项目6拉弯、压弯构件

1、项目项目6 拉弯、压弯构件拉弯、压弯构件Page 2教学目标教学目标使学生掌握拉压弯构件的基本概念使学生掌握拉压弯构件的基本概念 掌握拉压弯构件强度、刚度的验算方法掌握拉压弯构件强度、刚度的验算方法 理解压弯构件整体稳定的原理和设计计算方法，理解压弯构件整体稳定的原理和设计计算方法，熟悉压弯构件柱脚的常用构造形式及计算要点熟悉压弯构件柱脚的常用构造形式及计算要点 Page 3任务任务6.1 概概 述述(1) 拉弯构件。拉弯构件。(2) 压弯构件。压弯构件。 (a) (b) (a) (b) 图图6-1 6-1 拉压弯构件拉压弯构件Page 4任务任务6.1 概概 述述(1) 拉弯构件。拉弯构件。

2、Page 5任务任务6.1 概概 述述(2) 压弯构件。压弯构件。Page 66.1.2 压弯构件截面形式压弯构件截面形式任务任务6.1 概概 述述图图6-2 6-2 压弯构件的单轴对称截面形式压弯构件的单轴对称截面形式(a) (a) 实腹式截面；实腹式截面；(b) (b) 格构式截面格构式截面Page 7 轴心受拉构件计算的内容有（）。轴心受拉构件计算的内容有（）。 A. A. 强度强度B. B. 刚度（长细比）刚度（长细比）C. C. 整体稳定整体稳定D. D. 局部稳定局部稳定2. 2. 轴心受压构件应进行（）计算。轴心受压构件应进行（）计算。A. A. 强度强度B. B. 刚度刚度C.

3、 C. 整体稳定整体稳定D. D. 局部稳定局部稳定练习题练习题Page 86.1.3 验算内容验算内容任务任务6.1 概概 述述(1) 拉弯构件。要验算强度和刚度。拉弯构件。要验算强度和刚度。(2) 压弯构件。要验算的内容具体如下所述。压弯构件。要验算的内容具体如下所述。 1) 1) 实腹式压弯构件。实腹式压弯构件。 强度验算。强度验算。 刚度验算。刚度验算。 弯矩作用平面内的稳定验算弯矩作用平面内的稳定验算 整体稳定验算整体稳定验算 弯矩作用平面外的稳定验算弯矩作用平面外的稳定验算 局部稳定验算。局部稳定验算。Page 96.1.3 验算内容验算内容任务任务6.1 概概 述述2) 2) 格

4、构式压弯构件。格构式压弯构件。 强度验算。强度验算。 刚度验算。刚度验算。 弯矩作用平面内的稳定验算弯矩作用平面内的稳定验算 弯矩绕虚轴作用弯矩绕虚轴作用 分肢的稳定性分肢的稳定性 整体稳定验算整体稳定验算 弯矩作用平面内的稳定验算弯矩作用平面内的稳定验算 弯矩绕实轴作用弯矩绕实轴作用 弯矩作用平面外的稳定验算弯矩作用平面外的稳定验算 局部稳定验算。局部稳定验算。 缀件及其连接计算。缀件及其连接计算。Page 10任务任务6.2 拉弯、压弯构件的强度和刚度拉弯、压弯构件的强度和刚度 6.2.1 拉弯和压弯构件的强度拉弯和压弯构件的强度单向弯矩作用的拉弯和压弯构件，单向弯矩作用的拉弯和压弯构件，

5、钢结构设计规范钢结构设计规范规定按下列公式对其强度进行验算：规定按下列公式对其强度进行验算：xnxnxMNfAW承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，规范采用的强度计承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，规范采用的强度计算公式为：算公式为：yxnxnxynyMMNfAWWPage 116.2.2 拉弯和压弯构件的刚度拉弯和压弯构件的刚度任务任务6.2 拉弯、压弯构件的强度和刚度拉弯、压弯构件的强度和刚度 拉弯和压弯构件的刚度仍然采用容许长细比条件控制拉弯和压弯构件的刚度仍然采用容许长细比条件控制，即：，即：max 式中式中 构件的容许长细比，按表构件的容许长细比，按表5-25-2、表、表5-35-3选取。选取

6、。Page 12任务任务6.2 拉弯、压弯构件的强度和刚度拉弯、压弯构件的强度和刚度 练习题：练习题：验算如图所示的验算如图所示的 拉弯杆，用拉弯杆，用Q235B钢，杆件钢，杆件自重不计，自重不计， =300，受静力荷载。，受静力荷载。 Page 13任务任务6.2 拉弯、压弯构件的强度和刚度拉弯、压弯构件的强度和刚度 练习题：练习题：验算如图所示的验算如图所示的 拉弯杆，用拉弯杆，用Q235B钢，杆件钢，杆件自重不计，自重不计， =300，受静力荷载。，受静力荷载。 解：由附录解：由附录1查得查得45a，A=102.4cm2，Wx=1432.9cm3，iy=2.89cm，由附录，由附录5可知

7、，可知，x=1.05。23623/109 .143205. 110240104 .102105001-6mmN可知：由22/215/3 .208mmNmmN 24289. 210720maxyyyil刚度：所以此拉弯杆满足强度和刚度要求所以此拉弯杆满足强度和刚度要求Page 14任务任务6.2 拉弯、压弯构件的强度和刚度拉弯、压弯构件的强度和刚度 某拉弯构件由某拉弯构件由45a构成，构成，Q235AF,承受静力荷载，承受静力荷载，N=1200KN，M=190KNm,无截面虚弱，验算杆强度。无截面虚弱，验算杆强度。作业题：作业题：Page 152d03d01.5d03d0中心线距中心线距螺栓的排

8、列螺栓的排列图图3-32 3-32 钢板的螺栓排列钢板的螺栓排列其中考试其中考试Page 16 工字型截面梁整体失稳（工字型截面梁整体失稳（ ）。）。A. A. 弯曲屈曲弯曲屈曲B. B. 弯扭屈曲弯扭屈曲C. C. 扭转屈曲扭转屈曲D. D. 凸曲屈曲凸曲屈曲2.2.工字型轴心压杆绕截面主轴失稳（工字型轴心压杆绕截面主轴失稳（ ）。）。A. A. 弯曲屈曲弯曲屈曲B. B. 弯扭屈曲弯扭屈曲C. C. 扭转屈曲扭转屈曲D. D. 凸曲屈曲凸曲屈曲练习题练习题Page 17 平面内平面内: :弯曲失稳弯曲失稳2.2.平面外平面外: :弯扭失稳弯扭失稳任务任务6.3 实腹式压弯构件的整体稳定实腹

9、式压弯构件的整体稳定 Page 18任务任务6.3 实腹式压弯构件的整体稳定实腹式压弯构件的整体稳定 Page 196.3.1 6.3.1 实腹式单向弯曲压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算实腹式单向弯曲压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算6.3.1 6.3.1 实腹式单向弯曲压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算实腹式单向弯曲压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算 规范规范规定，弯矩作用在规定，弯矩作用在对称轴平面内对称轴平面内( (绕绕x x轴轴) )的的实腹式压弯构件按下式计算平面内的稳定性：实腹式压弯构件按下式计算平面内的稳定性：mxxxx1xEX10.8MNfANWNPage 206.3

10、.1 6.3.1 实腹式单向弯曲压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算实腹式单向弯曲压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定计算规范规范规定，弯矩作用在规定，弯矩作用在对称轴平面外对称轴平面外( (绕绕y y轴轴) )的的实腹式压弯构件按下式计算平面外的稳定性实腹式压弯构件按下式计算平面外的稳定性：6.3.2 6.3.2 实腹式单向弯曲压弯构件弯矩作用平面外的整体稳定计算实腹式单向弯曲压弯构件弯矩作用平面外的整体稳定计算 txxyb1xMNfAWPage 2122wcrp2012(1)tEkvh图图6-4 6-4 压弯构件腹板弹性状态受力情况压弯构件腹板弹性状态受力情况任务任务6.4 6.4 实腹式压弯

11、构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定6.4.1 6.4.1 腹板的稳定腹板的稳定1.1.腹板的稳定计算腹板的稳定计算 Page 22当当 时：时：当当 时：时：任务任务6.4 6.4 实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定6.4.1 6.4.1 腹板的稳定腹板的稳定(1) (1) 工字形和工字形和H H形截面形截面001.601.62.000wy235(480.526.2)htf00y235(160.525)whtfPage 23任务任务6.4 6.4 实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定6.4.1 6.4.1 腹板的稳定腹板的稳定(2) (2) 箱形截面箱形截面 对于

12、箱形截面压弯构件，因翼缘和腹板对于箱形截面压弯构件，因翼缘和腹板的连接焊缝只能是单侧角焊缝，且两腹的连接焊缝只能是单侧角焊缝，且两腹板受力可能不一样，板受力可能不一样，规范规范规定，腹规定，腹板高厚比限值取工形截面腹板高厚比限板高厚比限值取工形截面腹板高厚比限值的值的0.80.8倍，当此值小于倍，当此值小于 ，应，应采用采用 。y40 235/fy40 235/f当当 1.0(1.0(弯矩较小弯矩较小) )时，腹板中不均匀分时，腹板中不均匀分布的压应力的有利影响不大，取：布的压应力的有利影响不大，取： 任务任务6.4 6.4 实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定6.4.1 6.4.

13、1 腹板的稳定腹板的稳定弯矩使腹板自由边受压的压弯构件弯矩使腹板自由边受压的压弯构件 0wy/15 235/h tf0Page 25(2) (2) 当当 1.0(1.0(弯矩较大弯矩较大) )时，腹板中不均时，腹板中不均匀分布的压应力的有利影响较大，将腹板匀分布的压应力的有利影响较大，将腹板高厚比限值提高高厚比限值提高20%20%，即：，即：任务任务6.4 6.4 实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定6.4.1 6.4.1 腹板的稳定腹板的稳定弯矩使腹板自由边受压的压弯构件弯矩使腹板自由边受压的压弯构件 00wy/18 235/h tfPage 26热轧剖分热轧剖分T T型钢：型钢

14、： 焊接焊接T T型钢：型钢：任务任务6.4 6.4 实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定6.4.1 6.4.1 腹板的稳定腹板的稳定弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件 0wy/(15 0.2 ) 235/h tf0wy/(130.17 ) 235/h tfPage 27任务任务6.4 6.4 实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定6.4.2 6.4.2 翼缘稳定计算翼缘稳定计算 弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件 (1) (1) 翼缘板外伸宽度翼缘板外伸宽度b b与其厚度与其厚度t t的比值，应满足下式要求：的比值，应

15、满足下式要求：y13 235/bftxy15 235/f当强度和稳定计算中取当强度和稳定计算中取=l.0=l.0时，时，b b/ /t t可放宽至可放宽至Page 28任务任务6.4 6.4 实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定6.4.2 6.4.2 翼缘稳定计算翼缘稳定计算 弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件 (2) (2) 对箱形截面压弯构件受压翼缘板在两腹板之间对箱形截面压弯构件受压翼缘板在两腹板之间的无支承宽度与其厚度的无支承宽度与其厚度t t之比，应满足下式要求：之比，应满足下式要求：0y40 235/bftPage 29任务任务6.5 6.5

16、实腹式压弯构件的截面设计实腹式压弯构件的截面设计6.4.2 6.4.2 翼缘稳定计算翼缘稳定计算 (1) (1) 截面选择截面选择截面形式可根据弯矩的大小、方向选用双截面形式可根据弯矩的大小、方向选用双轴或单轴对称的截面。一般可根据设计经轴或单轴对称的截面。一般可根据设计经验先假定出截面尺寸进行试算。验先假定出截面尺寸进行试算。Page 30图图6-2 6-2 压弯构件的单轴对称截面形式压弯构件的单轴对称截面形式(a) (a) 实腹式截面；实腹式截面；(b) (b) 格构式截面格构式截面任务任务6.5 6.5 实腹式压弯构件的截面设计实腹式压弯构件的截面设计(1) (1) 截面选择截面选择Pa

17、ge 31任务任务6.5 6.5 实腹式压弯构件的截面设计实腹式压弯构件的截面设计(2)(2)翼缘稳定计算翼缘稳定计算 1) 1) 强度验算强度验算 2) 2) 刚度验算刚度验算3)3)整体稳定验算整体稳定验算 4)4)局部稳定验算局部稳定验算 xnxnxMNfAW0maxmax limxxxx1xEX1 0.8MNfANWN按构造控制翼缘板宽按构造控制翼缘板宽厚比和腹板高厚比即厚比和腹板高厚比即可满足要求。可满足要求。 Page 32任务任务6.6 6.6 格构式压弯构件的截面设计格构式压弯构件的截面设计图图6-6 6-6 格构式压弯构件截面形式格构式压弯构件截面形式Page 336.6.1

18、 6.6.1 格构式压弯构件的整体稳定格构式压弯构件的整体稳定 任务任务6.6 6.6 格构式压弯构件的截面设计格构式压弯构件的截面设计(1) (1) 弯矩作用平面内的稳定性。弯矩作用平面内的稳定性。(2) (2) 弯矩作用平面外的稳定性。弯矩作用平面外的稳定性。弯矩绕弯矩绕实轴作实轴作用用 Page 34缀缀件件 任务任务6.6 6.6 格构式压弯构件的截面设计格构式压弯构件的截面设计Page 356.6.2 6.6.2 分肢稳定性分肢稳定性 任务任务6.6 6.6 格构式压弯构件的截面设计格构式压弯构件的截面设计1 1) )缀条式压弯构件的分肢按轴心受压构件计算。缀条式压弯构件的分肢按轴心

19、受压构件计算。2 2）缀板式压弯构件的分肢稳定按实腹式压弯构件）缀板式压弯构件的分肢稳定按实腹式压弯构件进行验算。进行验算。6.6.3 6.6.3 缀材计算缀材计算 6.6.4 6.6.4 强度计算强度计算 Page 36柱脚柱脚 任务任务6.7 6.7 压弯构件的柱脚设计压弯构件的柱脚设计6.7.1 6.7.1 柱头柱头Page 37任务任务6.7 6.7 压弯构件的柱脚设计压弯构件的柱脚设计6.7.1 6.7.1 柱头柱头图图6-8 6-8 铰接柱头构造铰接柱头构造 图图6-9 6-9 框架梁柱连接构造框架梁柱连接构造 Page 386.7.2 柱脚柱脚任务任务6.7 6.7 压弯构件的柱

20、脚设计压弯构件的柱脚设计Page 39任务任务6.7 6.7 压弯构件的柱脚设计压弯构件的柱脚设计6.7.2 6.7.2 柱脚柱脚 底板尺寸底板尺寸 靴梁尺寸靴梁尺寸 锚栓直径锚栓直径 焊缝焊缝 整体式柱整体式柱脚的设计脚的设计内容内容 Page 40任务任务6.7 6.7 压弯构件的柱脚设计压弯构件的柱脚设计6.7.2 6.7.2 柱脚柱脚 底板与基础接触面的压应力假定成直线分布，要底板与基础接触面的压应力假定成直线分布，要求最大压应力求最大压应力 不大于基础混凝土的抗压强度设不大于基础混凝土的抗压强度设计值计值 , ,即：即：maxcc26NMfBLBLccfmax底板尺寸底板尺寸 Pag

21、e 41任务任务6.7 6.7 压弯构件的柱脚设计压弯构件的柱脚设计6.7.2 6.7.2 柱脚柱脚 底板另一边缘的最小应力为：底板另一边缘的最小应力为： 当为负值时，则为拉应力，此拉应力应由当为负值时，则为拉应力，此拉应力应由锚栓承担，底板应力分布如图锚栓承担，底板应力分布如图6-106-10所示。由所示。由截面平衡可以算得：截面平衡可以算得：锚栓计算锚栓计算 min26NMBLBLtMN aNxPage 42任务任务6.7 6.7 压弯构件的柱脚设计压弯构件的柱脚设计6.7.2 6.7.2 柱脚柱脚 图图6-10 6-10 整体式柱脚结构整体式柱脚结构Page 43实训练习题实训练习题Pa

22、ge 44实训练习题实训练习题Page 45练习题：练习题：验算如图所示的验算如图所示的 拉弯杆，用拉弯杆，用Q235B钢，杆件钢，杆件自重不计，自重不计， =300，受静力荷载。，受静力荷载。 实训练习题实训练习题Page 46验算如图所示的验算如图所示的 拉弯杆，用拉弯杆，用Q235B钢，杆件钢，杆件自重不计，自重不计， =300，受静力荷载。，受静力荷载。 解：由附录解：由附录1查得查得45a，A=102.4cm2，Wx=1432.9cm3，iy=2.89cm，由附录，由附录5可知，可知，x=1.05。23623/109 .143205. 110240104 .102105001-6mm

23、N可知：由22/215/3 .208mmNmmN 24289. 210720maxyyyil刚度：所以此拉弯杆满足强度和刚度要求所以此拉弯杆满足强度和刚度要求实训练习题实训练习题Page 471.单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩单轴对称截面的压弯构件，一般宜使弯矩( )。 A. 绕非对称轴作用绕非对称轴作用 B绕对称轴作用绕对称轴作用 C. 绕任意轴作用绕任意轴作用 D视情况绕对称轴或非对称轴作用视情况绕对称轴或非对称轴作用实训练习题实训练习题2.单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应

24、力分布较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布( )。 (A)可能在拉、压侧都出现塑性可能在拉、压侧都出现塑性 (B)只在受压侧出现塑性只在受压侧出现塑性 (C)只在受拉侧出现塑性只在受拉侧出现塑性 (D)拉、压侧都不会出现塑性拉、压侧都不会出现塑性 AAPage 48实训练习题实训练习题3弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行弯矩作用在实轴平面内的双肢格构式压弯柱应进行( )和缀材的计算。和缀材的计算。 A强度，刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的强度，刚度、弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的 稳定性，单肢稳定性稳定性，单肢稳定性 B. 弯矩作用平面内的稳定性单肢稳定性弯

25、矩作用平面内的稳定性单肢稳定性 C弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性弯矩作用平面内稳定性、弯矩作用平面外的稳定性 D. 强度，刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性强度，刚度、弯矩作用平面内稳定性、单肢稳定性DPage 49实训练习题实训练习题4实腹式压弯构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的实腹式压弯构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的 或或 主要是考虑主要是考虑( ) (A)截面塑性发展对承载力的影响截面塑性发展对承载力的影响 (B)残余应力的影响残余应力的影响 (C)初偏心的影响初偏心的影响 (D)初弯矩的影响初弯矩的影响 xyAPage 50实训练习题实训练习题一、选择

26、题一、选择题1 1钢结构压弯构件的设计一般应进行钢结构压弯构件的设计一般应进行( )( )内容的计算。内容的计算。A A强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形 B B弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形、长细比C C强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形变形D D强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比长细比Page 51实训练习题实训练习题一

27、、选择题一、选择题2 2格构式柱截面上的虚轴是指格构式柱截面上的虚轴是指( )( )的主轴。的主轴。A A与缀材平面平行与缀材平面平行 B B虚设的虚设的C C与缀材平面垂直与缀材平面垂直 D D穿过肢件腹板穿过肢件腹板3 3弯矩作用在对称平面内的实腹式压弯构件，在弯距作用平面弯矩作用在对称平面内的实腹式压弯构件，在弯距作用平面外的失稳形式是外的失稳形式是( )( )。A A平面弯曲的失稳形式平面弯曲的失稳形式 B B空间失稳形式空间失稳形式C C扭转的失稳形式扭转的失稳形式 D D弯扭的失稳形式弯扭的失稳形式Page 52实训练习题实训练习题一、选择题一、选择题4 4某悬臂框架柱，两端作用的弯矩分别为和，使柱子产生反