《拉彎和壓彎構(gòu)》PPT課件

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1、鋼結(jié)構(gòu)基本原理城市建設(shè)學(xué)院2010年---2011年第一學(xué)期本章內(nèi)容:(1)拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度(2)壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定(3)框架中梁與柱的連接(4)框架柱的柱腳構(gòu)造和計(jì)算本章重點(diǎn)：壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定本章難點(diǎn)：壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定本章要求：掌握壓彎和拉彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算掌握壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定計(jì)算6拉彎和壓彎構(gòu)件壓彎(拉彎)構(gòu)件：同時(shí)承受軸心力和彎矩的構(gòu)件。NNNPNNNN產(chǎn)生原因：偏心荷載、橫向荷載、彎距作用6.1概述圖6.1壓彎構(gòu)件N壓彎(拉彎)構(gòu)件的應(yīng)用：如桁架受節(jié)間荷載作用時(shí)；多高層結(jié)構(gòu)中的框架柱；廠房柱等。截面形式實(shí)腹式格構(gòu)式拉彎和壓

2、彎構(gòu)件設(shè)計(jì)應(yīng)滿足：承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。拉彎構(gòu)件：需要計(jì)算強(qiáng)度和剛度；壓彎構(gòu)件：需要計(jì)算強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。圖6.2桁架NN6.2拉彎和壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度圖6.3壓彎構(gòu)件截面應(yīng)力的發(fā)展過(guò)程圖6.1壓彎構(gòu)件1、強(qiáng)度（1）工作階段彈性階段彈塑性階段塑性階段當(dāng)截面出現(xiàn)塑性鉸時(shí),根據(jù)力平衡條件可得軸心壓力與彎矩的相關(guān)方程,繪出曲線,為簡(jiǎn)化計(jì)算且偏于安全,采用直線作為計(jì)算依據(jù)。2、強(qiáng)度公式1pNMN+Mpn=—無(wú)彎矩作用時(shí)，全部?jī)艚孛媲某休d力—無(wú)軸力作用時(shí)，凈截面塑性彎矩當(dāng)截面出現(xiàn)塑性鉸時(shí)，構(gòu)件產(chǎn)生較大變形，

3、只能考慮部分截面發(fā)展塑性將代入，并引入得：N或M單獨(dú)作用N≤Np或N/Np=1M≤Mpn雙向拉彎和壓彎構(gòu)件單向拉彎和壓彎構(gòu)件Mx、My---繞x軸和y軸的彎矩Wnx、Wny---對(duì)x軸和y軸的凈截面模量γx、γy---截面塑性發(fā)展系數(shù),表5.1An---凈截面面積（6.6）（6.7）二、剛度拉彎和壓彎構(gòu)件的允許長(zhǎng)細(xì)比[λ]同軸心受力構(gòu)件yyftbf2351523513≤<(1)當(dāng)xhwtb（2）直接承受動(dòng)力荷載需驗(yàn)算疲勞時(shí)，不考慮截面塑性發(fā)展；（3）對(duì)格構(gòu)式構(gòu)件，對(duì)繞虛軸作用的彎矩，不能發(fā)展塑性，對(duì)繞實(shí)軸作用的彎矩，可考慮發(fā)展塑

4、性。注：不考慮截面塑性發(fā)展yXyXMxXXyy6.3壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定一、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定適用于實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彈性階段的穩(wěn)定計(jì)算及格構(gòu)式壓彎構(gòu)件。對(duì)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件，截面可發(fā)展一定塑性，通過(guò)對(duì)11種200多個(gè)常見(jiàn)截面形式構(gòu)件的計(jì)算比較，規(guī)范采用下列公式：1、邊緣纖維屈服準(zhǔn)則—平面內(nèi)軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；—壓彎構(gòu)件的最大彎距設(shè)計(jì)值；—參數(shù)；—等效彎距系數(shù)；—平面內(nèi)對(duì)較大受壓纖維的毛截面抵抗矩2、實(shí)腹式壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定公式（6.13）NNM1M2各種情況的等效彎矩系數(shù)，規(guī)范具體規(guī)定如下：（1）懸臂構(gòu)件，（2）框架柱和兩端有支撐的構(gòu)

5、件①無(wú)橫向荷載M1和M2為端彎矩，使構(gòu)件件產(chǎn)生同向曲率取同號(hào)，使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時(shí)取異號(hào)NNM1M2使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí)，使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率時(shí)，③無(wú)端彎矩但有橫向荷載作用時(shí)，②有端彎矩和橫向荷載NN注：?jiǎn)屋S對(duì)稱截面（T型鋼、雙角鋼T形截面），當(dāng)彎矩作用在對(duì)稱軸平面內(nèi)，且使較大翼緣受壓時(shí)，有可能在受拉側(cè)首先出現(xiàn)塑性，按下列相關(guān)公式進(jìn)行補(bǔ)充驗(yàn)算—受拉側(cè)最外纖維的毛截面抵抗矩；（6.14）W2x＜W1x二、彎矩作用平面外的穩(wěn)定根據(jù)第四章的推導(dǎo)，構(gòu)件在發(fā)生彎扭屈曲時(shí)，其臨界條件：可求出彎扭屈曲臨界力以的不同比值代入，可繪出和之間的相關(guān)曲

6、線越大，曲線越外凸，對(duì)常用的雙軸對(duì)稱工字形截面，偏于安全地取并引入非均勻彎矩作用時(shí)的等效彎矩系數(shù)，箱形截面的截面影響系數(shù)以及抗力分項(xiàng)系數(shù)用——彎距作用平面外軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)；——所計(jì)算構(gòu)件段范圍內(nèi)的最大彎距設(shè)計(jì)；——均勻彎曲梁的整體穩(wěn)定系數(shù)?！孛嬗绊懴禂?shù)，閉口截面取0.7，其他截面取1.0——等效彎矩系數(shù)；三、壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定如果組成構(gòu)件的板件過(guò)薄，薄板可能會(huì)先于構(gòu)件整體失穩(wěn)，與軸心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件相同，即限制翼緣和腹板的寬厚比及高厚比。1.受壓翼緣的局部穩(wěn)定受力情況與受彎構(gòu)件基本相同壓彎構(gòu)件翼緣板的寬厚比限值同受

7、彎構(gòu)件（1）工字形截面（若取rx=1.0，否則為13倍）（2）箱形截面腹板之間的受壓翼緣2.腹板的局部穩(wěn)定根據(jù)分析，腹板寬厚比限值與應(yīng)力梯度和長(zhǎng)細(xì)比有關(guān)（1）工字形截面當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)---應(yīng)力梯度，應(yīng)力均為腹板端部對(duì)應(yīng)應(yīng)力！工字形截面壓彎柱腹板的受力狀態(tài)，四邊簡(jiǎn)支，二對(duì)邊承受單向線性分布?jí)簯?yīng)力，同時(shí)四邊承受均布剪應(yīng)力的作用。——腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力——腹板計(jì)算高度另一邊緣相應(yīng)的應(yīng)力，壓應(yīng)力取正，拉應(yīng)力取負(fù)——構(gòu)件在彎距作用平面內(nèi)的長(zhǎng)細(xì)比，當(dāng)時(shí)，取，當(dāng)時(shí)，?。?）箱形截面箱形截面壓彎構(gòu)件腹板受力與工字形截面相同，但考慮到其腹板邊

8、緣嵌固不如工字形截面。當(dāng)時(shí)當(dāng)時(shí)但上兩式右邊不小于第六章拉彎和壓彎構(gòu)件框架的可能失穩(wěn)形式有兩種，一種是有支撐框架，其失穩(wěn)形式為無(wú)側(cè)移；一種是無(wú)支撐的純框架，其失穩(wěn)形式有側(cè)移。有側(cè)移失穩(wěn)的框架，其臨界力比無(wú)側(cè)移失穩(wěn)的框架低得多。故框架的承載能力一般以有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)的臨