第6章 拉压弯构件

第六章拉弯与压弯构件第一节概述第二节拉弯与压弯构件的强度与刚度第三节实腹式压弯构件的整体稳定第四节压弯构件的计算长度第五节实腹式压弯构件的局部稳定第六节实腹式压弯构件的截面设计第七节格构式压弯构件第一节概述拉弯与压弯构件实际上就是轴力与弯矩共同作用的构件，也就是为轴心受力构件与受弯构件的组合，典型的三种拉、压弯构件如下图所示。(拉弯：有节间荷载的钢屋架下弦杆；压弯：排架柱，框架柱，有节间荷载作用的屋架上弦杆）同其他构件一样，拉、压弯构件也需同时满足正常使用及承载能力两种极限状态的要求。正常使用极限状态：满足刚度要求。承载能力极限状态：需满足强度、整体稳定、局部稳定三方面要求。

截面形式：同轴心受力构件，分实腹式截面与格构式截面实腹式：型钢截面与组合截面格构式：缀条式与缀板式第二节拉、压弯构件的强度与刚度一、强度两个工作阶段，两个特征点弹性工作阶段：以边缘屈服为特征点（弹性承载力）弹塑性工作阶段：以塑性铰弯矩为特征点（极限承载力）极限承载力

－－轴力单独作用时最大承载力－－弯距单独作用时最大承载力如图所示，为计算方便，改用线性相关方程（偏安全）《规范5.2.1条》公式：关于±号的说明：如右图所示对于单对称截面，弯距绕非对称轴作用时，会出现两种控制应力状况。不考虑塑性发展（γ=1.0）的情况直接承受动力荷载时；格构式构件，弯距绕虚轴作用时；当时。二、刚度

一般情况，刚度由构件的长细比控制，即：见P182例7.1第三节实腹式压弯构件的整体稳定一、概述

实腹式压弯构件在轴力及弯距作用下，即可能发生弯矩作用平面内的弯曲失稳，也可能发生弯矩作用平面外的弯曲扭转失稳（类似梁）。两方面在设计中均应保证。二、弯矩作用平面内的整体稳定

以右图示理想的压弯构件为例

考虑初弯曲的影响以受压边缘纤维屈服为破坏准则，则有如果M=0，则构件变为轴心压杆，则有代入a式便有：联立1、2两式，消去则有：如果和梁一样允许一定的塑性发展，则有《规范5.2.2条》公式：规范关于取值规定(P184)弯矩作用平面内有侧移的框架柱及悬臂构件弯矩作用平面内无侧移构件（框架柱及两端支承构件)（1）无横向荷载作用时构件无反弯点时取同号，有反弯点时取异号（2）有端弯矩和横向荷载作用时（3）无端弯矩，但有横向荷载

单轴对称的压弯构件和双轴对称的压弯构件弯矩作用平面内的稳定验算内容是否相同?(P184)

单轴对称截面，加强受压翼缘时,除按式（7-12）计算平面内整体稳定外，尚应对较小翼缘进行计算:弯矩作用平面外的整体稳定规范关于取值规定1、弯矩作用平面外为悬臂的构件2、弯矩作用平面外有支撑的构件（1）无横向荷载作用时构件无反弯点时取同号，有反弯点时取异号（2）有端弯矩和横向荷载作用时（3）无端弯矩，但有横向荷载例［6-1]双向弯曲实腹式压弯构件的整体稳定

(P185)解：第四节压弯构件的计算长度

《规范5.3.3-5.3.6条》（本节自学）第五节实腹式压弯构件的局部稳定翼缘的局部稳定

因压弯构件中翼缘的受力情况与梁翼缘的受力情况基本相同，接近均匀分布，计算式同梁翼缘:腹板的局部稳定应力梯度的概念（1）工字形截面（2）箱形截面（3）T形截面第六节实腹式压弯构件的设计（本节自学）P191第七节格构式压弯构件的计算概述格构式压弯构件分缀板与缀条式,由于压弯构件一般存在较大的剪力,故一般多选缀条式，当弯矩较小时可用缀板式。格构式压弯构件弯矩可以绕实轴作用，也可绕虚轴作用，一般设计为绕虚轴作用。强度与刚度格构式压弯构件的整体稳定弯矩绕实轴作用

此种情况同实腹式截面，按前述方法计算，需注意：弯矩作用平面外的整体稳定公式中，Φx应按虚轴换算长细比λox确定，且取Φb=1。弯矩绕虚轴作用弯矩作用平面内的整体稳定弯矩作用平面外的整体稳定由于受力较大的分肢的受力大于整体构件的平均应力，故平面外稳定性不必计算，但需保证分肢的稳定性。分肢的稳定性：P196例[7.5]N1N2第八节柱头构造设计

（本节自学）

P138和P198第九节柱脚设计柱脚的作用

是把柱下端固定并将其内力传给基础。由于混凝土的强度远比钢材低，所以，必须把柱的底部放大，以增加其与基础顶部的接触面积。柱脚按其与基础的连接方式不同，又分为铰接和刚接两种。前者主要承受轴心压力，后者主要用于承受压力和弯矩。

注意：施焊；铰接柱脚只传递轴力和剪力（靠摩擦力或抗剪件承担）；传力过程。常用铰接柱脚的几种形式p139框架柱柱脚柱脚计算（以轴压柱为例）底板面积的计算

底板面积决定于基础材料的抗压承载力，底板与基础之间接触面上的压应力可假定是均匀分布的，则：底板长度L和宽度B按下式确定

：

底板厚度计算

底板的厚度由底板在基础的反力作用下产生的弯矩计算决定。靴梁、肋板、隔板和柱的端面等均可作为底板的支承边，将底板分成几块各种支承形式的区格，其中有四边支承、三边支承、两相邻边支承和一边支承（见图b、d）。在均匀分布的基础反力作用下，各区格单位宽度上最大弯矩为：四边支承板：式中：

q―作用在底板单位面积上的压力；

a―四边支承板短边的长度；

α―系数，由长边与短边比b/a查下表5－7(p140)。三边支承板及两相邻边支承板式中：a1―三边支承板中自由边的长度或两相邻边支承板中对角线的长度；β―系数，由b1/a1

查表5.8，b1为三边支承板中垂直于自由边方向的长度或两相邻边支承板中内角顶点至对角线的垂直距离。当三边支承板的b1/a1

小于0.3时，可按悬臂长为b1

的悬臂板计算；

一边支承（悬臂）板c

―悬臂长度。取各区格板弯矩中的最大值Mmax

来计算板的厚度t

若各区格中的弯矩值相差很大，应调整底板尺寸和重新划分区格。为了使底板具有足够的刚度，以符合基础反力均匀分布的假设，底板厚度一般为20～40mm，最小厚度通常为14mm。靴梁的计算

高度由其与柱边连接所需要的焊缝长度确定；靴梁按支撑于柱