拉弯和压弯构件受力情况

拉弯和压弯构件的受力情况,5.4.7拉弯和压弯构件的一般性能,可由偏心荷载、横向荷载、端部约束等引起。,工程实际应用：柱子，受节间荷载桁架上下弦杆等,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）和局部稳定拉弯构件的计算要求：强度和刚度（限制长细比）,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,边缘纤维的最大应力达到屈服点最大应力一侧塑性部分深入截面两侧均有部分塑性深入截面全截面进入塑性,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。,三种极限应力状态,弹性受力阶段极限状态截面边缘屈服适合范围：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强度计算公式,塑性受力阶段极限状态截面形成塑性铰,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件,强度计算：,推导过程：,以截面部分塑性发展为强度计算准则（规范公式）,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N-M关系考虑成直线。,例题,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外失稳,压弯构件的应力-变形曲线，最高点对应稳定极限状态,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,框架柱和两端支承的构件无横向荷载作用时：，M1和M2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，有端弯矩和横向荷载同时作用时：使构件产生同向曲率时，；使构件产生反向曲率时，无端弯矩但有横向荷载作用时：悬臂构件,等效弯矩系数,对于T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，构件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：,2.压弯构件在弯矩平面外整体稳定的规范计算公式,3.双轴对称实腹式双向压弯构件的稳定计算,1.压弯构件受压翼缘的宽厚比限值工字形和T形截面压弯构件受压翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t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b0与其厚度t之比，应符合下列要求：,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,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,圆管截面：与轴心受压构件相同。,构造要求腹板横向加劲肋：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，当腹板的时，应设置横向加劲肋，其间距不大于3h0。如设纵向加劲肋，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度，防止施工和运输过程中变形，应在受有较大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9倍或8m。,5.4.11实腹式压弯构件的截面设计,确定构件承受的内力设计值，弯矩Mx、轴力N和剪力V。选择截面形式（轮廓大而板件薄）。确定钢材及其强度设计值确定弯矩作用平面内和平面外的计算尺度。根据经验及已有资料初选截面尺寸对初选截面尺寸进行验算：强度验算；刚度验算；弯矩作用平面内整体稳定性验算；弯矩作用平面外整体稳定验算；局部稳定验算。,截面设计步骤,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细比。,弯矩绕虚轴作用的格构式压弯构件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,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。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。,弯矩作用平面内和平面外的稳定性均与实腹式构件相同。计算平面外稳定性时，采用换算长细比确定稳定系数。且应取,2.弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件,整体稳定性验算按实腹式压弯构件验算分肢的稳定性N和Mx在两分肢产生的轴向力My在两分肢间的