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1、拉弯和压弯构件的受力情况第1页，本讲稿共26页n 工程实际应用：柱子，受节间荷载桁架上下弦杆等工程实际应用：柱子，受节间荷载桁架上下弦杆等n压弯构件的计算要求：强度、刚度、整体稳定（弯压弯构件的计算要求：强度、刚度、整体稳定（弯矩作用平面内和平面外）和局部稳定矩作用平面内和平面外）和局部稳定n拉弯构件的计算要求：强度和刚度（限制长细比）拉弯构件的计算要求：强度和刚度（限制长细比）第2页，本讲稿共26页n截面上应力的发展过程截面上应力的发展过程5.4.8 拉弯和压弯构件的强度计算a.边缘纤维的最大应力达到屈服点边缘纤维的最大应力达到屈服点b.最大应力一侧塑性部分深入截面最大应力一侧塑性部分深入截
2、面c.两侧均有部分塑性深入截面两侧均有部分塑性深入截面d.全截面进入塑性全截面进入塑性哪一种为破坏？根据受荷的性质、截面的形状和受力特点，规定不同的极根据受荷的性质、截面的形状和受力特点，规定不同的极限状态。限状态。第3页，本讲稿共26页n 三种极限应力状态u弹性受力阶段极限状态弹性受力阶段极限状态截面边缘屈服截面边缘屈服u适合范围：直接承受动力荷载的实腹式拉弯和压适合范围：直接承受动力荷载的实腹式拉弯和压弯构件、绕虚轴破坏的格构式拉弯和压弯构件弯构件、绕虚轴破坏的格构式拉弯和压弯构件u强度计算公式强度计算公式u 塑性受力阶段极限状态塑性受力阶段极限状态截面形成塑性铰截面形成塑性铰u 适合范围
3、：承受静力荷载、间接承受动力荷载的实腹适合范围：承受静力荷载、间接承受动力荷载的实腹式拉弯和压弯构件、绕虚轴破坏的格构式拉弯和压弯构式拉弯和压弯构件、绕虚轴破坏的格构式拉弯和压弯构件件第4页，本讲稿共26页u 强度计算：强度计算：推导过程：推导过程：第5页，本讲稿共26页n以截面部分塑性发展为强度计算准则（规范公式）单向拉弯和压弯构件双向拉弯和压弯构件为了使构件不产生过大塑性变形，规范规定，压弯和拉弯构为了使构件不产生过大塑性变形，规范规定，压弯和拉弯构件承受静力和间接动力荷载时，偏安全地，将件承受静力和间接动力荷载时，偏安全地，将N-M关系考虑关系考虑成直线。成直线。第6页，本讲稿共26页例
4、题例题第7页，本讲稿共26页n弯矩作用平面内的稳定弯矩作用平面内的稳定5.4.9 实腹式压弯构件的整体稳定可能发生平面内失稳或平面可能发生平面内失稳或平面外失稳外失稳压弯构件的应力压弯构件的应力-变形曲线，最高变形曲线，最高点对应稳定极限状态点对应稳定极限状态第8页，本讲稿共26页1.压弯构件在弯矩平面内整体稳定的规范计算公式压弯构件在弯矩平面内的稳定计算目前有三种计算方法：边压弯构件在弯矩平面内的稳定计算目前有三种计算方法：边缘纤维屈服准则方法、极限承载力准则方法和实用计算公式缘纤维屈服准则方法、极限承载力准则方法和实用计算公式方法方法第9页，本讲稿共26页1)框架柱和两端支承的构件框架柱和
5、两端支承的构件a.无横向荷载作用时：无横向荷载作用时：，M1和和M2为端弯矩，使构件产生同向曲率时取同为端弯矩，使构件产生同向曲率时取同号，使构件产生反向曲率时取异号，号，使构件产生反向曲率时取异号，b.有端弯矩和横向荷载同时作用时：使构件产有端弯矩和横向荷载同时作用时：使构件产生同向曲率时，生同向曲率时，；使构件产生反向；使构件产生反向曲率时，曲率时，c.无端弯矩但有横向荷载作用时：无端弯矩但有横向荷载作用时：2)悬臂构件悬臂构件等效弯矩系数第10页，本讲稿共26页n对于对于T型钢、双角钢等单轴对称截面压弯构件，当型钢、双角钢等单轴对称截面压弯构件，当弯矩作用于对称轴平面且使较大翼缘受压时，
6、构件弯矩作用于对称轴平面且使较大翼缘受压时，构件有可能在受拉区首先出现屈服而导致构件失去承载有可能在受拉区首先出现屈服而导致构件失去承载能力，故还应按下式计算：能力，故还应按下式计算：第11页，本讲稿共26页2.压弯构件在弯矩平面外整体稳定的规范计算公式第12页，本讲稿共26页3.双轴对称实腹式双向压弯构件的稳定计算第13页，本讲稿共26页1.压弯构件受压翼缘的宽厚比限值压弯构件受压翼缘的宽厚比限值工字形和工字形和T形截面压弯构件受压翼缘板自由外伸形截面压弯构件受压翼缘板自由外伸宽度宽度b与其厚度与其厚度t之比应符合下列要求：之比应符合下列要求：5.4.10 实腹式压弯构件的局部稳定当强度和整
7、体稳定计算考虑截面部分塑性发展时当强度和整体稳定计算考虑截面部分塑性发展时当强度和整体稳定计算按弹性考虑取 箱形截面压弯构件受压翼缘在两腹板之间的宽度箱形截面压弯构件受压翼缘在两腹板之间的宽度b0与与其厚度其厚度t之比，应符合下列要求：之比，应符合下列要求：第14页，本讲稿共26页第15页，本讲稿共26页压弯构件腹板的应力分布情况压弯构件腹板的应力分布情况2.压弯构件腹板的宽厚比限值腹板的稳定问题与压应力的不均匀梯度有关腹板的稳定问题与压应力的不均匀梯度有关第16页，本讲稿共26页工字形截面工字形截面腹板的宽厚比限值 箱形截面：腹板的高厚比不应超过上式右边乘以0.8后的值，且不小于 T形截面形
8、截面 圆管截面：与轴心受压构件相同。圆管截面：与轴心受压构件相同。第17页，本讲稿共26页n构造要求构造要求腹板横向加劲肋：类似于轴心受压构件，为了防腹板横向加劲肋：类似于轴心受压构件，为了防止腹板在施工和运输过程中发生变形，当腹板的止腹板在施工和运输过程中发生变形，当腹板的 时，应设置横向加劲肋，其间距不大于时，应设置横向加劲肋，其间距不大于3h0。如。如设纵向加劲肋，则应设横向加劲肋。设纵向加劲肋，则应设横向加劲肋。横隔：为了避免柱肢局部受弯和提高柱的抗扭刚横隔：为了避免柱肢局部受弯和提高柱的抗扭刚度，防止施工和运输过程中变形，应在受有较大度，防止施工和运输过程中变形，应在受有较大水平力处
9、和运输单元的端部设在横隔，横隔的间水平力处和运输单元的端部设在横隔，横隔的间距不得大于柱子较大宽度的距不得大于柱子较大宽度的9倍或倍或8m。5.4.11 实腹式压弯构件的截面设计第18页，本讲稿共26页1.确定构件承受的内力设计值，弯矩确定构件承受的内力设计值，弯矩Mx、轴力、轴力N和和剪力剪力V。2.选择截面形式（轮廓大而板件薄）。选择截面形式（轮廓大而板件薄）。3.确定钢材及其强度设计值确定钢材及其强度设计值4.确定弯矩作用平面内和平面外的计算尺度。确定弯矩作用平面内和平面外的计算尺度。5.根据经验及已有资料初选截面尺寸根据经验及已有资料初选截面尺寸6.对初选截面尺寸进行验算：对初选截面尺
10、寸进行验算：1)强度验算；强度验算；2)刚度验算；刚度验算；3)弯矩作用平面内整体稳定性验算；弯矩作用平面内整体稳定性验算；4)弯矩作用平面外整体稳定验算；弯矩作用平面外整体稳定验算；5)局部稳定验算。局部稳定验算。n 截面设计步骤第19页，本讲稿共26页格构式压弯构件的应用情况和截面形式格构式压弯构件的应用情况和截面形式5.4.12 格构式压弯构件的计算强度计算：当弯矩绕虚轴时，同实腹柱，但刚度计算：同格构式轴心受压柱，绕虚轴的长细比用换算长刚度计算：同格构式轴心受压柱，绕虚轴的长细比用换算长细比。细比。第20页，本讲稿共26页n弯矩绕虚轴作用的格构式压弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件弯构件弯
11、矩作用平面内的整体稳定弯矩作用平面内的整体稳定1.格构式压弯构件的整体稳定性采用换算长细比确定稳定系数、临界力 对x轴的毛截面模量y0的取值第21页，本讲稿共26页分肢的内力分析分肢的内力分析分肢的稳定性 缀条式压弯构件的分肢按轴心压杆计算。缀条式压弯构件的分肢按轴心压杆计算。缀板式压弯构件分肢的计算，还应考虑剪力引起的分肢缀板式压弯构件分肢的计算，还应考虑剪力引起的分肢局部弯矩，按压弯构件计算。局部弯矩，按压弯构件计算。分肢的计算长度在缀材平面内取缀条体系的节间的长度；分肢的计算长度在缀材平面内取缀条体系的节间的长度；缀板平面外，取整个构件侧向支撑点之间的距离。缀板平面外，取整个构件侧向支撑
12、点之间的距离。第22页，本讲稿共26页n弯矩作用平面内和平面外的弯矩作用平面内和平面外的稳定性均与实腹式构件相同。稳定性均与实腹式构件相同。n计算平面外稳定性时，采用计算平面外稳定性时，采用换算长细比确定稳定系数。换算长细比确定稳定系数。且应取且应取2.弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件第23页，本讲稿共26页n整体稳定性验算整体稳定性验算n按实腹式压弯构件验算分肢的稳定性按实腹式压弯构件验算分肢的稳定性nN和和Mx在两分肢产生的轴向力在两分肢产生的轴向力nMy在两分肢间的分配在两分肢间的分配3.双向受弯的格构式压弯构件第24页，本讲稿共26页取构件的实际剪力和按式取构件的实际剪力和按式 算得的算得的剪力两者中的较大值进行计算。剪力两者中的较大值进行计算。4.缀件计算和构造要求第25页，本讲稿共26页 第五章结束第五章结束本章：内容多本章：内容多+重要重要+距考试时间不多距考试时间不多=抓紧复习抓紧复习作业：作业：p5-11 第、题第、题第26页，本讲稿共26页