钢结构PPT课件第五章拉弯和压弯构

第五章拉弯和压弯构件,目录,第一节概述第二节拉弯、压弯构件的强度和刚度计算第三节压弯构件的整体稳定第四节实腹式压弯构件的局部稳定第五节压弯构件的截面设计和构造要求第六节框架梁与柱的连接和柱的拼接,第一节概述,一、定义二、应用三、截面形式四、拉弯构件的设计要求五、压弯构件的设计要求,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。引起弯矩的原因：纵向荷载不通过构件截面形心的偏心；横向荷载引起；构件端部的转角约束。,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。,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。,四、拉弯构件的设计要求,一般只需进行强度和刚度计算。对以承受弯矩为主的拉弯构件，其受力状态与梁相近，当截面一侧最外纤维发生较大的压应力时，则也应考虑和计算构件的整体稳定以及受压板件或分肢的局部稳定。,五、压弯构件的设计要求,1、压弯构件的破坏方式2、设计要求应进行强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性计算,1、压弯构件的破坏方式,（1）强度破坏。（2）弯矩作用平面内丧失整体稳定。当N1.0时:,第五节压弯构件的截面设计和构造要求,一、设计要求二、实腹式压弯构件的截面设计三、格构式压弯构件的截面设计,一、设计要求,1截面选择对于高度较大的厂房框架和独立柱，多用格构式。弯矩较小或正负弯矩的绝对值相差较小时，常用双轴对称截面。正负弯矩绝对值相差较大时，常用单轴对称截面。,2设计要求应满足强度、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，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。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。,二、实腹式压弯构件的截面设计,实腹式压弯构件截面设计可按下列步骤进行：1.确定构件承受的内力设计值2.选择截面型式3.选择钢材及确定钢材强度设计值4.确定弯矩作用平面内和平面外的计算长度5.根据经验或已有资料初选截面尺寸、6.对初选截面进行验算（强度、刚度、整体稳定和局部稳定验算）不满足要求时，作适当修正，直到全部满足要求,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，且弯矩绕截面的虚轴作用时的情况。一般采用缀条柱，其截面设计步骤如下：1.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b2.求两分肢所受轴力N1和N2,按轴心受压构件确定两分肢截面尺寸3.缀条截面设计和缀条与分肢的连接设计4.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,第六节框架梁与柱的连接和柱的拼接,一、框架梁与柱的连接二、框架柱的拼接,一、框架梁与柱的连接,设计原则:安全可靠、传力路线明确简捷、构造简单、便于制造和安装梁与柱的连接一般分成三类：1、柔性连接也称简支连接2、刚性连接3、半刚性连接,1、柔性连接,有梁支承于柱顶和支承于柱侧两种连接方式（1）梁支承于柱顶a.平缘支座梁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，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。b.突缘支座梁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。在柱腹板两侧应设加劲肋。,（2）梁支承于柱侧梁的反力较小时，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平顶紧。,2、刚性连接,设计时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4/3，忽略柱剪力Vc1和轴力对节点域抗剪强度的影响，按下式计算抗剪强度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,3、半刚性连接,除承受梁端传来的竖向剪力外，还可以承受一定数量的弯矩。设计半刚性连接的框架时，需要知道节点的弯矩转角关系关系。,二、框架柱的