《压弯构件精简版》PPT课件.ppt

拉弯、压弯构件,.1 概述,.2 拉弯、压弯构件的强度和刚度,.3 压弯构件的整体稳定,.4 实腹式压弯构件的局部稳定,.5 压弯构件的计算长度,.6 格构式压弯构件的稳定性计算,1）拉弯、压弯构件的种类,1 概述,共同要求： （1）能提供强度所需要的截面积； （2）制作比较简单； （3）便于和相邻的构件连接； （4）截面宽大而壁厚较薄，以满足刚度的要求。,2）拉弯、压弯构件的截面形式,2 拉弯、压弯构件的强度和刚度,规范弹塑性强度验算式：,单向受弯：,双向受弯：,2.1 拉弯、压弯构件的强度,An构件的净截面面积； Wnx，Wny 构件的x，y 轴方向净截面抵抗矩； Mx，Myx，y 轴方向弯矩； 分别为按两主轴平面的截面塑性发展系数，,式中：,1、 为保证受压翼缘在截面发展塑性时不局部失稳，必须,2.1 拉弯、压弯构件的强度,3、需要计算疲劳的拉弯、压弯构件，宜取,2、梁受压翼缘宽厚比 时，,2 拉弯、压弯构件的强度和刚度,2.2 拉弯、压弯构件的刚度,拉弯、压弯构件的刚度也以规定它们的容许长细比进行控制，容许值同轴心受拉、轴心受压构件。,例题1: 验算一拉弯构件的强度和刚度。 轴心拉力设计值N100kN，横向集中荷载设计值F8kN，均为静力荷载。 构件的截面为2L10010，节点板厚度为10mm 钢材为Q235， 350。,解：1构件的最大弯矩,MxFa81.512kNm,2. 截面几何特性，,由附表查得2L10010,An219.2638.52cm2 W1x263.2126.4cm3 W2x225.150.2cm3 ix =3.05cm，iv 4.52 cm,3验算,查附表得 f 215Nmm2,查附表得： x11.05， x2 1. 2,(1)强度,对1边缘,对2边缘,26-90.4-64.4Nmm2215Nmm2(满足要求),对1边缘,(负号表示压应力),对2边缘,26 + 199.2225.2Nmm2, f215Nmm2(不满足要求),(满足要求),(2) 刚度,3 压弯构件的整体稳定,3.1 压弯构件在弯矩作用平面内的失稳现象,构件存在初弯曲挠度v0； M引起挠度vm ； N与v0 +vm引起附加弯矩DM，继而引起附加挠度Dv，DM与Dv彼此促增至稳定平衡; 稳定平衡时挠度为vmax，跨中截面内力有N和 M + Nvmax 。 稳定平衡的极限状态为N和M + Nvmax在截面上产生的最大应力s达到fy；弹性分析时s为截面边缘应力，塑性极限分析时s为折算截面边缘应力。 稳定平衡极限状态实际为强度极限状态。,M,M,.3 压弯构件的整体稳定,.3.3 压弯构件在弯矩作用平面内的弹塑性稳定验算,规范验算式：,1）双轴对称的实腹式压弯构件按下式验算：,W2x对无翼缘端的毛截面模量； 余同前。,2）单轴对称的实腹式压弯构件同时按下两式验算：,第二式系考虑离中和轴较远端有可能先屈服而验算的；,验算在以下三种受力情况下构件的承载能力：,（a）轴力N=16 kN ，在左端腹板的平面内作用着弯矩Mx=10 kN .m；,（b）轴力N=16 kN ，在两端同时作用着弯矩Mx=10 kN .m，并产生同向屈曲；,（c）轴力N=16 kN ，在两端同时作用着弯矩Mx=10 kN .m，并产生异向屈曲；,M2=10,M2=0,M1=10,M1=10,M2=10,M1=10,例题2一个两端铰接的工字钢 I10 压弯构件，长度为3.3m，在长度的三分之一处各有一个侧向支承以保证构件不发生弯扭屈曲。钢材为Q235钢。,解：,通过查表确定：A 、Wx、ix 、x、f,强度公式,A=14.3cm2, Wx=49cm3 , ix =4.14cm,x =1.05, f=215N/mm2,（a） 验算强度和平面内稳定：,M1=10,M2=0,刚度,弯矩作用平面内的稳定性,mx等效弯矩系数,M1=10,M2=0,( b ) 只验算弯矩作用平面内稳定,M1=10,M2=10,M1=10,M2=10,( c )只验算弯矩作用平面内稳定,3 压弯构件的整体稳定,3.4 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算,1） 规范公式,以工字形截面的简化相关关系为基础给出如下：,（1）工字形截面,双轴对称时：,单轴对称时：,（2）形截面（弯矩作用在对称轴平面，绕x轴）,弯矩使翼缘受压时：,两板组合形截面：,弯矩使翼缘受拉且腹板宽厚比不大于 时：,双角钢形截面：,（3）其他未列构件可按规范提供的精确方法计算。,4 实腹式压弯构件的局部稳定,工字形、形和箱形截面压弯构件，其受压翼缘板的自由外伸宽度b1与其厚度t之比应满足下式：,4.1 受压翼缘板的局部稳定,（弹性设计，即 ）,（塑性设计，即 ）,箱形截面压弯构件受压翼缘板在两腹板之间的宽厚比应满足下式：,4.1 受压翼缘板的局部稳定,1） 工字形截面的腹板,4.2 腹板的局部稳定,当100时，取=100，即30100。,当30时，取=30，,2）箱形截面的腹板,4.2 腹板的局部稳定,3）T形截面的腹板,4.2 腹板的局部稳定,弯矩使腹板自由边受压时,弯矩使腹板自由边受拉时,3）T形截面的腹板,4.2 腹板的局部稳定,4.3 圆管形截面的局部稳定,弯矩作用平面内的稳定性和实腹式压弯构件相同：,.6.1 弯矩绕实轴作用时,1）弯矩作用平面内的稳定性,.6 格构式压弯构件的稳定性计算,其中,2）弯矩作用平面外的稳定性 （同实腹式闭合式箱形截面类似）,.6.1 弯矩绕实轴作用时,.6 格构式压弯构件的稳定性计算,1）弯矩作用平面内的稳定性,采用边缘纤维屈服作为设计准则，不考虑塑性发展，即x =1.0。,.6.2 弯矩绕虚轴作用时,.6 格构式压弯构件的稳定性计算,公式：,式中: x 和NEx均由对虚轴的换算长细比l0x确定。,1）弯矩作用平面内的稳定性,.6.2 弯矩绕虚轴作用时,.6 格构式压弯构件的稳定性计算,y0由x轴到压力较大分肢轴线的距离或到压力较大分肢腹板边缘的距离，取两者大值。,构件可看作一个平行桁架，分肢视为弦杆，将压力和弯矩分配到分肢并按轴心压杆计算。分肢的轴向力按下式计算：,分肢,分肢,2）弯矩作用平面外的稳定性分肢的稳定性,.6.2 弯矩绕虚轴作用时,.6 格构式压弯构件的稳定性计算,分肢的计算长度：,在缀件平面内取缀条相邻节点中心间的距离或缀板间的净距。,在缀件平面外取侧向支承点之间的距离。,稳定验算：,与格构式轴心受压构件的缀件计算相同，但所受剪力取实际剪力和计算剪力两者中的较大值。 其中计算剪力为：,3）缀件的计算,.6