在受壓較大的一側(cè)。,上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,7.4.3.1 彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件,格構(gòu)式壓彎構(gòu)件通常使彎矩繞虛軸作用圖7.15(a)、(b)、(c)，對(duì)此種構(gòu)件應(yīng)進(jìn)行下列計(jì)算： (1)彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定性計(jì)算 彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，由于截面中部空心，不能考慮塑性的深入發(fā)展，故彎矩作用平面內(nèi) 的整體穩(wěn)定計(jì)算適宜采用邊緣屈服準(zhǔn)則。在根據(jù)此準(zhǔn)則導(dǎo)出的相關(guān)式(7.10)中，引入等效彎矩系數(shù)，并考慮抗力分項(xiàng)系數(shù)后，得： (7.25),上冊拉彎和壓彎構(gòu)件,（2）分肢的穩(wěn)定計(jì)算,將整個(gè)構(gòu)件視為一平行弦桁架， 將構(gòu)件的兩個(gè)分肢看作桁架體 系的弦桿，兩分肢的軸心力應(yīng)