拉弯和压弯构件PPT课件

1、Hfc/ -W狗件Stretch-bending and Compression-bending members主要内容.第一节概述艺翌第二节拉弯和压弯构件的强度（钢结构规范5.2.1条）第三节实腹式压弯构件的稳定K整体稳定.钢结构规范5.2.2条 F 局部稳定.钢结构规落5.4.1条、 42条）,和第四节格构式压弯构件的稳長；JI（钢结构规范5.23条）产対 第五节实腹式压弯构件的设十1. 了解拉弯和压弯构件的应用和截面形式;2. 掌握拉弯和压弯的强3. 了解压弯构件整体稳4. 了解实腹式压弯构件的基本原理；掌握其的基本原理；掌握其5. 掌握6. 掌握构件设计方法及其要求；构件设计方法及其要求；一、拉弯与压弯构件的应用与破坏形式图71单层工业厂房框架柱(1)拉弯构件 (Stretch-Bending member )【定义】同时承受轴向作用的构件。【图例】图72(a) 偏心受拉的构件(b) 有横向荷载作用的拉杆(c)有端弯矩作用的拉杆b)a)C)M.y【实例】如桁架下弦为轴心拉杆，但 若存在非节点横向力,则为 拉弯构件。构件【应用范圉】拉弯构件的应用较少。*【承载力极限状态】一般:在

2、轴心拉力和弯矩的共同作用下,拉弯构件的承载能力极限状态是(plastic hinge )o部分截面屈服准则但是:对于格构式拉弯构件或冷弯构件或冷弯薄壁型钢 拉弯构件,截面就基本上达到了强度的极限。边缘纤维屈服准则:思考：1釜显注泪丐盛擡酝格构式构帽面考虑塑性发展吗？丿關耳(2)压弯构件 (Compression-bending member沌【定义】同时承受轴心压力和弯矩作用的构件。(a )偏心受压构件(b)有横向荷载作用的压杆【实例】厂房的框架柱图74 ;受风荷载作用的墙架柱高层建筑的框架柱；海洋平台的支柱； 受有节间荷载的桁架上弦。【应用范圉】钢结构中压弯构件的应用十分广泛,钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure二、截面形式1）拉弯和压弯构件的截面形式（图73）“rm山砂a)_T1- urL_63拉弯和压弯构件截面形式 a）实腹式b）格构式钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure压弯构件截面形式说明:实腹式截面:热轧型钢截面.冷弯薄壁型钢截面和 组合截面。当构件计算长度较大且受力较大时,为

3、了提高截面的 抗弯刚度Z还常常采用格构式截面。压弯构件的截面通常做成在具有由于截面的高度较大且受有较大的外剪 力,所以 连接的格构式压弯构件很少采用,而选 用 式。如果承受的弯矩 形式和一般，而轴心压力相同。如果弯矩,其截面形式和一般类似,除采用截面高度较大的双轴对称截面外,还常采 用单轴对称截面。钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure匚一厂EHIIIIIIII9UL1钢结构设计原理Design Principles of Steel StructureJ3)压弯构件的整体破坏三种形式：Bl【强度破坏 (strength failure )旨截面的一部分或全部应力都达到甚至超过钢材 屈服点的状况。当杆端弯矩很大或截面局部有严重削弱时出现；包【整体失稳破坏弯矩作用平面内的弯曲失稳破坏 (flexural failurein-plane )在弯矩作用平面内只产生弯曲变形 (弯曲失稳)，不存在分枝现象z属极值点失稳问 题,失稳模态为弯曲失稳;弯矩作用平面外的弯

4、曲扭转破坏 (flexural and torsional failure out-plane )属分岔失稳问题/失稳模态为弯扭失 稳O钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure【局部失稳破坏】发生在压弯构件的腹板和受压翼缘,其产生 的原因与m弯沟卸甜紀礬竝回钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure三、计算内容(1)拉弯构件： 承载能力极限状态:正常使用极限状态:(荷载标准值，计算弹性变形)控制长细比Anax = maX x勿2- 一取值同缶环结列设计!耳理 Design Principles of Steel Structure稳定问题仅仅在构件截面上出现压应力时才可能出现。 对于轴向受拉构件,截面不可能产生压应力,也就 不存在稳定问题；对于拉弯构件由于弯矩作用,当轴向拉力很小时,截面会出现压应力,此时就应该考虑拉弯构件的稳定问题,即记住!v O时需要考虑稳定。钢结构设计原理Design Principles

5、of Steel Structure注意:对于拉弯构件,为何会有刚度要求?如何保 证拉弯构件的刚度？答：在运输和安装过程中，为了防止拉弯构件由于 刚度太低，丧失原有轴线的破坏，所以对拉弯构件 也有刚度要求。拉弯构件一般是通过限制长细比来(2)压弯构件:强度(strength )实腹式VI over-all stability )平面内稳定平面外稳定(inplane)I稳定局部稳定翼缘的局部稳定(frange plate )(Stablitv)腹板的局部稳定(web plate )整体稳定r弯矩绕实轴(同实腹式压弯构件平面内.平面外) 常用限态 正使极状I格构式局部稳定刚度弯矩绕虚轴平面内分肢 稳定(各肢件按轴压构件局 部稳定控制(stifflie钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure设计要点截面选型双轴对称（N小），或单轴对称（M小）截面强度截面正应力、剪应力构件稳定性弯矩作用平面内.板件稳定性受压翼缘和腹板构造要求图7 -6支撑的设置平面外思考题7 - 1.钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算 内容为()0(A) 强度.弯矩作用平

6、面内的整体稳定性.局部稳定.变形(B) 弯矩作用平面内稳定性.局部稳定.变形(C) 强度.弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性.局部稳定. 变形(D) 强度.弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性.局部稳定. 长细比7 - 2.实腹式偏心受压构件的整体稳定性,包括弯矩作用平面内和譏細平面夕卜7-3.压弯构件整体破坏形式有(A )(A) 强度破坏.弯曲失稳.弯扭失稳(B) 强度破坏.弯曲失稳.扭转失稳(C) 弯曲失稳.弯扭失稳.翼缘板屈曲(D) 弯曲失稳.弯扭失稳.扭转屈曲第二节拉弯和压弯构件的强度矩的压弯构件,需要进行强度计算。力和弯矩正应力线一、截面正应力的发展 以工字形截面压弯构件为例（钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure”验算最大应力）： 假设轴向力不变而弯矩不断増加N Mq = I +1AWA(c)B33laEa2gBHD歸(D)臨请早聶Is專層茵遍)A(c)1111111111 HIIIHIII llllllllll LLLLLLLLLL.*2 ftrfli (1-2 rh(d)迫琳sTTsrces-gn Trincip_es of

7、 siee- shucere钢结构设计原理Design Principles of Steel StructureI边缘纤维屈服准则:Understa nd?以构件截面边缘纤维屈服的弹性 受力阶段极限状态作为强度计算 的承载能力极限状态。弹性工作阶段构件的最大受力截面的全部受拉和 受压区的应力都达到屈服。由于全截面达到塑性状态后,变形过大,因此规范 对不同截面限制其塑性发展区域为(1/8-1/4 )he对于在N. Mx. My作用下的强度计算公式，规范 采用了与上式相衔接的线形公式:(7 3)V两个主轴方向的弯矩一一两个主轴方向的塑性发展系数 轴心压力设计值验算截面餾面面积验算截面对两个主轴的净截面模Mx,My y *N 人一 %、 量11: W4化人叫说明弹塑性设计部分塑性发展,轴力和弯矩非线性叠加塑性发展 o近似线性叠加,引入塑性发展系数。如工字形,yx = 1.05 /y = 1.20其他截面的塑性发展系数见钢结构教材P148表6寺例I】在下列情形时,设计采用作为构件强度计算的依据,即取=Zv = 1.0 为了保证在截面发展塑性时不发生局部失稳,当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之 比3(235仃y b/t鈕Q235/fy 对需要计算的拉弯和压弯构件,目前对其截面塑性性能缺乏研究；对于构件,当弯矩绕作用时,由于截 面腹部无实体部件,塑性开展的潜力不大。钢结构设计原理Design Principles of Steel Structure思考题74实腹式偏心受压构件强度验算公式中的N主要是考虑()因素。(A) 截面塑性发展对承载力的影响

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