拉彎壓彎構(gòu)件

1、第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎和壓彎構(gòu)件拉彎和壓彎構(gòu)件河北建筑工程學(xué)院河北建筑工程學(xué)院HeBei Institute of Architecture and Civil Engineering (土木工程系鋼結(jié)構(gòu)教研組)第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.1 6.1 概概 述述同時(shí)承受軸向拉力和彎矩作用的構(gòu)件稱(chēng)為拉彎構(gòu)件；而同時(shí)承受軸向拉力和彎矩作用的構(gòu)件稱(chēng)為拉彎構(gòu)件；而同時(shí)承受軸向壓力和彎矩作用的構(gòu)件則稱(chēng)為壓彎構(gòu)件。同時(shí)承受軸向壓力和彎矩作用的構(gòu)件則稱(chēng)為壓彎構(gòu)件。拉彎構(gòu)件和壓彎鉤件的彎矩可以由橫向荷載、軸向力的拉彎構(gòu)件和壓彎鉤件的彎矩可以由橫向荷

2、載、軸向力的偏心或端彎矩等三種因素引起，如偏心或端彎矩等三種因素引起，如圖圖6.1所示。所示。 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 在鋼結(jié)構(gòu)中，拉彎和壓彎構(gòu)件應(yīng)用十分廣在鋼結(jié)構(gòu)中，拉彎和壓彎構(gòu)件應(yīng)用十分廣泛。有橫向荷載作用的拉彎構(gòu)件經(jīng)?？梢?jiàn)，例泛。有橫向荷載作用的拉彎構(gòu)件經(jīng)?？梢?jiàn)，例如有節(jié)間荷載作用的屋架下弦桿，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的如有節(jié)間荷載作用的屋架下弦桿，網(wǎng)架結(jié)構(gòu)的下部水平桿件等都可能是拉彎構(gòu)件。而壓彎構(gòu)下部水平桿件等都可能是拉彎構(gòu)件。而壓彎構(gòu)件更是廣泛應(yīng)用，如工業(yè)建筑中廠房的柱、多件更是廣泛應(yīng)用，如工業(yè)建筑中廠房的柱、多層（或高層）建筑中的框架柱以及各種工作平層（或高層）建筑中

3、的框架柱以及各種工作平臺(tái)柱、塔架、輸電線路鐵塔、水利水電工程中臺(tái)柱、塔架、輸電線路鐵塔、水利水電工程中弧形閘門(mén)的支臂等等。它們不僅要承受軸向壓弧形閘門(mén)的支臂等等。它們不僅要承受軸向壓力，還同時(shí)受有彎矩和剪力作用，均為壓彎構(gòu)力，還同時(shí)受有彎矩和剪力作用，均為壓彎構(gòu)件。件。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件NMNe第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件NNeeNNa)b)第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件

4、和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件三、計(jì)算內(nèi)容三、計(jì)算內(nèi)容拉彎構(gòu)件：拉彎構(gòu)件： 承載能力極限狀態(tài)：承載能力極限狀態(tài)：強(qiáng)度強(qiáng)度 正常使用極限狀態(tài)：正常使用極限狀態(tài)：剛度剛度 取取值值同同軸軸壓壓構(gòu)構(gòu)件件。 ,maxmax yx第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件：壓彎構(gòu)件：第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.2 6.2 拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度 6.2.1 6.2.1 拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度拉彎構(gòu)件通常發(fā)生強(qiáng)度破壞，而截面被孔洞

5、嚴(yán)重削弱或端彎矩較拉彎構(gòu)件通常發(fā)生強(qiáng)度破壞，而截面被孔洞嚴(yán)重削弱或端彎矩較大的壓彎構(gòu)件也可能發(fā)生強(qiáng)度破壞。因此，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。大的壓彎構(gòu)件也可能發(fā)生強(qiáng)度破壞。因此，需要進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算。 拉彎和壓彎構(gòu)件截面上應(yīng)力發(fā)展過(guò)程拉彎和壓彎構(gòu)件截面上應(yīng)力發(fā)展過(guò)程 全截面處于彈性狀態(tài)，；全截面處于彈性狀態(tài)，； 截面受壓較大邊緣纖維屈服，達(dá)到彈性極限狀態(tài)；截面受壓較大邊緣纖維屈服，達(dá)到彈性極限狀態(tài)； 從受壓較大邊緣開(kāi)始發(fā)展塑性，塑性區(qū)不斷深入，截面應(yīng)力處從受壓較大邊緣開(kāi)始發(fā)展塑性，塑性區(qū)不斷深入，截面應(yīng)力處于部分塑性發(fā)展?fàn)顟B(tài)；于部分塑性發(fā)展?fàn)顟B(tài)； 全截面屈服，形成塑性鉸，達(dá)到塑性受力階段的極限狀態(tài)。全截面屈

6、服，形成塑性鉸，達(dá)到塑性受力階段的極限狀態(tài)。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 強(qiáng)度極限狀態(tài)強(qiáng)度極限狀態(tài) 拉彎和壓彎構(gòu)件是以最不利受力截面拉彎和壓彎構(gòu)件是以最不利受力截面出現(xiàn)塑性鉸出現(xiàn)塑性鉸為強(qiáng)度極限為強(qiáng)度極限狀態(tài)。但由于形成塑性鉸時(shí)，構(gòu)件將產(chǎn)生不宜繼續(xù)承受荷載的狀態(tài)。但由于形成塑性鉸時(shí)，構(gòu)件將產(chǎn)生不宜繼續(xù)承受荷載的過(guò)大側(cè)移變形，因此，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)荷載作用性質(zhì)、過(guò)大側(cè)移變形，因此，在實(shí)際工程設(shè)計(jì)中，根據(jù)荷載作用性質(zhì)、截面形式和受力特點(diǎn)等，以不同的截面應(yīng)力狀態(tài)作為強(qiáng)度計(jì)算截面形式和受力特點(diǎn)等，以不同的截面應(yīng)力狀態(tài)作為強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則。準(zhǔn)則。 規(guī)范規(guī)范規(guī)定規(guī)定 需要計(jì)算疲勞

7、的拉彎和壓彎構(gòu)件，以彈性極限狀態(tài)作為構(gòu)件的需要計(jì)算疲勞的拉彎和壓彎構(gòu)件，以彈性極限狀態(tài)作為構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)，強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)，按彈性應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算按彈性應(yīng)力狀態(tài)計(jì)算； 承受靜力荷載或不需要計(jì)算疲勞的承受動(dòng)力荷載的拉彎和壓彎承受靜力荷載或不需要計(jì)算疲勞的承受動(dòng)力荷載的拉彎和壓彎構(gòu)件，構(gòu)件，按部分塑性發(fā)展進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算按部分塑性發(fā)展進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算； 繞虛軸彎曲的格構(gòu)式拉彎和壓彎構(gòu)件，由于邊緣纖維屈服后截繞虛軸彎曲的格構(gòu)式拉彎和壓彎構(gòu)件，由于邊緣纖維屈服后截面很快進(jìn)入全部屈服狀態(tài)，塑性發(fā)展對(duì)提高承載能力作用不大，面很快進(jìn)入全部屈服狀態(tài)，塑性發(fā)展對(duì)提高承載能力作用不大，以以截面邊緣纖維屈服截面邊緣纖維屈服時(shí)（

8、即彈性極限狀態(tài)）作為構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)時(shí)（即彈性極限狀態(tài)）作為構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)。計(jì)依據(jù)。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件一、截面應(yīng)力的發(fā)展一、截面應(yīng)力的發(fā)展 以工字形截面壓彎構(gòu)件為例以工字形截面壓彎構(gòu)件為例：)16( yfWMAN h hh hw wAAf fAAf fAAw wfy(A)(A)(A)彈性工作階段彈性工作階段第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件HHNh hh hw wAAf fAAf fAAw wf fy y(A)f fy y(B)f fy yf fy y(C)f fy yf fy y(D)(D)(D)塑性工作階段塑性工作階段塑性鉸塑性鉸( (強(qiáng)

9、度極限強(qiáng)度極限) )(B)(B)最大壓應(yīng)力一側(cè)截面部分屈服最大壓應(yīng)力一側(cè)截面部分屈服(C)(C)截面兩側(cè)均有部分屈服截面兩側(cè)均有部分屈服h hh hh h-2-2h h 對(duì)于工字形截面壓彎構(gòu)件，由圖（對(duì)于工字形截面壓彎構(gòu)件，由圖（D）內(nèi)力平衡）內(nèi)力平衡條件可得，條件可得，N、M無(wú)量綱相關(guān)曲線：無(wú)量綱相關(guān)曲線：第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 N、M無(wú)量綱相關(guān)曲線是一條外凸曲線，規(guī)范為簡(jiǎn)化無(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：計(jì)算采用直線代替，其方程為：01.01.01 pxxpMMNNpxxM

10、MpNN) 5 . 6(1pxxpMMNN式中：式中：ypxpxypfWMAfN 由于全截面達(dá)到塑性由于全截面達(dá)到塑性狀態(tài)后，變形過(guò)大，狀態(tài)后，變形過(guò)大，因此規(guī)范對(duì)不同截面因此規(guī)范對(duì)不同截面限制其塑性發(fā)展區(qū)域限制其塑性發(fā)展區(qū)域?yàn)椋椋?/8-1/41/8-1/4）h h 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.2.2 6.2.2 拉彎和壓彎構(gòu)件的剛度拉彎和壓彎構(gòu)件的剛度 與軸心受力構(gòu)件相同，拉彎和壓彎構(gòu)件的與軸心受力構(gòu)件相同

11、，拉彎和壓彎構(gòu)件的剛度剛度也是也是通過(guò)限制通過(guò)限制長(zhǎng)細(xì)比長(zhǎng)細(xì)比來(lái)保證的。來(lái)保證的。規(guī)范規(guī)范規(guī)定拉彎和壓彎構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比取軸心受拉規(guī)定拉彎和壓彎構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比取軸心受拉或軸心受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比值，即：或軸心受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比值，即： （6.8） 拉彎和壓彎構(gòu)件繞對(duì)應(yīng)主軸的長(zhǎng)細(xì)比；拉彎和壓彎構(gòu)件繞對(duì)應(yīng)主軸的長(zhǎng)細(xì)比； 受拉或受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比，第受拉或受壓構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比，第4章表章表4.1和表和表4.2。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎

12、構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.3 6.3 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的承載能力通常由整體實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的承載能力通常由整體穩(wěn)定性決定的，工程設(shè)計(jì)一般選擇雙軸對(duì)稱(chēng)穩(wěn)定性決定的，工程設(shè)計(jì)一般選擇雙軸對(duì)稱(chēng)截面或單軸對(duì)稱(chēng)截面，這些構(gòu)件截面關(guān)于兩截面或單軸對(duì)稱(chēng)截面，這些構(gòu)件截面關(guān)于兩個(gè)主軸的剛度差別較大，對(duì)雙軸對(duì)稱(chēng)截面多個(gè)主軸的剛度差別較大，對(duì)雙軸對(duì)稱(chēng)截面多將彎矩繞強(qiáng)軸作用，單軸對(duì)稱(chēng)截面則將彎矩將彎矩繞強(qiáng)軸作用，單軸對(duì)稱(chēng)截面則將彎矩作用在對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)。作用在對(duì)稱(chēng)平面內(nèi)。 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)

13、件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件一是在彎矩作用平面內(nèi)可能產(chǎn)生過(guò)大的側(cè)向一是在彎矩作用平面內(nèi)可能產(chǎn)生過(guò)大的側(cè)向彎曲變形而失去整體穩(wěn)定，稱(chēng)之為彎曲變形而失去整體穩(wěn)定，稱(chēng)之為彎矩作用彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)平面內(nèi)失穩(wěn)；二是在彎矩作用平面外，當(dāng)軸心壓力或彎矩二是在彎矩作用平面外，當(dāng)軸心壓力或彎矩達(dá)到一定值時(shí)，構(gòu)件在垂直于彎矩作用平面達(dá)到一定值時(shí)，構(gòu)件在垂直于彎矩作用平面方向突然產(chǎn)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，稱(chēng)之為方向突然產(chǎn)生側(cè)向彎曲和扭轉(zhuǎn)變形，稱(chēng)之為彎矩作用平面外失穩(wěn)彎矩作用平面外失穩(wěn)。所以，壓彎構(gòu)件要分別計(jì)算彎矩作用平面內(nèi)所以，壓彎構(gòu)件要分別計(jì)算彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定。和

14、彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件確定壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定承載能力確定壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定承載能力的方法很多，可分為兩類(lèi)的方法很多，可分為兩類(lèi):一類(lèi)是邊緣屈服準(zhǔn)則的計(jì)算方法一類(lèi)是邊緣屈服準(zhǔn)則的計(jì)算方法;一類(lèi)是極限承載能力準(zhǔn)則計(jì)算方法。一類(lèi)是極限承載能力準(zhǔn)則計(jì)算方法。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 邊緣纖維屈服準(zhǔn)則邊緣纖維屈服準(zhǔn)則 邊緣屈服準(zhǔn)則是以構(gòu)件截面邊緣纖維最大應(yīng)力開(kāi)始屈服的邊緣屈服準(zhǔn)則是以構(gòu)件截面邊緣纖維最大應(yīng)力開(kāi)始屈服的荷載作為壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定承載能力荷載作為壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定承載能力（圖（圖6.8a中的中的a點(diǎn)）

15、點(diǎn)）。這時(shí)，構(gòu)件截面仍處于彈性階段。這時(shí)，構(gòu)件截面仍處于彈性階段。 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的實(shí)用計(jì)算公彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的實(shí)用計(jì)算公式式規(guī)范規(guī)范采用的相關(guān)公式采用的相關(guān)公式第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 當(dāng)實(shí)

16、腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的抗彎當(dāng)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的抗彎剛度較小，或截面抗扭剛度較小，或側(cè)向支承剛度較小，或截面抗扭剛度較小，或側(cè)向支承不足以阻止彎矩作用平面外的彎扭變形時(shí)，將不足以阻止彎矩作用平面外的彎扭變形時(shí)，將在彎矩作用平面內(nèi)彎曲失穩(wěn)之前在彎矩作用平面內(nèi)彎曲失穩(wěn)之前發(fā)生彎矩作用發(fā)生彎矩作用平面外的彎扭失穩(wěn)破壞。平面外的彎扭失穩(wěn)破壞。 彎矩作用平面外的彎扭失穩(wěn)實(shí)際是四種變形彎矩作用平面外的彎扭失穩(wěn)實(shí)際是四種變形的疊加，即的疊加，即失穩(wěn)前的軸壓變形失穩(wěn)前的軸壓變形和和彎矩作用平面彎矩作用平面內(nèi)的彎曲變形內(nèi)的彎曲變形以及以及失穩(wěn)時(shí)的側(cè)向彎曲失穩(wěn)時(shí)的側(cè)向彎曲和和扭轉(zhuǎn)變扭轉(zhuǎn)變形形。

17、6.3.26.3.2實(shí)腹式單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定實(shí)腹式單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.3.3 6.3.3 雙向彎曲實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定雙向彎曲實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定 彎矩作用在兩個(gè)主軸平面內(nèi)的壓彎構(gòu)件為彎矩作用在兩個(gè)主軸平面內(nèi)的壓彎構(gòu)件為雙向彎曲壓彎構(gòu)件，在實(shí)

18、際工程中應(yīng)用較少。雙向彎曲壓彎構(gòu)件，在實(shí)際工程中應(yīng)用較少。 雙向彎曲壓彎構(gòu)件喪失整體穩(wěn)定性屬于空雙向彎曲壓彎構(gòu)件喪失整體穩(wěn)定性屬于空間失穩(wěn)，理論計(jì)算非常繁雜，目前多采用數(shù)值間失穩(wěn)，理論計(jì)算非常繁雜，目前多采用數(shù)值分析法求解。為便于應(yīng)用，并與單向彎曲壓彎分析法求解。為便于應(yīng)用，并與單向彎曲壓彎構(gòu)件計(jì)算相銜接，多采用相關(guān)公式形式計(jì)算。構(gòu)件計(jì)算相銜接，多采用相關(guān)公式形式計(jì)算。規(guī)定：彎矩作用在兩個(gè)主軸平面內(nèi)的雙規(guī)定：彎矩作用在兩個(gè)主軸平面內(nèi)的雙軸對(duì)稱(chēng)實(shí)腹式工字形（含軸對(duì)稱(chēng)實(shí)腹式工字形（含H形）和箱形（閉口）形）和箱形（閉口）截面的壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性計(jì)算按下列相關(guān)公式截面的壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定性計(jì)算按下列相關(guān)公

19、式進(jìn)行：進(jìn)行：第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面組成與軸心受壓構(gòu)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面組成與軸心受壓構(gòu)件和受彎構(gòu)件相似，板件在均勻壓應(yīng)力，或不件和受彎構(gòu)件相似，板件在均勻壓應(yīng)力，或不均勻壓應(yīng)力和剪力作用下，可能發(fā)生波形凸曲，均勻壓應(yīng)力和剪力作用下，可能發(fā)生波形凸曲，偏離其原來(lái)所在的平面而屈曲，從而喪失局部偏離其原來(lái)所在的平面而屈曲，從而喪失局部穩(wěn)定性。因此，應(yīng)保證其翼緣和腹板的局部穩(wěn)穩(wěn)定性。因此，應(yīng)保證其翼緣和腹板的局部穩(wěn)定性。通常采用與軸心受壓構(gòu)件相同的方法，定性。通常采用與軸心受壓構(gòu)件相同的方法，限制

20、板件的寬（高）厚比限制板件的寬（高）厚比來(lái)保證局部穩(wěn)定性。來(lái)保證局部穩(wěn)定性。6.4 6.4 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.4.16.4.1壓彎構(gòu)件翼緣的寬厚比限值壓彎構(gòu)件翼緣的寬厚比限值第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.4.26.4.2壓彎構(gòu)件腹板的高厚比限值壓彎構(gòu)件腹板的高厚比限值 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的腹板受壓、彎、剪共同作用，其實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的腹板受壓、彎、剪共同作用，其截面可能是彈性狀態(tài)，也可能

21、是彈塑性狀態(tài)，因此，截面可能是彈性狀態(tài)，也可能是彈塑性狀態(tài)，因此，其穩(wěn)定性計(jì)算較復(fù)雜。其穩(wěn)定性計(jì)算較復(fù)雜。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件maxminmax0/ )(MNmaxmaxMNminmin應(yīng)力梯度應(yīng)力梯度 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定承載能力與構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定

22、承載能力與構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比有關(guān)，在壓彎構(gòu)件穩(wěn)定計(jì)算中，需要計(jì)算構(gòu)件有關(guān)，在壓彎構(gòu)件穩(wěn)定計(jì)算中，需要計(jì)算構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比。因此，對(duì)于采用各種連接的構(gòu)件，的長(zhǎng)細(xì)比。因此，對(duì)于采用各種連接的構(gòu)件，需要知道其計(jì)算長(zhǎng)度。本節(jié)按需要知道其計(jì)算長(zhǎng)度。本節(jié)按單獨(dú)的壓彎構(gòu)件單獨(dú)的壓彎構(gòu)件和和框架柱框架柱分別介紹壓彎構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度。分別介紹壓彎構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度。6.5 6.5 壓彎構(gòu)件及框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度壓彎構(gòu)件及框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.5.16.5.1單獨(dú)壓彎構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度單獨(dú)壓彎構(gòu)件的計(jì)算長(zhǎng)度第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.5.2 6.5.2 框架柱

23、的計(jì)算長(zhǎng)度框架柱的計(jì)算長(zhǎng)度 在鋼結(jié)構(gòu)中，多數(shù)壓彎構(gòu)件都是框架結(jié)構(gòu)在鋼結(jié)構(gòu)中，多數(shù)壓彎構(gòu)件都是框架結(jié)構(gòu)的組成部分，兩端受到其它構(gòu)件的各種約束，的組成部分，兩端受到其它構(gòu)件的各種約束，這時(shí)，壓彎構(gòu)件即框架柱的穩(wěn)定應(yīng)由框架的這時(shí)，壓彎構(gòu)件即框架柱的穩(wěn)定應(yīng)由框架的整體穩(wěn)定決定。因此，不能單獨(dú)研究壓彎構(gòu)整體穩(wěn)定決定。因此，不能單獨(dú)研究壓彎構(gòu)件，必須取整個(gè)框架或框架的一部分進(jìn)行分件，必須取整個(gè)框架或框架的一部分進(jìn)行分析。析。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件關(guān)于框架柱的穩(wěn)定設(shè)計(jì)，目前有兩種方法關(guān)于框架柱的穩(wěn)定設(shè)計(jì)，目前有兩種方法:一種是采用一階理論，不考慮框架變形的二階一種是采用一階理論

24、，不考慮框架變形的二階影響，計(jì)算框架由各種荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的內(nèi)力，影響，計(jì)算框架由各種荷載設(shè)計(jì)值產(chǎn)生的內(nèi)力，把框架柱作為單獨(dú)的壓彎構(gòu)件來(lái)設(shè)計(jì)把框架柱作為單獨(dú)的壓彎構(gòu)件來(lái)設(shè)計(jì)，將框架，將框架整體穩(wěn)定問(wèn)題簡(jiǎn)化為柱的穩(wěn)定計(jì)算問(wèn)題。整體穩(wěn)定問(wèn)題簡(jiǎn)化為柱的穩(wěn)定計(jì)算問(wèn)題。一種方法是將框架結(jié)構(gòu)作為整體，采用二階理一種方法是將框架結(jié)構(gòu)作為整體，采用二階理論進(jìn)行分析，論進(jìn)行分析，按穩(wěn)定性計(jì)算框架柱截面時(shí)，取按穩(wěn)定性計(jì)算框架柱截面時(shí)，取實(shí)際的幾何長(zhǎng)度實(shí)際的幾何長(zhǎng)度計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比。計(jì)算長(zhǎng)細(xì)比。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件根據(jù)失穩(wěn)時(shí)的變形情況，框架柱可能出現(xiàn)有側(cè)移失穩(wěn)和無(wú)根據(jù)失穩(wěn)時(shí)的變形情況，框架柱

25、可能出現(xiàn)有側(cè)移失穩(wěn)和無(wú)側(cè)移失穩(wěn)兩種失穩(wěn)形式，如側(cè)移失穩(wěn)兩種失穩(wěn)形式，如圖圖6.15所示所示, 有側(cè)移失穩(wěn)大致有側(cè)移失穩(wěn)大致呈呈反對(duì)稱(chēng)變形反對(duì)稱(chēng)變形，無(wú)側(cè)移失穩(wěn)大致呈，無(wú)側(cè)移失穩(wěn)大致呈對(duì)稱(chēng)變形對(duì)稱(chēng)變形。相應(yīng)的框架。相應(yīng)的框架分別稱(chēng)為有側(cè)移框架或無(wú)支撐的純框架、無(wú)側(cè)移框架或有分別稱(chēng)為有側(cè)移框架或無(wú)支撐的純框架、無(wú)側(cè)移框架或有支撐框架。有側(cè)移失穩(wěn)的框架，其臨界力比無(wú)側(cè)移失穩(wěn)的支撐框架。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?？蚣艿偷枚?。 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 在進(jìn)行框架的整體穩(wěn)定分析時(shí)，一般取平面框架作為在進(jìn)行框架的整體穩(wěn)定分析時(shí)，一般取平面框架作為計(jì)算模

26、型，不考慮空間作用。框架分為無(wú)支撐純框架和有計(jì)算模型，不考慮空間作用?？蚣芊譃闊o(wú)支撐純框架和有支撐框架，其中有支撐框架根據(jù)抗側(cè)移剛度的大小分為強(qiáng)支撐框架，其中有支撐框架根據(jù)抗側(cè)移剛度的大小分為強(qiáng)支撐框架和弱支撐框架。支撐框架和弱支撐框架。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件1單層框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度單層框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度（1）單層框架等截面柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度）單層框架等截面柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度在進(jìn)行框架的整體穩(wěn)定分析時(shí)，一般取平面框架作為計(jì)算模型，不在進(jìn)行框架的整體穩(wěn)定分析時(shí)，一般取平面框架作為計(jì)算模型，不考慮空間作用。通常根據(jù)彈性穩(wěn)定理論確定框架的

27、計(jì)算長(zhǎng)度，并對(duì)考慮空間作用。通常根據(jù)彈性穩(wěn)定理論確定框架的計(jì)算長(zhǎng)度，并對(duì)單層單跨對(duì)稱(chēng)框架等截面柱作如下近似假定：?jiǎn)螌訂慰鐚?duì)稱(chēng)框架等截面柱作如下近似假定：框架只承受作用于節(jié)點(diǎn)的豎向荷載，忽略橫梁荷載和水平荷載產(chǎn)框架只承受作用于節(jié)點(diǎn)的豎向荷載，忽略橫梁荷載和水平荷載產(chǎn)生梁端彎矩的影響。分析表明，在彈性工作范圍內(nèi)，此種假設(shè)帶來(lái)生梁端彎矩的影響。分析表明，在彈性工作范圍內(nèi)，此種假設(shè)帶來(lái)的誤差不大，可以滿足設(shè)計(jì)要求。但需注意，此假定只能用于確定的誤差不大，可以滿足設(shè)計(jì)要求。但需注意，此假定只能用于確定計(jì)算長(zhǎng)度，在計(jì)算柱的截面尺寸時(shí)必須同時(shí)考慮彎矩和軸心力；計(jì)算長(zhǎng)度，在計(jì)算柱的截面尺寸時(shí)必須同時(shí)考慮彎矩和

28、軸心力；所有框架柱同時(shí)喪失穩(wěn)定，即所有框架柱同時(shí)達(dá)到臨界荷載；所有框架柱同時(shí)喪失穩(wěn)定，即所有框架柱同時(shí)達(dá)到臨界荷載；材料是線彈性的，變形微?。徊牧鲜蔷€彈性的，變形微小；構(gòu)件無(wú)缺陷。構(gòu)件無(wú)缺陷。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件橫梁對(duì)柱的約束作用取決于橫梁的線剛度橫梁對(duì)柱的約束作用取決于橫梁的線剛度I/l l1與柱與柱的線剛度的線剛度I/H的比值的比值K1第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件從圖中可以看出：從圖中可以看出：梁柱剛接、柱腳與基礎(chǔ)鉸接、無(wú)側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，梁柱剛接、柱腳與基礎(chǔ)鉸接、無(wú)側(cè)移失穩(wěn)時(shí)， =0.71.0；有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，；有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)， =2.0。

29、梁柱剛接、柱腳與基礎(chǔ)剛接、無(wú)側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，梁柱剛接、柱腳與基礎(chǔ)剛接、無(wú)側(cè)移失穩(wěn)時(shí)， =0.50.7；有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，；有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，=1.02.0。K1值越大，值越大，值越小。值越小。各種情況的各種情況的值可從值可從附錄附錄H(p390)柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)查到。柱的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)查到。K1、K2分別為相交于柱上端、柱下端分別為相交于柱上端、柱下端橫梁線剛度橫梁線剛度之之和與和與柱線剛度柱線剛度之和的比值之和的比值線剛度為線剛度為截面慣性矩與構(gòu)件長(zhǎng)度之比截面慣性矩與構(gòu)件長(zhǎng)度之比第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件2. 單層框架階形柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度單層框架階形柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)

30、度單層廠房通常設(shè)有較大的橋式吊車(chē)，為支承吊車(chē)梁，采單層廠房通常設(shè)有較大的橋式吊車(chē)，為支承吊車(chē)梁，采用單階或雙階的階形柱框架，如用單階或雙階的階形柱框架，如圖圖6.17所示。所示。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 規(guī)范規(guī)范給出了單層雙階框架柱下段的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，給出了單層雙階框架柱下段的計(jì)算長(zhǎng)度系數(shù)，本書(shū)已列入附錄本書(shū)已列入附錄H中，即附表中，即附表H-5和附表和附表H-6。 實(shí)際中，單層廠房為階形柱主要承受吊車(chē)荷載，實(shí)際中，單層廠房為階形柱主要承受吊車(chē)荷載，同同一框架的各個(gè)柱并不同時(shí)達(dá)到最大荷載。荷載大的柱失一框架的各個(gè)柱并不同時(shí)達(dá)到最大荷載。荷載大的柱失穩(wěn)時(shí)必然受到荷載小

31、的柱的牽制穩(wěn)時(shí)必然受到荷載小的柱的牽制，因此，計(jì)算長(zhǎng)度減??；，因此，計(jì)算長(zhǎng)度減??；另外，單層廠房通常布置另外，單層廠房通常布置縱向水平支撐及屋面板，這些縱向水平支撐及屋面板，這些對(duì)柱的側(cè)移都有約束作用對(duì)柱的側(cè)移都有約束作用。 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 應(yīng)根據(jù)應(yīng)根據(jù)框架跨數(shù)框架跨數(shù)、縱向溫度區(qū)段內(nèi)柱列的柱子根數(shù)縱向溫度區(qū)段內(nèi)柱列的柱子根數(shù)、屋面情況屋面情況、廠房、廠房是否布置縱向水平支撐是否布置縱向水平支撐等因素，對(duì)按式等因素，對(duì)按式（6.44）計(jì)算的結(jié)果或）計(jì)算的結(jié)果或附錄附錄H附表附表H-3和和附表附表H-4查到的查到的結(jié)果進(jìn)行折減，見(jiàn)結(jié)果進(jìn)行折減，見(jiàn)表表6.2。

32、 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件3多層框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度多層框架柱在框架平面內(nèi)的計(jì)算長(zhǎng)度多層多跨框架失穩(wěn)形式也分為無(wú)側(cè)移失穩(wěn)多層多跨框架失穩(wěn)形式也分為無(wú)側(cè)移失穩(wěn)圖圖6.18（a）和有側(cè)移失穩(wěn)和有側(cè)移失穩(wěn)圖圖6.18（b）兩種情況，亦應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分。兩種情況，亦應(yīng)嚴(yán)格區(qū)分。 計(jì)算多層多跨框架穩(wěn)定時(shí)，除單層框架做出的基本假定外，計(jì)算多層多跨框架穩(wěn)定時(shí)，除單層框架做出的基本假定外，尚需假定：尚需假定：當(dāng)柱子開(kāi)始失穩(wěn)時(shí)，相交于同一節(jié)點(diǎn)的橫梁對(duì)柱子提供當(dāng)柱子開(kāi)始失穩(wěn)時(shí)，相交于同一節(jié)點(diǎn)的橫梁對(duì)柱子提供的約束彎矩，按柱子的線剛度

33、之比分配給柱子；的約束彎矩，按柱子的線剛度之比分配給柱子；在無(wú)側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，橫梁兩端的轉(zhuǎn)角大小相等方向相反；在無(wú)側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，橫梁兩端的轉(zhuǎn)角大小相等方向相反；在有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，橫梁兩端的轉(zhuǎn)角大小相等方向相同。在有側(cè)移失穩(wěn)時(shí)，橫梁兩端的轉(zhuǎn)角大小相等方向相同。 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件因多層多跨框架的穩(wěn)定問(wèn)題比單層單跨框架復(fù)因多層多跨框架的穩(wěn)定問(wèn)題比單層單跨框架復(fù)雜得多，計(jì)算時(shí)需要展開(kāi)高級(jí)行列式和求解復(fù)雜得多，計(jì)算時(shí)需要展開(kāi)高級(jí)行列式和求解復(fù)雜的超越方程，工作量大且很困難。故在工程雜的超越方程，工作量大且很困難。故在工程設(shè)計(jì)中，通常只考慮與柱端直接相連構(gòu)件的約設(shè)計(jì)中，通常只考

34、慮與柱端直接相連構(gòu)件的約束作用，取框架的一部分作為計(jì)算單元進(jìn)行分束作用，取框架的一部分作為計(jì)算單元進(jìn)行分析，如析，如圖圖6.18（c）、（）、（d）所示。所示。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件I I1 1I I2 2I I柱柱1 1第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 空間框架空間框架通常承受雙向彎矩，兩個(gè)方向的計(jì)算長(zhǎng)度通常承受雙向彎矩，兩個(gè)方向的計(jì)算長(zhǎng)

35、度可以采用同樣的方法求得?？梢圆捎猛瑯拥姆椒ㄇ蟮?。 平面框架平面框架，框架柱在框架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取能阻，框架柱在框架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度應(yīng)取能阻止框架柱平面外位移的相鄰支承點(diǎn)之間的距離。如單層止框架柱平面外位移的相鄰支承點(diǎn)之間的距離。如單層廠房框架柱，柱下端的支撐點(diǎn)常常是基礎(chǔ)的表面和吊車(chē)廠房框架柱，柱下端的支撐點(diǎn)常常是基礎(chǔ)的表面和吊車(chē)梁的下翼緣處，柱上端的支撐點(diǎn)是吊車(chē)梁上翼緣的制動(dòng)梁的下翼緣處，柱上端的支撐點(diǎn)是吊車(chē)梁上翼緣的制動(dòng)梁和屋架下弦縱向水平支撐或者托架的弦桿，因此，可梁和屋架下弦縱向水平支撐或者托架的弦桿，因此，可取各支承點(diǎn)間的實(shí)際長(zhǎng)度取各支承點(diǎn)間的實(shí)際長(zhǎng)度H1和和H2，即，即=1.0

36、。4框架柱在框架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度框架柱在框架平面外的計(jì)算長(zhǎng)度第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)應(yīng)滿足強(qiáng)度、剛度、整體強(qiáng)度、剛度、整體穩(wěn)定、局部穩(wěn)定穩(wěn)定、局部穩(wěn)定的要求。的要求。通常根據(jù)壓彎構(gòu)件的通常根據(jù)壓彎構(gòu)件的受力大小和方向受力大小和方向、使用要求使用要求、構(gòu)造要構(gòu)造要求求等，選擇截面型式。在滿足局部穩(wěn)定和使用與構(gòu)

37、造要求等，選擇截面型式。在滿足局部穩(wěn)定和使用與構(gòu)造要求時(shí)，截面應(yīng)做得輪廓尺寸大而板件較薄，以獲得較大的慣時(shí)，截面應(yīng)做得輪廓尺寸大而板件較薄，以獲得較大的慣性矩和回轉(zhuǎn)半徑，充分發(fā)揮鋼材的有效性，從而節(jié)約鋼材。性矩和回轉(zhuǎn)半徑，充分發(fā)揮鋼材的有效性，從而節(jié)約鋼材。同時(shí)，為取得較好的經(jīng)濟(jì)效果，宜使彎矩作用平面內(nèi)和平同時(shí)，為取得較好的經(jīng)濟(jì)效果，宜使彎矩作用平面內(nèi)和平面外的整體穩(wěn)定性相接近，即等穩(wěn)定性。對(duì)于單向壓彎構(gòu)面外的整體穩(wěn)定性相接近，即等穩(wěn)定性。對(duì)于單向壓彎構(gòu)件，根據(jù)彎矩的大小，使截面的高度適當(dāng)大于寬度，以減件，根據(jù)彎矩的大小，使截面的高度適當(dāng)大于寬度，以減小彎曲應(yīng)力。小彎曲應(yīng)力。6.6.1 6.6

38、.1 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件截面設(shè)計(jì)原則實(shí)腹式壓彎構(gòu)件截面設(shè)計(jì)原則6.6 6.6 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.6.2 6.6.2 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)步驟實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)步驟截面設(shè)計(jì)可按以下步驟進(jìn)行：截面設(shè)計(jì)可按以下步驟進(jìn)行：（1）確定壓彎構(gòu)件的實(shí)際承載力設(shè)計(jì)值，包括）確定壓彎構(gòu)件的實(shí)際承載力設(shè)計(jì)值，包括M、N、V；（2）選擇截面的形式，實(shí)腹式壓彎構(gòu)件；）選擇截面的形式，實(shí)腹式壓彎構(gòu)件；（3）確定鋼材及其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；）確定鋼材及其強(qiáng)度設(shè)計(jì)值；（4）計(jì)算彎矩作用平面內(nèi)和平面外的）計(jì)算彎矩作用平面內(nèi)和平面外的計(jì)算長(zhǎng)度計(jì)

39、算長(zhǎng)度lox、loy；（5）初選截面尺寸（結(jié)合經(jīng)驗(yàn)或參照已有資料）；）初選截面尺寸（結(jié)合經(jīng)驗(yàn)或參照已有資料）；（6）驗(yàn)算截面驗(yàn)算截面，包括強(qiáng)度驗(yàn)算、彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算、彎包括強(qiáng)度驗(yàn)算、彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算、彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算、局部穩(wěn)定驗(yàn)算、剛度驗(yàn)算等矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算、局部穩(wěn)定驗(yàn)算、剛度驗(yàn)算等。 由于壓彎構(gòu)件的驗(yàn)算公式中所牽涉到的未知量較多，根據(jù)估計(jì)由于壓彎構(gòu)件的驗(yàn)算公式中所牽涉到的未知量較多，根據(jù)估計(jì)所初選的截面尺寸不一定合適，所初選的截面尺寸不一定合適，當(dāng)驗(yàn)算不滿足要求時(shí)，往往需要進(jìn)當(dāng)驗(yàn)算不滿足要求時(shí)，往往需要進(jìn)行多次調(diào)整行多次調(diào)整，直到滿足計(jì)算要求。，直到滿足

40、計(jì)算要求。設(shè)計(jì)截面設(shè)計(jì)截面第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件福建三圈日化輕鋼結(jié)構(gòu)廠房福建三圈日化輕鋼結(jié)構(gòu)廠房第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.6.3 6.6.3 實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的構(gòu)造要求實(shí)腹式壓彎

41、構(gòu)件的構(gòu)造要求第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件fNNWMANExxxxmxx8 . 011第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件fWMANxbxtxy1第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)

42、件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.7 6.7 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件格構(gòu)式壓彎構(gòu)件6.7.1 6.7.1 概述概述 壓彎構(gòu)件的截面高度較大時(shí)，采用格構(gòu)式可以節(jié)壓彎構(gòu)件的截面高度較大時(shí)，采用格構(gòu)式可以節(jié)省材料。廠房的框架柱和高大的獨(dú)立支柱常設(shè)為格構(gòu)省材料。廠房的框架柱和高大的獨(dú)立支柱常設(shè)為格構(gòu)式壓彎構(gòu)件。同與軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件一樣，格構(gòu)式式壓彎構(gòu)件。同與軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件一樣，格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的主體由分肢和綴材組成。壓彎構(gòu)件的主體由分肢和綴材組成。 當(dāng)構(gòu)件所受的彎矩不大或正負(fù)彎矩的絕對(duì)值相差當(dāng)構(gòu)件所受的彎矩不大或正負(fù)彎矩的絕對(duì)值相

43、差較小時(shí)，可用對(duì)稱(chēng)的截面形式；否則，常采用不對(duì)稱(chēng)較小時(shí)，可用對(duì)稱(chēng)的截面形式；否則，常采用不對(duì)稱(chēng)截面，并將較大分肢放在受壓較大的一側(cè)。截面，并將較大分肢放在受壓較大的一側(cè)。 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 由于由于格構(gòu)式壓彎構(gòu)件格構(gòu)式壓彎構(gòu)件有實(shí)軸和虛軸之分，因此其設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)有實(shí)軸和虛軸之分，因此其設(shè)計(jì)計(jì)算與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件有一定差異。進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，格構(gòu)式拉彎和壓彎構(gòu)腹式壓彎構(gòu)件有一定差異。進(jìn)行強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，格構(gòu)式拉彎和壓彎構(gòu)件當(dāng)彎矩繞著截面虛軸作用時(shí)，應(yīng)以截面邊緣纖維屈服（即彈性極件當(dāng)彎矩繞著截面虛軸作用時(shí)，應(yīng)以截面邊緣纖維屈服（即彈性極限狀態(tài)）作為構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)，相

44、應(yīng)于限狀態(tài)）作為構(gòu)件的強(qiáng)度設(shè)計(jì)依據(jù)，相應(yīng)于截面虛軸的塑性發(fā)展系截面虛軸的塑性發(fā)展系數(shù)數(shù)=1.0。在穩(wěn)定計(jì)算和剛度計(jì)算中涉及到繞虛軸的長(zhǎng)細(xì)比，要。在穩(wěn)定計(jì)算和剛度計(jì)算中涉及到繞虛軸的長(zhǎng)細(xì)比，要采采用換算長(zhǎng)細(xì)比用換算長(zhǎng)細(xì)比，換算長(zhǎng)細(xì)比按軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件中的方法計(jì)算。，換算長(zhǎng)細(xì)比按軸心受壓格構(gòu)式構(gòu)件中的方法計(jì)算。 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件在格構(gòu)式壓彎構(gòu)件在受有較大水平力處受有較大水平力處和和運(yùn)送單元的端部運(yùn)送單元的端部亦應(yīng)設(shè)置亦應(yīng)設(shè)置橫隔橫隔，保證截面，保證截面形狀不變，提高構(gòu)件的抗扭剛度，防止施形狀不變，提高構(gòu)件的抗扭剛度，防止施工和運(yùn)輸過(guò)程中變形。工

45、和運(yùn)輸過(guò)程中變形。較長(zhǎng)構(gòu)件，則應(yīng)設(shè)置中間橫隔，其間距不較長(zhǎng)構(gòu)件，則應(yīng)設(shè)置中間橫隔，其間距不得大于構(gòu)件截面較大寬度的得大于構(gòu)件截面較大寬度的9倍或倍或8m，橫，橫隔可用鋼板或交叉角鋼做成。隔可用鋼板或交叉角鋼做成。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件6.7.2 6.7.2 格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算1彎矩繞實(shí)軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件彎矩繞實(shí)軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件當(dāng)彎矩作用在與綴材面相垂直的主平面內(nèi)時(shí)，當(dāng)彎矩作用在與綴材面相垂直的主平面內(nèi)時(shí)，如如圖圖6.24（a）彎矩繞彎矩繞y軸作用，這時(shí)應(yīng)考慮在軸作用，這時(shí)應(yīng)考慮在彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外構(gòu)件的整

46、體彎矩作用平面內(nèi)和彎矩作用平面外構(gòu)件的整體穩(wěn)定。穩(wěn)定。（1）彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算）彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算（2）彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算）彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件馬鋼馬鋼HH型鋼廠第三跨廠房型鋼廠第三跨廠房第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件重鋼廠房（寶鋼）重鋼廠房（寶鋼） 第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓

47、彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件（2）分肢的穩(wěn)定計(jì)算）分肢的穩(wěn)定計(jì)算 彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，可能彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，可能因彎矩作用平面外的剛度即對(duì)實(shí)軸的剛度不足因彎矩作用平面外的剛度即對(duì)實(shí)軸的剛度不足而失穩(wěn)，但其失穩(wěn)形式與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件不盡而失穩(wěn)，但其失穩(wěn)形式與實(shí)腹式壓彎構(gòu)

48、件不盡相同。實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失穩(wěn)相同。實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外失穩(wěn)通常呈現(xiàn)彎扭屈曲變形，而格構(gòu)式壓彎構(gòu)件由通常呈現(xiàn)彎扭屈曲變形，而格構(gòu)式壓彎構(gòu)件由于綴件比較柔弱，在較大的壓力作用下，構(gòu)件于綴件比較柔弱，在較大的壓力作用下，構(gòu)件趨向彎矩作用平面外彎曲時(shí)，分肢之間的整體趨向彎矩作用平面外彎曲時(shí)，分肢之間的整體性不強(qiáng)，以致呈現(xiàn)為單肢失穩(wěn)。因此，性不強(qiáng)，以致呈現(xiàn)為單肢失穩(wěn)。因此，彎矩繞彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算用各個(gè)分肢的穩(wěn)定計(jì)算代替。的整體穩(wěn)定計(jì)算用各個(gè)分肢的穩(wěn)定計(jì)算代替。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件

49、拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 如圖如圖，可將構(gòu)件視，可將構(gòu)件視為一個(gè)平行弦桁架，為一個(gè)平行弦桁架，將構(gòu)件的兩個(gè)分肢視將構(gòu)件的兩個(gè)分肢視為桁架的弦桿，為桁架的弦桿，將壓將壓力和彎矩分配到兩個(gè)力和彎矩分配到兩個(gè)分肢，每個(gè)分肢按軸分肢，每個(gè)分肢按軸心受壓構(gòu)件計(jì)算心受壓構(gòu)件計(jì)算。若。若各分肢的兩個(gè)主軸方各分肢的兩個(gè)主軸方向穩(wěn)定得到保證，則向穩(wěn)定得到保證，則整個(gè)構(gòu)件在彎矩作用整個(gè)構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定也平面外的整體穩(wěn)定也就得到了保證。就得到了保證。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件 當(dāng)綴材采用綴板式時(shí)，分肢除受軸心力當(dāng)綴材采用綴板式時(shí)，分肢除受軸心力N1 (或或N2) 作用作用外，還應(yīng)考

50、慮剪力作用引起的局部彎矩，按實(shí)腹式壓彎構(gòu)外，還應(yīng)考慮剪力作用引起的局部彎矩，按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件驗(yàn)算單肢的穩(wěn)定性。件驗(yàn)算單肢的穩(wěn)定性。（3）綴材的計(jì)算）綴材的計(jì)算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的綴材計(jì)算方法與格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件相格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的綴材計(jì)算方法與格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件相同，這里不再贅述。同，這里不再贅述。第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件第第6 6章章 拉彎構(gòu)件和壓