1、第六 章,拉彎和壓彎構(gòu)件,大綱要求,1、了解拉彎和壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式；,2、了解壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定的基本原理；掌握其計(jì)算方法；,5、掌握實(shí)腹式壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法及其主要的構(gòu)造要求；,4、掌握拉彎和壓彎的強(qiáng)度和剛度計(jì)算;,3、了解實(shí)腹式壓彎構(gòu)件局部穩(wěn)定的基本原理；掌握其計(jì) 算方法；,6、掌握格構(gòu)式壓彎構(gòu)件設(shè)計(jì)方法及其主要的構(gòu)造要求；,6-1 概述,一、應(yīng)用 一般工業(yè)廠房和多高層房屋的框架柱。 受有節(jié)間荷載的桁架的弦桿、腹桿。,同時(shí)承受軸向力和彎矩的構(gòu)件稱壓彎（拉彎）構(gòu)件。,彎矩的形成：,橫向荷載,偏心軸力,端彎矩,二、截面形式,拉彎構(gòu)件： 承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度 正常使用極限狀態(tài)：剛度,三、計(jì)

2、算內(nèi)容,同時(shí)滿足兩種極限狀態(tài)要求。,壓彎構(gòu)件：,彎矩作用在實(shí)軸上（繞虛軸）,彎矩作用在虛軸上（繞實(shí)軸）,承載能力極限狀態(tài),正常使用極限狀態(tài),剛度,6-2 拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度,一、截面應(yīng)力的發(fā)展 以工字形截面壓彎構(gòu)件為例：,(A)彈性工作階段,(D)塑性工作階段塑性鉸(強(qiáng)度極限),(B)最大壓應(yīng)力一側(cè)截面部分屈服,(C)截面兩側(cè)均有部分屈服,對(duì)于工字形截面壓彎構(gòu)件，由圖（D）內(nèi)力平衡條件可得，N、M的關(guān)系式，繪出無(wú)量綱相關(guān)曲線：,是一條外凸曲線，規(guī)范為簡(jiǎn)化計(jì)算采用直線代替，其方程為：,式中：,由于全截面達(dá)到塑性狀態(tài)后，變形過(guò)大，因此規(guī)范對(duì)不同截面限制其塑性發(fā)展區(qū)域?yàn)椋?/8-1/4）h,因此，

3、令： 并引入抗力分項(xiàng)系數(shù)，得：,雙向彎矩的拉、壓彎構(gòu)件：,如工字形，,當(dāng)直接承受動(dòng)力荷載時(shí)，,其他截面的塑性發(fā)展系數(shù)見(jiàn)教材。,6-3 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定,一、壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定,彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定,彎矩作用平面外的穩(wěn)定,彎曲失穩(wěn),彎扭失穩(wěn),用矢量表示彎矩（右手法則）,二、確定壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)極限承載力的方法,1、邊緣纖維屈服準(zhǔn)則：,截面邊緣纖維應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)即失為承載能力極限。,根據(jù)第4章的推導(dǎo)得：,2、最大強(qiáng)度準(zhǔn)則,考慮塑性深入截面，以構(gòu)件最后破壞為承載能力極限。,根據(jù)第4章的推導(dǎo)得：,三、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定,采用規(guī)范規(guī)定的實(shí)腹式壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算公式,引入彎矩非均勻分布時(shí)的等效彎

4、矩系數(shù)mx,考慮抗力分項(xiàng)系數(shù),考慮截面部分塑性發(fā)展，采用,1、對(duì)于雙軸對(duì)稱截面：,規(guī)范mx對(duì)作出具體規(guī)定： 1、框架柱和兩端支承構(gòu)件 （1）沒(méi)有橫向荷載作用時(shí)： M1、 M2為端彎矩，無(wú)反彎點(diǎn)時(shí)取同號(hào)，否 則取異號(hào)，M1M2,（2）有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí):,使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí): mx =1.0 使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時(shí): mx =0.85,（3）僅有橫向荷載時(shí)：mx =1.0,2、懸臂構(gòu)件: mx =1.0,2、對(duì)于單軸對(duì)稱截面：,當(dāng)彎矩使較大翼緣受壓時(shí)，受拉區(qū)可能先出現(xiàn)塑性，為此應(yīng)同時(shí)滿足式（67）和下式要求：,四、彎矩作用平面外的穩(wěn)定,彎矩作用平面外穩(wěn)定的機(jī)理與梁失穩(wěn)的機(jī)理相同，因此其

5、失穩(wěn)形式也相同平面外彎扭屈曲。,式中:,規(guī)范規(guī)定的壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外穩(wěn)定計(jì)算公式：,tx等效彎矩系數(shù)，取平面外兩相鄰支承點(diǎn)間構(gòu)件為 計(jì)算單元，取值同mx ；,（1）工字形（含H型鋼）截面 雙軸對(duì)稱時(shí)： 單軸對(duì)稱時(shí)：,（2）T形截面（M繞對(duì)稱軸x作用） 彎矩使翼緣受壓時(shí)： 雙角鋼T形截面：,剖分T型鋼和兩板組合T形截面：,彎矩使翼緣受拉，且腹板寬厚比不大于 時(shí)：,（3）箱形截面b=1.0。,注意： 用以上公式求得的應(yīng)b1.0； 當(dāng)b 0.6時(shí)，不需要換算，因已經(jīng)考慮塑性發(fā)展；,五、雙向彎曲實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定,詳見(jiàn)教材P185,六、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定,規(guī)范采用了限制板件的寬厚比的

6、方法，見(jiàn)教材表7.1。,其中：,1、拉彎和壓彎構(gòu)件的計(jì)算內(nèi)容有哪些？,2、雙軸對(duì)稱截面、單軸對(duì)稱截面實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定應(yīng)如何計(jì)算?,3、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定如何計(jì)算？,6.4 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定,對(duì)于寬度很大的偏心受壓柱為了節(jié)省材料常采用格構(gòu)式構(gòu)件，且通常采用綴條柱。,一壓彎格構(gòu)柱彎矩繞虛軸作用時(shí)的整體穩(wěn)定計(jì)算 （一）彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定(N、Mx作用下：) 因截面中空，不考慮塑性性發(fā)展系數(shù)， 故其穩(wěn)定計(jì)算公式為：,采用ox,（二）彎矩作用平面外穩(wěn)定(N、Mx作用下：),因?yàn)槠矫嫱鈴澢鷦偠却笥谄矫鎯?nèi)（實(shí)軸），故整體穩(wěn)定不必驗(yàn)算，但要進(jìn)行分肢穩(wěn)定驗(yàn)算。 （三）分肢穩(wěn)定(N、Mx作用下：

7、) 將綴條柱視為一平行弦桁架， 分肢為弦桿，綴條為腹桿，則由 內(nèi)力平衡得：,分肢按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算。,分肢計(jì)算長(zhǎng)度： 1）綴材平面內(nèi)（11軸）取綴條體系的節(jié)間長(zhǎng)度； 2）綴材平面外，取構(gòu)件側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離。,二壓彎格構(gòu)柱彎矩繞實(shí)軸作用時(shí)的整體穩(wěn)定計(jì)算,由于其受力性能與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同，故其平面內(nèi)、平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算均與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件相同，但在計(jì)算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定時(shí)，構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比取換算長(zhǎng)細(xì)比，b取1.0。,三雙向受彎格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算,1、整體穩(wěn)定,2、分肢穩(wěn)定,詳見(jiàn)教材P196,一、截面選擇 1、對(duì)于N大、M小的構(gòu)件，可參照軸壓構(gòu)件初估； 2、對(duì)于N小、M大的構(gòu)件，可參

8、照受彎構(gòu)件初估； 因影響因素多，很難一次確定。 二、截面驗(yàn)算 1、強(qiáng)度驗(yàn)算 2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算 3、局部穩(wěn)定驗(yàn)算組合截面 4、剛度驗(yàn)算 三、構(gòu)造要求（設(shè)橫隔、設(shè)加勁肋等）,6.5 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì),6.6 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的設(shè)計(jì),一、截面選擇 1、對(duì)稱截面（分肢相同），適用于M相近的構(gòu)件； 2、非對(duì)稱截面（分肢不同），適用于M相差較大的構(gòu)件； 二、截面驗(yàn)算 1、強(qiáng)度驗(yàn)算 2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算（含分肢穩(wěn)定） 3、剛度驗(yàn)算 4、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)算方法與軸壓格構(gòu)柱的綴材設(shè)計(jì)相同。,三、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； 2、分肢局部穩(wěn)定同實(shí)腹柱。,1、壓彎格構(gòu)柱彎矩繞虛軸作用時(shí)的穩(wěn)定計(jì)算內(nèi)容有哪些？各如何計(jì)算？,一、柱頭 自學(xué) 二、柱腳 1、鉸接柱腳：同軸壓柱腳 2、剛接柱腳 1）整體式剛性柱腳 適用于實(shí)腹柱及分肢間距小的壓彎構(gòu)件，常 用形式如圖A： 2）分離式剛性