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拉弯和压弯构件十周.ppt

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  • 卖家[上传人]:jiups****uk12
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    • 第一节第一节 概概 述述 一、定义 同时承受弯矩和轴心拉力或轴心压力的构件称为拉弯 构件或压弯构件压弯构件也称为梁—柱二、应用 单层厂房的柱、多层或高层房屋的框架柱、承受不对 称荷载的工作 平台柱、以及支架 柱、塔架、桅杆塔 等常是压弯构件; 桁架中承受节间内 荷载的杆件则是压 弯或拉弯构件由于弯矩可看成由偏心力引起,故也称偏拉或偏压构件 产生原因:偏心荷载、横向荷载、弯矩作用产生原因:偏心荷载、横向荷载、弯矩作用三、截面形式 当弯矩较小和正负弯矩绝对值大致相等或使用上有特 殊要求时,常采用双轴对称截面当构件的正负弯矩绝对 值相差较大时,为了节省钢材,常采用单轴对称截面在 受压较大的一侧分布着更多的材料;实腹式——单轴对称截面比较合理格构式——缀条格构柱比较经济四、拉弯构件的设计要求 p在钢结构中拉弯构件的应用较少,钢屋架中下弦杆一 般属于轴心拉杆,但在下弦杆的节点间作用有横向荷 载时就属于拉弯构件p需进行强度和刚度(限制长细比)计算 强度破坏:出现塑性铰或者边缘出现屈服 稳定问题:拉力很小、弯矩很大——弯扭屈曲五、压弯构件的设计要求 1. 1. 压弯构件的破坏方式:压弯构件的破坏方式: ((1 1)强度破坏。

      强度破坏 ((2 2)弯矩作用平面内丧失整体稳定)弯矩作用平面内丧失整体稳定 当当NN<

      将导致压弯构件整体稳定承载力降低2. 2. 设计要求:设计要求: 应进行强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性计算应进行强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性计算计算内容:计算内容:腹板的高厚比不能满足上述要求时的处理方法 ①① 加大腹板厚度,使其满足要求但此法当加大腹板厚度,使其满足要求但此法当h h0 0较大时较大时 ,可能导致多费钢材可能导致多费钢材 ②② 在腹板两侧设置纵向加劲肋,使加劲肋与翼缘间腹在腹板两侧设置纵向加劲肋,使加劲肋与翼缘间腹 板高厚比满足上述要求此法将导致制造工作量增加板高厚比满足上述要求此法将导致制造工作量增加 每侧加劲肋的外伸宽度不应小于每侧加劲肋的外伸宽度不应小于1010t tw w,厚度不应小,厚度不应小 于于0.750.75t tw w ③③ 在计算构件的强度和稳定性时,利用腹板屈曲后强在计算构件的强度和稳定性时,利用腹板屈曲后强 度的概念,对腹板仅考虑其计算高度两侧各度的概念,对腹板仅考虑其计算高度两侧各2020t tw w的宽的宽 度范围为有效截面,不计腹板的中间部分(但在计算度范围为有效截面,不计腹板的中间部分(但在计算 构件的稳定系数时,仍采用全部截面)。

      此法当构件的稳定系数时,仍采用全部截面)此法当h h0 0较较 大时,比较经济大时,比较经济第五节第五节 压弯构件的截面设计和构造要求压弯构件的截面设计和构造要求总结:总结:一、设计要求一、设计要求1 1.截面选择.截面选择 高度较大的压弯构件宜采用格构式高度较大的压弯构件宜采用格构式 MM较小或较小或±M±M的绝对值相差较小时,宜采用双轴对称的绝对值相差较小时,宜采用双轴对称 截面当±M±M的绝对值相差较大时,宜采用单轴对称的绝对值相差较大时,宜采用单轴对称 截面2 2.设计要求.设计要求 应满足强度、刚度、整体稳定和局部应满足强度、刚度、整体稳定和局部 稳定要求格构式压弯构件承受的弯矩绕虚轴作用时稳定要求格构式压弯构件承受的弯矩绕虚轴作用时 ,还应满足单肢稳定要求还应满足单肢稳定要求截面轮廓尺寸尽量大而板厚较小,以获得较大的截面轮廓尺寸尽量大而板厚较小,以获得较大的 惯性矩;尽量使弯矩作用平面内和外的稳定承载力接惯性矩;尽量使弯矩作用平面内和外的稳定承载力接 近构造简单,制造方便、连接简单近构造简单,制造方便、连接简单先根据构造要求或设计经验,初选截面,再进行先根据构造要求或设计经验,初选截面,再进行 各项验算。

      依验算结果调整截面尺寸,直至满意为止各项验算依验算结果调整截面尺寸,直至满意为止 二、实腹式压弯构件的截面设计二、实腹式压弯构件的截面设计 截面设计可按下列步骤进行:截面设计可按下列步骤进行:1 1、确定构件承受的内力设计值;、确定构件承受的内力设计值;2 2、选择截面型式;、选择截面型式;3 3、选择钢材及确定钢材强度设计值;、选择钢材及确定钢材强度设计值;4 4、确定弯矩作用平面内和外的计算长度;、确定弯矩作用平面内和外的计算长度;5 5、根据经验或已有资料初选截面尺寸;、根据经验或已有资料初选截面尺寸;6 6、对初选截面进行验算:、对初选截面进行验算:①①强度验算;强度验算;②②刚度刚度 验算;验算;③③弯矩作用平面内整体稳定验算;弯矩作用平面内整体稳定验算;④④弯矩作用弯矩作用 平面外整体稳定验算;平面外整体稳定验算;⑤⑤局部稳定验算局部稳定验算验算不满足要求,或富裕过大,应对初选截面进验算不满足要求,或富裕过大,应对初选截面进 行修改,重新进行验算,直至满意为止行修改,重新进行验算,直至满意为止三、格构式压弯构件的截面设计三、格构式压弯构件的截面设计 格构式压弯构件大多用于单向压弯,且弯矩绕截格构式压弯构件大多用于单向压弯,且弯矩绕截 面的虚轴作用时的情况。

      常采用缀条柱截面设计步面的虚轴作用时的情况常采用缀条柱截面设计步 骤如下,其它形式可参照进行骤如下,其它形式可参照进行1 1、按构造要求或凭经验初选两分肢轴线间距离或、按构造要求或凭经验初选两分肢轴线间距离或 两肢背面间的距离两肢背面间的距离b b2 2、求两分肢所受轴力、求两分肢所受轴力NN1 1和和NN2 2, ,按轴心受压构件确定按轴心受压构件确定 两分肢截面尺寸两分肢截面尺寸3 3、缀条截面设计和缀条与分肢的连接设计缀条截面设计和缀条与分肢的连接设计4 4、对整体格构式构件进行各项验算不满足要求、对整体格构式构件进行各项验算不满足要求 时,作适当修正,直到全部满足要求,且不过于保守时,作适当修正,直到全部满足要求,且不过于保守 为止 第六节第六节 框架梁与柱的连接和柱的拼接框架梁与柱的连接和柱的拼接连接问题:连接问题:pp梁柱连接(铰接、刚接)梁柱连接(铰接、刚接)pp梁梁连接梁梁连接pp柱头连接柱头连接pp柱脚连接柱脚连接梁柱刚接:上下翼缘传递弯矩,腹板传递剪力梁柱刚接:上下翼缘传递弯矩,腹板传递剪力主梁与柱一一. . 框架梁与柱的连接框架梁与柱的连接 设计原则设计原则 安全可靠、传力路线明确简捷、构造简单、安全可靠、传力路线明确简捷、构造简单、 便于制造和安装。

      便于制造和安装 连接分类连接分类 1. 1.柔性连接也称简支连接柔性连接也称简支连接 ((1 1)梁支承于柱顶)梁支承于柱顶 a. a.平缘支座梁平缘支座梁 梁端支承加劲肋应与柱翼缘对正,梁的梁端支承加劲肋应与柱翼缘对正,梁的 反力由梁端支承加劲肋直接传给柱翼缘构造简单反力由梁端支承加劲肋直接传给柱翼缘构造简单 ,传力明确,对制造和安装要求都不高,但当两相,传力明确,对制造和安装要求都不高,但当两相 邻梁的反力不等时,柱为偏心受压邻梁的反力不等时,柱为偏心受压 b.b.突缘支座梁突缘支座梁 梁的反力通过突缘支座传给柱突缘支梁的反力通过突缘支座传给柱突缘支 座板下边应刨平与柱顶板顶紧在柱腹板两侧应设座板下边应刨平与柱顶板顶紧在柱腹板两侧应设 加劲肋1. 1.柔性连接柔性连接 ((2 2)梁支承于柱侧)梁支承于柱侧 梁的反力较小时,将梁搁置在梁的反力较小时,将梁搁置在 柱侧牛腿上,为防止梁扭转,可在梁顶部设小角钢与柱侧牛腿上,为防止梁扭转,可在梁顶部设小角钢与 柱相连构造简单,安装方便当梁的反力较大时,柱相连构造简单,安装方便当梁的反力较大时, 可在柱上焊一厚钢板承托,梁端突缘支座板与承托刨可在柱上焊一厚钢板承托,梁端突缘支座板与承托刨 平顶紧。

      平顶紧 2. 2.刚性连接刚性连接 应在柱腹板位于梁的上、下翼缘处设置水平加劲应在柱腹板位于梁的上、下翼缘处设置水平加劲 肋或隔板,以防止柱翼缘在梁受拉翼缘的水平拉力作肋或隔板,以防止柱翼缘在梁受拉翼缘的水平拉力作 用下变形过大和柱腹板在梁受压翼缘的水平压力作用用下变形过大和柱腹板在梁受压翼缘的水平压力作用 下发生承压破坏和局部失稳应验算梁与柱的连接在下发生承压破坏和局部失稳应验算梁与柱的连接在 弯矩和剪力作用下的承载力和节点域的抗剪强度弯矩和剪力作用下的承载力和节点域的抗剪强度 试验表明,由于节点域四周边缘构件的约束作用,节试验表明,由于节点域四周边缘构件的约束作用,节 点域的实际抗剪屈服强度有较大提高设计时可取提高系点域的实际抗剪屈服强度有较大提高设计时可取提高系 数为数为4/34/3,忽略柱剪力,忽略柱剪力V Vc1c1和轴力对节点域抗剪强度的影响和轴力对节点域抗剪强度的影响 ,按下式计算抗剪强度:,按下式计算抗剪强度: V VP P--- ---节点域的体积工字形或节点域的体积工字形或HH形钢截面柱:形钢截面柱: V VP P=h=hb b*h*hc c*t*tw w当节点域的厚度不满足上式要求时,宜将柱腹板在节当节点域的厚度不满足上式要求时,宜将柱腹板在节 点域局部加厚或加焊贴板。

      点域局部加厚或加焊贴板3. 3.半刚性连接半刚性连接 除承受梁端传来的竖向剪力外,还可以承受一定数除承受梁端传来的竖向剪力外,还可以承受一定数 量的弯矩设计半刚性连接的框架时,需要知道节点的量的弯矩设计半刚性连接的框架时,需要知道节点的 弯矩弯矩~ ~转角关系关系转角关系关系 二二. . 框架柱的拼接框架柱的拼接在多层框架中,柱的安装单元长度常为在多层框架中,柱的安装单元长度常为2~32~3层柱高,层柱高, 常在上层横梁上表面以上常在上层横梁上表面以上0.8~1.2m0.8~1.2m左右处设置柱与柱的工左右处设置柱与柱的工 地拼接 工字形截面柱的拼接可采用坡口焊缝连接、摩擦型高工字形截面柱的拼接可采用坡口焊缝连接、摩擦型高 强度螺栓连接、以及上述两者的混合连接强度螺栓连接、以及上述两者的混合连接 第七节第七节 柱脚设计柱脚设计一一. .设计要求设计要求 柱下端与基础相连的部分称为柱脚柱脚的作用柱下端与基础相连的部分称为柱脚柱脚的作用 是将柱身所承受的力传递和分布到基础,并将柱固定是将柱身所承受的力传递和分布到基础,并将柱固定 于基础基础一般由混凝土或钢筋混凝土做成。

      柱脚于基础基础一般由混凝土或钢筋混凝土做成柱脚 构。

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