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1、會計學1拉彎壓彎構件拉彎壓彎構件壓彎壓彎壓彎壓彎(拉彎拉彎拉彎拉彎)構件的應用：構件的應用：構件的應用：構件的應用：如桁架受節(jié)間荷載作用時；多高層結構中的框如桁架受節(jié)間荷載作用時；多高層結構中的框如桁架受節(jié)間荷載作用時；多高層結構中的框如桁架受節(jié)間荷載作用時；多高層結構中的框架柱；廠房柱等。架柱；廠房柱等。架柱；廠房柱等。架柱；廠房柱等。截面形式截面形式實腹式實腹式格構式格構式拉彎和壓彎構件設計應滿足：拉彎和壓彎構件設計應滿足：承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。承載力極限狀態(tài)和正常使用極限狀態(tài)的要求。拉彎構件：拉彎構件：需要計算強度和剛度；需要計算強度和剛度；壓彎構件：壓彎構件：需要計算

2、強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。需要計算強度、剛度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定。圖圖6.2 6.2 桁架桁架第1頁/共41頁NN6.2 拉彎和壓彎構件的強度拉彎和壓彎構件的強度圖圖6.3 6.3 壓彎構件截面應力的發(fā)展過程壓彎構件截面應力的發(fā)展過程圖圖6.1 6.1 壓彎構件壓彎構件1 1、強度、強度（1 1）工作階段工作階段彈性階段彈性階段彈塑性階段彈塑性階段塑性階段塑性階段第2頁/共41頁 當截面出現(xiàn)塑性鉸時當截面出現(xiàn)塑性鉸時,根據(jù)力平衡條件可得軸根據(jù)力平衡條件可得軸心壓力與彎矩的相關方程心壓力與彎矩的相關方程,繪出曲線繪出曲線,為簡化計算為簡化計算且偏于安全且偏于安全,采用直線作為計算依據(jù)。采用

3、直線作為計算依據(jù)。2 2、強度公式、強度公式1pNMN+Mpn=第3頁/共41頁無彎矩作用時，全部凈截面屈服的承載力無彎矩作用時，全部凈截面屈服的承載力無軸力作用時，凈截面塑性彎矩無軸力作用時，凈截面塑性彎矩 當截面出現(xiàn)塑性鉸時，構件產(chǎn)生較大變形，只能考慮當截面出現(xiàn)塑性鉸時，構件產(chǎn)生較大變形，只能考慮部分截面發(fā)展塑性部分截面發(fā)展塑性將將代入，并引入代入，并引入 得：得：N或或M 單獨作用作用N Np 或或 N/Np=1 M M pn第4頁/共41頁雙向拉彎和壓彎構件雙向拉彎和壓彎構件單向拉彎和壓彎構件單向拉彎和壓彎構件Mx、My-繞繞x軸和軸和y軸的彎矩軸的彎矩Wnx、Wny-對對x軸和軸和y

4、軸的凈截面模量軸的凈截面模量x、y-截面塑性發(fā)展系數(shù)截面塑性發(fā)展系數(shù),表表5.1An-凈截面面積凈截面面積（6.6）（6.7）第5頁/共41頁二、剛度二、剛度拉彎和壓彎構件的允許長細比拉彎和壓彎構件的允許長細比同軸心受力構同軸心受力構件件yyftbf2351523513(1)(1)當當x xh hwt tb b （2 2）直接承受動力荷載時，不考慮截面塑性發(fā)展；直接承受動力荷載時，不考慮截面塑性發(fā)展；（3 3）對格構式構件，對繞虛軸作用的彎矩，不能發(fā)展塑性，）對格構式構件，對繞虛軸作用的彎矩，不能發(fā)展塑性，對繞實軸作用的彎矩，可考慮發(fā)展塑性。對繞實軸作用的彎矩，可考慮發(fā)展塑性。注：注：不考慮截

5、面塑性發(fā)展不考慮截面塑性發(fā)展第6頁/共41頁yXyXMxXXyy6.3 6.3 壓彎構件的穩(wěn)定壓彎構件的穩(wěn)定一、一、彎矩作用平面內的穩(wěn)定彎矩作用平面內的穩(wěn)定第7頁/共41頁 適用于實腹式壓彎構件在彈性階段的穩(wěn)定計算及格適用于實腹式壓彎構件在彈性階段的穩(wěn)定計算及格構式壓彎構件。構式壓彎構件。對實腹式壓彎構件，截面可發(fā)展一定塑性，通過對對實腹式壓彎構件，截面可發(fā)展一定塑性，通過對1111種種200200多個常見截面形式構件的計算比較，規(guī)范采用下列公多個常見截面形式構件的計算比較，規(guī)范采用下列公式：式：1 1、邊緣纖維屈服準則、邊緣纖維屈服準則第8頁/共41頁 平面內軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)；平面內軸

6、心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)；壓彎構件的最大彎距設計值；壓彎構件的最大彎距設計值；參數(shù)參數(shù)；等效彎距系數(shù)；等效彎距系數(shù)；平面內對較大受壓纖維的毛截面抵抗矩平面內對較大受壓纖維的毛截面抵抗矩2 2、實腹式壓彎構件整體穩(wěn)定公式、實腹式壓彎構件整體穩(wěn)定公式（6.136.13）NNM1M2第9頁/共41頁各種情況的等效彎矩系數(shù)，規(guī)范具體規(guī)定如下：各種情況的等效彎矩系數(shù)，規(guī)范具體規(guī)定如下：（1 1）懸臂構件，）懸臂構件，（2 2）框架柱和兩端有支撐的構件）框架柱和兩端有支撐的構件無橫向荷載無橫向荷載M M1 1和和M M2 2為端彎矩，使構件件產(chǎn)生同向曲率取同號，為端彎矩，使構件件產(chǎn)生同向曲率取同號，使構件產(chǎn)生

7、反向曲率時取異號使構件產(chǎn)生反向曲率時取異號NNM1M2使構件產(chǎn)生同向曲率時，使構件產(chǎn)生同向曲率時，使構件產(chǎn)生反向曲率時，使構件產(chǎn)生反向曲率時，無端彎矩但有橫向荷載作用時，無端彎矩但有橫向荷載作用時，有端彎矩和橫向荷載有端彎矩和橫向荷載NN第10頁/共41頁注：單軸對稱截面（注：單軸對稱截面（T T型鋼、雙角鋼型鋼、雙角鋼T T形截面），當彎矩形截面），當彎矩作用在對稱軸平面內，且使較大翼緣受壓時，有可能在作用在對稱軸平面內，且使較大翼緣受壓時，有可能在受拉側首先出現(xiàn)塑性，按下列相關公式進行補充驗算受拉側首先出現(xiàn)塑性，按下列相關公式進行補充驗算 受拉側最外纖維的毛截面抵抗矩；受拉側最外纖維的毛截

8、面抵抗矩；（6.14）W2x W1x第11頁/共41頁二、彎矩作用平面外的穩(wěn)定二、彎矩作用平面外的穩(wěn)定根據(jù)第四章的推導，構件在發(fā)生彎扭屈曲時，其臨界條件：根據(jù)第四章的推導，構件在發(fā)生彎扭屈曲時，其臨界條件：第12頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件可求出彎扭屈曲臨界力可求出彎扭屈曲臨界力以以 的不同比值代入，可繪出的不同比值代入，可繪出 和和之間的相關曲線之間的相關曲線越大，曲線越越大，曲線越外凸，外凸，對常用的雙軸對稱工字對常用的雙軸對稱工字形截面，形截面，偏于安全地取偏于安全地取第13頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件并引入非均并引入非均勻彎矩作用時的

9、等效彎矩系數(shù)，箱形截面的截面影響勻彎矩作用時的等效彎矩系數(shù)，箱形截面的截面影響系數(shù)以及抗力分項系數(shù)系數(shù)以及抗力分項系數(shù)用用第14頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件彎距作用平面外軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)；彎距作用平面外軸心受壓構件的穩(wěn)定系數(shù)；所計算構件段范圍內的最大彎距設計；所計算構件段范圍內的最大彎距設計；均勻彎曲梁的整體穩(wěn)定系數(shù)。均勻彎曲梁的整體穩(wěn)定系數(shù)。截面影響系數(shù)，箱形截面取截面影響系數(shù)，箱形截面取0.7，其他截面取，其他截面取1.0等效彎矩系數(shù)；等效彎矩系數(shù)；第15頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件三、壓彎構件的局部穩(wěn)三、壓彎構件的局部穩(wěn)定定如果組

10、成構件的板件過薄，薄板可能會先于構件整體失穩(wěn)，如果組成構件的板件過薄，薄板可能會先于構件整體失穩(wěn)，與軸心受壓構件和受彎構件相同，即限制翼緣和腹板的寬與軸心受壓構件和受彎構件相同，即限制翼緣和腹板的寬厚比及高厚比。厚比及高厚比。1.受壓翼緣的局部穩(wěn)定受壓翼緣的局部穩(wěn)定受力情況受力情況與受彎構與受彎構件基本相件基本相同同第16頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件壓彎構件翼緣板的寬厚比限值同受彎構件壓彎構件翼緣板的寬厚比限值同受彎構件（1）工字形截面）工字形截面（2）箱形截面箱形截面腹板之間的腹板之間的受壓翼緣受壓翼緣2.腹板的局部穩(wěn)定腹板的局部穩(wěn)定根據(jù)分析，腹板寬厚比限值與應力梯

11、度和長細比有關根據(jù)分析，腹板寬厚比限值與應力梯度和長細比有關第17頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件（1）工字形截面）工字形截面當當 時時當當 時時應力梯度應力梯度工字形截面壓彎柱腹板的受力狀工字形截面壓彎柱腹板的受力狀態(tài)，四邊簡支，二對邊承受單向態(tài)，四邊簡支，二對邊承受單向線性分布壓應力，同時四邊承受線性分布壓應力，同時四邊承受均布剪應力的作用。均布剪應力的作用。第18頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件腹板計算高度邊緣的最大壓應力腹板計算高度邊緣的最大壓應力腹板計算高度另一邊緣相應的應力，壓應力腹板計算高度另一邊緣相應的應力，壓應力取正，拉應力取負取正

12、，拉應力取負構件在彎距作用平面內的長細比，當構件在彎距作用平面內的長細比，當 時，時，取取 ，當，當 時，取時，?。?）箱形截面箱形截面 箱形截面壓彎構件箱形截面壓彎構件腹板受力與工字形截面相同，但考腹板受力與工字形截面相同，但考慮到其腹板邊緣嵌固不如工字形截面。慮到其腹板邊緣嵌固不如工字形截面。第19頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件當當 時時當當 時時但不小于但不小于第20頁/共41頁第七章第七章第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件n n框架的可能失穩(wěn)形式有兩種，一種是有支撐框架，其框架的可能失穩(wěn)形式有兩種，一種是有支撐框架，其框架的可

13、能失穩(wěn)形式有兩種，一種是有支撐框架，其框架的可能失穩(wěn)形式有兩種，一種是有支撐框架，其失穩(wěn)形式為無側移；一種是無支撐的純框架，其失穩(wěn)失穩(wěn)形式為無側移；一種是無支撐的純框架，其失穩(wěn)失穩(wěn)形式為無側移；一種是無支撐的純框架，其失穩(wěn)失穩(wěn)形式為無側移；一種是無支撐的純框架，其失穩(wěn)形式有側移。有側移失穩(wěn)的框架，其臨界力比無側移形式有側移。有側移失穩(wěn)的框架，其臨界力比無側移形式有側移。有側移失穩(wěn)的框架，其臨界力比無側移形式有側移。有側移失穩(wěn)的框架，其臨界力比無側移失穩(wěn)的框架低得多。故框架的承載能力一般以有側移失穩(wěn)的框架低得多。故框架的承載能力一般以有側移失穩(wěn)的框架低得多。故框架的承載能力一般以有側移失穩(wěn)的框架

14、低得多。故框架的承載能力一般以有側移失穩(wěn)時的臨界力確定。失穩(wěn)時的臨界力確定。失穩(wěn)時的臨界力確定。失穩(wěn)時的臨界力確定。純框架純框架純框架純框架 未設支撐結構（剪力墻、支撐架、抗剪筒體）未設支撐結構（剪力墻、支撐架、抗剪筒體）未設支撐結構（剪力墻、支撐架、抗剪筒體）未設支撐結構（剪力墻、支撐架、抗剪筒體）第四節(jié)第四節(jié) 壓彎構件的設計壓彎構件的設計一、一、單層等截面框架柱在框架平面內的計算長度單層等截面框架柱在框架平面內的計算長度單層等截面框架柱在框架平面內的計算長度單層等截面框架柱在框架平面內的計算長度支撐框架支撐框架強支撐框架強支撐框架弱支撐框架弱支撐框架第21頁/共41頁第22頁/共41頁框架

15、柱上端與橫梁剛接。橫梁對柱的約束作用取框架柱上端與橫梁剛接。橫梁對柱的約束作用取框架柱上端與橫梁剛接。橫梁對柱的約束作用取框架柱上端與橫梁剛接。橫梁對柱的約束作用取決于橫梁的線剛度與柱的線剛度的比值，即：決于橫梁的線剛度與柱的線剛度的比值，即：決于橫梁的線剛度與柱的線剛度的比值，即：決于橫梁的線剛度與柱的線剛度的比值，即：對于單層多跨框架：對于單層多跨框架：第23頁/共41頁確定框架柱的計算長度通常根據(jù)穩(wěn)定理論，確定框架柱的計算長度通常根據(jù)穩(wěn)定理論，確定框架柱的計算長度通常根據(jù)穩(wěn)定理論，確定框架柱的計算長度通常根據(jù)穩(wěn)定理論，并作如下假設：并作如下假設：并作如下假設：并作如下假設：n n（1 1

16、）框架只承受作用于節(jié)點的豎向荷載，）框架只承受作用于節(jié)點的豎向荷載，）框架只承受作用于節(jié)點的豎向荷載，）框架只承受作用于節(jié)點的豎向荷載，忽略橫梁荷載和水平荷載產(chǎn)生梁端彎矩的忽略橫梁荷載和水平荷載產(chǎn)生梁端彎矩的忽略橫梁荷載和水平荷載產(chǎn)生梁端彎矩的忽略橫梁荷載和水平荷載產(chǎn)生梁端彎矩的影響。影響。影響。影響。n n（2 2）所有框架柱同時失穩(wěn)，即所有框架）所有框架柱同時失穩(wěn)，即所有框架）所有框架柱同時失穩(wěn)，即所有框架）所有框架柱同時失穩(wěn)，即所有框架柱同時達到臨界荷載。柱同時達到臨界荷載。柱同時達到臨界荷載。柱同時達到臨界荷載。n n（3 3）失穩(wěn)時橫梁兩端轉角相等。）失穩(wěn)時橫梁兩端轉角相等。）失穩(wěn)時

17、橫梁兩端轉角相等。）失穩(wěn)時橫梁兩端轉角相等。n n單層框架柱在框架平面內的的計算長度系單層框架柱在框架平面內的的計算長度系單層框架柱在框架平面內的的計算長度系單層框架柱在框架平面內的的計算長度系數(shù)表達為：數(shù)表達為：數(shù)表達為：數(shù)表達為：計算長度系數(shù)計算長度系數(shù)第24頁/共41頁二、多層等截面框架柱在框架平面內的計算長度二、多層等截面框架柱在框架平面內的計算長度二、多層等截面框架柱在框架平面內的計算長度二、多層等截面框架柱在框架平面內的計算長度n n多層多跨框架的失穩(wěn)形式也有多層多跨框架的失穩(wěn)形式也有兩種，無側移失穩(wěn)和有側移失兩種，無側移失穩(wěn)和有側移失穩(wěn)。計算時的基本假定與單層穩(wěn)。計算時的基本假定

18、與單層框架相同。對于未設置支撐結框架相同。對于未設置支撐結構的純框架，屬于有側移反對構的純框架，屬于有側移反對稱失穩(wěn)；對于有支撐框架，根稱失穩(wěn)；對于有支撐框架，根據(jù)抗側移剛度大小，分為強支據(jù)抗側移剛度大小，分為強支撐框架和弱支撐框架。撐框架和弱支撐框架。第25頁/共41頁第26頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件當支撐結構的側移剛度（產(chǎn)生單位側傾角的水平力）當支撐結構的側移剛度（產(chǎn)生單位側傾角的水平力）滿足下式要求時，為滿足下式要求時，為強支撐框架強支撐框架，屬于無側移失穩(wěn)，屬于無側移失穩(wěn) 第第 層層間所有框架柱用無側移層層間所有框架柱用無側移框架和有側移框架柱計算長度系數(shù)算

19、框架和有側移框架柱計算長度系數(shù)算得的軸心壓桿穩(wěn)定承載力之和得的軸心壓桿穩(wěn)定承載力之和當支撐結構的側移剛度當支撐結構的側移剛度 不滿足上式要求時，為不滿足上式要求時，為弱支撐弱支撐框架框架。第27頁/共41頁多層框架無論在哪一類型下失穩(wěn)，每一根柱都要受到柱端構件及遠端多層框架無論在哪一類型下失穩(wěn)，每一根柱都要受到柱端構件及遠端多層框架無論在哪一類型下失穩(wěn)，每一根柱都要受到柱端構件及遠端多層框架無論在哪一類型下失穩(wěn)，每一根柱都要受到柱端構件及遠端構件的影響。構件的影響。構件的影響。構件的影響。bb多層框架柱在框架平面內的的計算長度系數(shù)表達為：多層框架柱在框架平面內的的計算長度系數(shù)表達為：多層框架柱

20、在框架平面內的的計算長度系數(shù)表達為：多層框架柱在框架平面內的的計算長度系數(shù)表達為：第28頁/共41頁有側移的純框架有側移的純框架 查附表查附表5.1無側移框架無側移框架（強支撐框架強支撐框架）查附表查附表5.2第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件對對弱支撐框架，弱支撐框架，查附表查附表5.1和查附表和查附表5.2，得，得框架柱按無側移框架柱和有側移框架柱框架柱按無側移框架柱和有側移框架柱計算長度系數(shù)算得的軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)計算長度系數(shù)算得的軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)此時，框架柱的軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)按下式計算：此時，框架柱的軸心壓桿穩(wěn)定系數(shù)按下式計算：第29頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和

21、壓彎構件2.框架柱在框架平面外的計算長度框架柱在框架平面外的計算長度框架柱在框架平面外的計算長度取側向支撐點間距離。框架柱在框架平面外的計算長度取側向支撐點間距離。二、實腹式壓彎構件的設計二、實腹式壓彎構件的設計壓彎構件的主要問題是穩(wěn)定，穩(wěn)定公式中包含多個截面壓彎構件的主要問題是穩(wěn)定，穩(wěn)定公式中包含多個截面幾何特性。一般的設計方法是假定截面，再進行截面驗幾何特性。一般的設計方法是假定截面，再進行截面驗算。算。第30頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件第五節(jié)第五節(jié) 框架中梁與柱的連接框架中梁與柱的連接梁與柱的連接梁與柱的連接剛接剛接鉸接鉸接第31頁/共41頁第32頁/共41頁第33頁/共41頁第34頁/共41頁第35頁/共41頁第36頁/共41頁第七章第七章 拉彎和壓彎構件拉彎和壓彎構件第六節(jié)第六節(jié) 框架柱的柱腳框架柱的柱腳框架柱的柱腳框架柱的柱腳剛接剛接鉸接鉸接第37頁/共41頁第38頁/共41頁第39頁/共41頁第40頁/共41頁