1、拉弯和压弯构件,Stretch-bending and Compression-bending members,第六章,主 要 内 容,第一节概述 第二节拉弯和压弯构件的强度 (钢结构规范5.2.1条) 第三节实腹式压弯构件的稳定 (整体稳定钢结构规范5.2.2条 局部稳定钢结构规范5.4.1条、5.4.2条) 第四节格构式压弯构件的稳定 (钢结构规范5.2.3条) 第五节实腹式压弯构件的设计,第二、三节重点！,大纲要求,第一节 概述,一、拉弯与压弯构件的应用与破坏形式,图6-1 单层工业厂房框架柱,（1）拉弯构件（Stretch-Bending member） 【定义】同时承受轴向拉力和弯矩
2、作用的构件。 【图例】图6-2（a）偏心受拉的构件（b）有横向荷载作用的拉杆（c）有端弯矩作用的拉杆 【实例】如桁架下弦为轴心拉杆，但若存在非节点横向力，则为拉弯构件。 【应用范围】拉弯构件的应用较少。,图6-2 拉弯、压弯构件,亦称：偏压（拉）构件,【承载力极限状态】 一般：在轴心拉力和弯矩的共同作用下，拉弯构件的承载能力极限状态是截面出现塑性铰(plastic hinge )。_ 部分截面屈服准则,但是：对于格构式拉弯构件或冷弯构件或冷弯薄壁型钢拉弯构件，截面边缘受力最大纤维开始屈服就基本上达到了强度的极限。_ 边缘纤维屈服准则,思考: 格构式构件截面考虑塑性发展吗？,答：格构式构件截面不
3、考虑塑性发展。因为截面中部是空心，按边缘屈服准则计算。,（2）压弯构件（Compression-bending members ） 【定义】同时承受轴心压力和弯矩作用的构件。 【图例】图6-2（a）偏心受压构件（b）有横向荷载作用的压杆 【实例】厂房的框架柱图6-1；受风荷载作用的墙架柱高层建筑的框架柱；海洋平台的支柱；受有节间荷载的桁架上弦。 【应用范围】钢结构中压弯构件的应用十分广泛，,二、截面形式 （1）拉弯和压弯构件的截面形式（图63）,图63 拉弯和压弯构件截面形式a)实腹式 b)格构式,X(虚轴:穿过缀材面),y(实轴:穿过肢件腹板),（2）压弯构件截面形式说明：实腹式截面：热轧型
4、钢截面、冷弯薄壁型钢截面和组合截面。 当构件计算长度较大且受力较大时，为了提高截面的抗弯刚度，还常常采用格构式截面。压弯构件的截面通常做成在弯矩作用方向具有较大 的截面尺寸，由于截面的高度较大且受有较大的外剪 力，所以缀板连接的格构式压弯构件很少采用，而选 用缀条式。 如果承受的弯矩M不大，而轴心压力N很大，其截面形式和一般轴心压杆相同。,图64 压弯构件的单轴对称截面形式 （a）实腹式 （b）格构式,注：单轴对称截面,在受压较大的一侧分布着更多的材料。,如果弯矩M相对较大，其截面形式和一般受弯构件类似，除采用截面高度较大的双轴对称截面外，还常采用单轴对称截面（图6-4）。,（3）压弯构件的整
5、体破坏三种形式： 【强度破坏】（strength failure ） 指截面的一部分或全部应力都达到甚至超过钢材屈服点的状况。当杆端弯矩很大或截面局部有严重削弱时出现；【整体失稳破坏 】,弯矩作用平面内的弯曲失稳破坏（flexural failure in-plane ）在弯矩作用平面内只产生弯曲变形（弯曲失稳），不存在分枝现象，属极值点失稳问题，失稳模态为弯曲失稳 ；,弯矩作用平面外的弯曲扭转破坏（flexural and torsional failure out-plane ） 属分岔失稳问题，失稳模态为弯扭失稳。,【局部失稳破坏】发生在压弯构件的腹板和受压翼缘，其产生的原因与受弯构件局
6、部失稳相同。,提高稳定性措施,增大双向弯曲刚度 增加约束 减小长细比,三、计算内容 (1)拉弯构件： 承载能力极限状态：强度 正常使用极限状态：刚度（荷载标准值，计算弹性变形）,控制长细比 (有轴力作用),稳定？,说明：拉弯构件的稳定问题稳定问题仅仅在构件截面上出现压应力时才可能出现。对于轴向受拉构件，截面不可能产生压应力，也就不存在 稳定问题；对于拉弯构件，由于弯矩作用，当轴向拉力很小时， 截面会出现压应力，此时就应该考虑拉弯构件的稳定问题，即 时需要考虑稳定。,记住！,注意：对于拉弯构件，为何会有刚度要求？如何保证拉弯构件的刚度？ 答：在运输和安装过程中，为了防止拉弯构件由于刚度太低，丧失
7、原有轴线的破坏，所以对拉弯构件也有刚度要求。拉弯构件一般是通过限制长细比来保证刚度的，即： 。,。,承载能力极限状态,正常使用极限状态,刚度（stiffness ）,(2)压弯构件：,（Stablity）,平面内,平面外（不必）,分肢稳定,（inplane）,（frange plate ）,四、设计要点截面选型双轴对称（N小）,或单轴对称（M小）截面强度截面正应力、剪应力构件稳定性弯矩作用平面内、平面外板件稳定性受压翼缘和腹板构造要求,图66 支撑的设置,思考题 61、钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算内容为（ ）。 强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形 (B)弯矩作用平面
8、内稳定性、局部稳定、变形 (C)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 (D)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,弯矩作用平面内和弯矩作用平面外,62、实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括的稳定。,D,6-3、压弯构件整体破坏形式有（ ）。(A) 强度破坏、弯曲失稳、弯扭失稳 (B) 强度破坏、弯曲失稳、扭转失稳(C) 弯曲失稳、弯扭失稳、翼缘板屈曲(D) 弯曲失稳、弯扭失稳、扭转屈曲,A,第二节 拉弯和压弯构件的强度,一、截面正应力的发展以工字形截面压弯构件为例（轴力和弯矩正应力线性叠加，验算最大应力）：假设轴向力不变而弯矩不断增加,强度是针对受力最
9、大截面上的应力，是一个应力问题。对拉弯构件、截面有削弱或构件端部弯矩大于跨间弯矩的压弯构件，需要进行强度计算。,(D)塑性工作阶段塑性铰(强度极限),(B)最大压应力一侧截面部分屈服,(C)截面两侧均有部分屈服,(A)弹性工作阶段,图66 压弯构件截面应力的发展过程,【三种设计准则】,边缘纤维屈服准则：以构件截面边缘纤维屈服的弹性受力阶段极限状态作为强度计算的承载能力极限状态。 - 弹性工作阶段 全截面屈服准则：构件的最大受力截面的全部受拉和受压区的应力都达到屈服。- 塑性铰形成 部分发展塑性准则：构件的最大受力截面的部分受拉和受压区的应力达到屈服点，至于截面中塑性区发展的深度根据具体情况给定
10、。-弹塑性工作阶段,Understand?,因此，得：单向受弯,上式即为规范给定的是在N、Mx作用下的按照弹塑性设计时的强度计算公式。,由于全截面达到塑性状态后，变形过大，因此规范对不同截面限制其塑性发展区域为（1/8-1/4）h。,记住！,对于在N、Mx 、My作用下的强度计算公式，规范采用了与上式相衔接的线形公式： 双向受弯,N 轴心压力设计值An 验算截面净截面面积 Wnx、Wny 验算截面对两个主轴的净截面模量,如工字形，,其他截面的塑性发展系数见钢结构教材P110表5.1。,【说明】弹塑性设计部分塑性发展， 轴力和弯矩非线性叠加塑性发展。近似线性叠加，引入塑性发展系数。,【特例】在下
11、列情形时，设计采用边缘屈服作为构件强度计算的依据，即取 : 为了保证受压翼缘在截面发展塑性时不发生局部 失稳，当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之 比 时。 对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，目前对其截 面塑性性能缺乏研究； 对于格构式构件，当弯矩绕虚轴作用时，由于截面腹部无实体部件，塑性开展的潜力不大。,思 考 题 64 实腹式偏心受压构件强度验算公式中的 ，主要是考虑（ ）因素。(A) 截面塑性发展对承载力的影响(B) 残余应力的影响(C) 初偏心的影响(D) 初弯矩的影响,截面上边缘“1”点 (B) 截面下边缘“2”点 (C) 截面中和轴处“3”点 (D) 可能是“1”点，也可能是“2”
12、点,65. 图示T形截面拉弯构件强度计算的最不利点为（ ）。,例题：某拉弯构件由I45a构成， ， 承受静荷载， ，截面无削弱，验算该杆强度。解：查I45a知， （1）确定参数：（2）强度计算：（3）结论：该杆满足强度要求。,例:天窗侧腿(高3.6m)承受风荷载设计值 轴压力 ，截面选用部分T型钢,验算强度是否满足要求。 解：风压力弯矩：1点：2点：风吸力弯矩：1点：2点：,1,2,一、弯矩作用平面内的稳定 特点：一压就弯,不存在随遇平衡状态及其相应的临界荷载（即，从稳定平衡到不稳定平衡的转折点） 。,第三节 实腹式压弯构件的稳定,在弯矩作用平面内失稳属第二类稳定，偏心压杆的临界力与其相对偏心
13、率 有关， 为截面核心矩， 大则临界力低，见图76。,稳定也是某一截面上的应力，但它是针对整个构件而言不是针对某个截面上的应力，是一个变形问题。整体稳定包括两方面弯矩作用平面内的弯曲失稳及弯矩作用平面外的弯扭失稳。,图76 压弯构件不同偏心率下承载力与侧移的关系曲线,实用计算公式的推导：假设两端铰支的压弯构件，变形曲线为正弦曲线,按其受压最大边缘纤维应力达到屈服点时的承载力。,上式是由弹性阶段的边缘屈服准则导出的，与实腹式压弯构件的考虑塑性发展理论有差别，规范在数值计算基础上给出了以下实用表达式：,考虑抗力分项系数并引入弯矩非均匀分布时的等效弯矩系数mx后，得,【说明1】NEx为欧拉临界力，N
14、Ex应除以抗力分项系数R，注明NEx为参数，其值为NEx/RNEx/1.1。 【说明2】 mx(或tx)为等效弯矩系数，实质为其他荷载作用时的临界弯矩与均匀弯矩作用临界弯矩的比值。,规范mx对作出具体规定：1、框架柱和两端支承构件（1）没有横向荷载作用时：M1、M2为端弯矩，无反弯点(两端弯矩使构件产生同向曲率)时取同号，否则取异号，M1M2。,（2）有端弯矩和横向荷载同时作用时:使构件产生同向曲率时: mx =1.0使构件产生反向曲率时: mx =0.85 （3）仅有横向荷载时：mx =1.0,2、悬臂构件: mx =1.0,对于单轴对称截面，当弯矩使较大翼缘受压时，受拉区可能先受拉出现塑性
15、，为此应满足：,二、弯矩作用平面外的稳定,弯矩作用平面外稳定的机理与梁失稳的机理相同， 因此其失稳形式也相同平面外弯扭屈曲。基本假定： 1、由于平面外截面刚度很大,故忽略该平面的挠曲变形。 2、杆件两端铰接，但不能绕纵轴转动。 3、材料为弹性。,式中:,（1）工字形（含H型钢）截面双轴对称时：单轴对称时：,tx等效弯矩系数，取平面外两相邻支承点间构件为计算单元，取值同mx ；,（2）T形截面（M绕对称轴x作用）弯矩使翼缘受压时：双角钢T形截面：剖分T型钢和两板组合T形截面：,弯矩使翼缘受拉，且腹板宽厚比不大于 时：,3. 箱形截面：,注意： 用以上公式求得的应b1.0； 以上公式已考虑了构件的
16、弹塑性失稳问题， 当b 0.6时，不需要换算； 闭口截面b=1.0。 弯扭失稳的影响因素：支座约束，荷载分布（变形），加载位置，截面形状，侧向约束。,对于不产生扭转的双轴对称截面(包括箱形截面)，当弯矩作用在两个主平面时，公式可以推广验算稳定：及,【例题】验算下图示压弯构件的强度及平面内、外的整体稳定性。 已知：Q235钢，A=20cm2，Ix346.8cm4，Iy43.6cm4，y14.4cm，翼缘侧向1/3跨处设置两个侧向支承。,解：1、参数计算,2、强度计算结论：强度满足要求。 3、弯矩作用平面内的稳定性,结论：平面内整体稳定不满足。 4、平面外的整体稳定性结论：平面外整体稳定满足。,【
17、例题】如图所示为一焊接工字形压弯构件，翼 缘为焰切边，轴心压力设计值N=800KN，两端弯矩 设计值M1600KN.m，M2600KN.m，绕截面强轴作 用，方向如图所示，不计构件自重。钢材为Q345 钢，截面尺寸及构件支承情况如图所示，验算此 压弯构件的强度和整体稳定。,所以，要考虑截面的发展塑性，即,【例题】如图所示为一焊接工字形压弯构件，翼 缘为焰切边，轴心压力设计值N=500kN，跨中集中 荷载设计值为P=200kN，不计构件自重。钢材为 Q235钢，其侧向支承分为两种情况： 1）在构件的三分点处设置侧向支承； 2）在构件的二分点处设置侧向支承。 验算此压弯构件在弯矩作用平面外的整体稳
18、定。,【例题】如图所示为一双角钢T形截面压弯构件，由长 边相连的两个不等边角钢2L80505组成，截面无削 弱，节点板厚12mm。承受的荷载设计值为：轴心压力N=38kN，均布线荷载q=3kN/m，不计构件自重。构件 两端铰接并有侧向支承，材料Q235钢。验算此压弯构件的强度和整体稳定。 解：,作业 有一箱形截面偏心受压柱(计算长度为5876mm)， 荷载情况如图所示，验算稳定承载力（Q235钢）。 截面见下图。,48000kNcm,N=3000kN； M2=48000kNcm； M1=0,解 1、 截面参数,A=240cm2；Ix=122500cm4；Iy=70200cm4；,ix =22.
19、6cm； iy =17.1cm；,x =26 ； y=35 ；,x =0.950 ； y =0.918 ； x =1.05 ； y=1.05 ；,1、强度验算,=125+99=224N/mm2f=215N/mm2,2、平面内稳定验算,这里， mx=0.65；,代入上式：,3、平面外稳定验算,=132+66=198N/mm2f=215N/ mm2,tx=0.65；b=1.0（箱形截面）。,f=215N/ mm2,三、实腹式压弯构件的局部稳定,实腹式压弯构件的板件与轴压和受弯构件的板件的受力相似，其局部稳定也是采用限制板件的宽（高）厚比的办法来保证。,一、翼缘 受压柱限制宽厚比 受弯梁限制宽厚比
20、压弯柱限制宽厚比，应力分布类似梁，采用梁的限制值,弹性设计时,考虑部分塑性发展(gx1),二、腹板 轴压柱限制高厚比 受弯梁布置加劲肋 压弯柱轴力+弯矩，正应力为主，应力分布接近受压构件，限制高厚比,板边应力线性分布，最大应力smax，最小应力smin，压应力为正。,腹板的局部稳定主要与压应力的不均匀分布的梯度有关。,应力梯度的概念梁： 轴力构件： 拉、压弯构件： 翼缘的局部稳定受力简单，同梁按等强原则 腹板的局部稳定受力复杂，同时受不均匀压力和剪力作用。影响因素多，等强原则。 腹板局部稳定的主要影响因素: 剪、正应力比： 正应力梯度： 塑性区发展深度,0应力梯度 smax腹板计算高度边缘的最
21、大压应力 smin腹板计算高度另一边缘相应的应力 压应力为正，拉应力为负； 不考虑构件截面塑性发展系数！,当1.6o2.0时:,构件在弯矩作用平面内的长细比；当 30时，取 =30， 100时，取 =100。,2. 箱形截面的腹板,考虑到两块腹板可能受力不均，将按上面两式确定的高厚比值乘0.8的折减系数。但不应小于 。,规范规定工字形和H形截面压弯构件腹板高厚比限值：,当0o1.6时:,1.工字形和H形截面的腹板,3.T形截面的腹板,当01.0时,当01.0时,当弯矩作用在T形截面对称轴内并使腹板自由边受压时：,当弯矩作用在T形截面对称轴内并使腹板自由边受拉时：,钢结构设计原理 Design
22、Principles of Steel Structure,弯曲和剪应力联合作用下失稳临界方程,腹板边缘屈服深度0.25mho ，并设t=0.3s，代入方程得临界应力scr ，不发生弯曲失稳的条件scr fy,第四节 格构式压弯构件的稳定,对于宽度很大的偏心受压柱为了节省材料常采用格构式构件，且通常采用缀条柱。,一压弯格构柱弯矩绕虚轴作用时的整体稳定计算 （一）弯矩作用平面内稳定(N、Mx作用下：)因截面中空，不考虑塑性性发展系数，故其稳定计算公式为：,（二）弯矩作用平面外稳定(N、Mx作用下：),因为平面外弯曲刚度大于平面内（实轴），故整体稳定不必验算，但要进行分肢稳定验算。（三）分肢稳定(
23、N、Mx作用下：)将缀条柱视为一平行弦桁架，分肢为弦杆，缀条为腹杆，则由内力平衡得：,分肢按轴心受压构件计算。,分肢计算长度： 1）缀材平面内（11轴）取缀条体系的节间长度； 2）缀材平面外，取构件侧向支撑点间的距离。对于缀板柱在分肢计算时，除N1、N2外，尚应考虑 剪力作用下产生的局部弯矩，按实腹式压弯构件计算。,二压弯格构柱弯矩绕实轴作用时的整体稳定计算,由于其受力性能与实腹式压弯构件相同，故其平面内、平面外的整体稳定计算均与实腹式压弯构件相同，但在计算弯矩作用平面外的整体稳定时，构件的长细比取换算长细比，b取1.0。,1、整体稳定采用与弯矩绕虚轴作用时压弯构件的整体稳定计算公式相衔接的直
24、线式公式：,三双向受弯格构式压弯构件的整体稳定计算,式中：W1y在My作用下，对较大受压纤维的毛截面模量；其余符号同前。,2、分肢稳定按实腹式压弯构件计算，分肢内力为：,【小结】格构式截面压弯构件 一般宜采用缀条式，当弯矩较小时也可以采用缀板式。 一般弯矩绕虚轴作用，特殊情况弯矩也可绕实轴作用。 弯矩绕实轴作用时，整体稳定计算同实腹式截面，但平面外稳定计算时，稳定系数应按换算长细比0x计算，梁弯稳定系数b1.0。,弯矩绕虚轴作用时： 弯矩作用平面内的整体稳定不考虑塑性发展弯矩作用平面外的整体稳定不需验算，但需保证单肢的两向稳定性。 单肢稳定分肢相同时验算较大分肢；分肢不同时应分别验算两单肢。缀
25、材设计按实际剪力及 中较大值。局部稳定：两肢件应按轴压构件控制局部稳定。,一、截面选择 1、对于N大、M小的构件，可参照轴压构件初估； 2、对于N小、M大的构件，可参照受弯构件初估； 因影响因素多，很难一次确定。,第五节 实腹式压弯构件的设计,【初估截面】参考类似工程，或经验估算 (1)截面高按高跨比估算h/H=1/101/12，取20mm倍数，考虑连接空间，h200mm，截面宽按高宽比估算b/h=1/21，取20mm倍数，考虑搭接长度， b180mm。,(2)腹板厚度按高厚比估算h/tw=4080，tw 6mm ，取2mm倍数，翼缘厚度按宽厚比估算b/tf=2030，tf 8mm ，取2mm
26、倍数，并使tf tw。 (3)验算轴压比，应使N/Af0.5(经验)，否则调整截面。,二、截面验算 (1)确定计算长度系数 (2)计算正截面强度N+M (3)验算长细比 (4)挠度，侧移 (5)验算平面内稳定，平面外稳定 (6)验算局部稳定 (7)调整截面重新计算 三、构造要求,第六节 格构式压弯构件的设计,一、截面选择 1、对称截面（分肢相同），适用于M相近的构件； 2、非对称截面（分肢不同），适用于M相差较大的构件； 二、截面验算 1、强度验算 2、整体稳定验算（含分肢稳定） 3、局部稳定验算组合截面 4、刚度验算,5、缀材设计设计内力取柱的实际剪力和轴压格构柱剪力的大值；计算方法与轴压格
27、构柱的缀材设计相同。 三、构造要求 1、压弯格构柱必须设横隔，做法同轴压格构柱； 2、分肢局部稳定同实腹柱。,四、算例 【例题】试设计工形截面单向受弯框架柱(无侧移)，柱高4.5m，截面设计轴力N=800kN，柱端弯矩M1=200kNm， M2=-80kNm，采用Q235钢，计算长度系数mx= my= 1.0。,解：钢材抗弯强度f=215N/mm2 (1) 初估截面 截面高：h=375450， 取h=400mm 截面宽：b=200400，取b=300mm 翼缘厚：tf=1015， 取tf=12mm 腹板厚：取tw=10mm，腹板高ho=376mm， ho/ tw=37.6 面积：A=10960
28、mm2 轴压比：800000/(10960215)=0.340.5,(2) 截面特性 A=10960mm2 ，Ix=3.15108mm4 ，Iy=0.54108mm4 Wx=1. 575106mm3 ，Wy=0.36106mm3 ix=170mm ，iy=70mm,(3) 验算长细比 lox= loy= 4500mm lx =4500/170=26.5150， ly =4500/70=64150,(4) 正截面强度验算 gx=1.05(5) 验算平面内稳定性 b类截面，jx=0.95,bmx=0.65+0.35M2/M1=0.51,满足要求,(6) 验算平面外稳定性 b类截面，jy=0.786
29、，btx=0.65+0.35M2/M1=0.51,满足要求,满足要求,(7) 验算局部稳定性 翼缘：b1/tf=145/12=12.113 ，满足要求 腹板：smax=200， smin=-54，ao=1.271.6 16ao+25+0.5lx=58， ho/tw=37.6，满足要求,【例题】图示上端自由，下端固定的压弯构件，长度为5m，作用的轴心压力为500kN，弯矩为Mx，截面由两个I25a型钢组成，缀条用L505，在侧向构件的上下端均为铰接不动点，钢材为Q235钢，要求确定构件所能承受的弯矩Mx的设计值。,1.对虚轴计算确定Mx,截面特性：,第七章 拉弯、压弯构件,查P180表6.3.1
30、，此独立柱绕虚轴的计算长度系数2。,缀条面积：A1=24.89.6cm2。,换算长细比：,按b类查附表4.2,悬臂柱 mx=1,第七章 拉弯、压弯构件,对虚轴的整体稳定：,2.对单肢计算确定Mx,右肢的轴线压力最大,第七章 拉弯、压弯构件,按a类查附表4.1,单肢稳定计算,经比较可知，此压弯构件所能承受的弯矩设计值为283.3kNm，整体稳定和分肢稳定的承载力基本一致。,一、柱头自学 二、柱脚1、铰接柱脚：同轴压柱脚2、刚接柱脚1）整体式刚性柱脚适用于实腹柱及分肢间距小的压弯构件，常用形式如图A：2）分离式刚性柱脚适用于分肢间距大的压弯构件，常用形式如图B：,第六节 压弯构件的柱头和柱脚,图A
31、,图B,3、整体式刚性柱脚的设计 1）底面积确定底板宽度b由构造确定，c=2030cm;底板长度l计算确定:,2）底板厚度确定,同轴压柱脚，计算各区格板弯矩时，可取其范围内的最大反力。,3）锚栓计算承担M作用下产生的拉力，且锚栓是柱脚与基础牢固连接的关键部件，其直径大小由计算确定。,由Nt即可查得锚栓个数和直径,锚栓承担的拉力：,注意： 以上计算是假定底板为刚性，计算值偏大； 由于栓径较大，故应考虑螺纹处的应力集中，钢材的强度取值应降低，详见规范； 由于底板的刚度不足，锚栓不能直接连于底板，以防止底板变形而使锚栓不能可靠受拉，连接处应做构造处理，详见教材。3）靴梁、隔板及其焊缝计算A、靴梁的高
32、度按柱与其连接焊缝的长度确定，每侧焊缝承担的轴力为：,C、隔板设计同轴压柱脚，内力可偏于安全按计算处的最大基底反力计算。 4、分离式刚性柱脚的设计 自学,B、靴梁的强度,按支承于柱边的悬臂梁计算，内力可偏于安全按最大基底反力计算,Presenter Name,【例题】下图所示Q235钢焊接工形截面压弯构 件，翼缘为火焰切割边，承受的轴线压力设计值 为N=900kN，构件一端承受弯矩M=4900kN.m，另 一端弯矩为零。构件两端铰接，并在三分点处各 有一侧向支承点。验算此构件是否满足要求。,注意：弯矩作用平面外，第一、二、三段的弯矩等效系数不一样！,6-1. 单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用
33、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力分布在（ ）。 可能在拉、压侧都出现塑性 (B)只在受压侧出现塑性 (C) 只在受拉侧出现塑性 (D) 拉、压侧都不会出现塑性,6-2. 压弯构件整体破坏形式有（ ）。 (A) 强度破坏、弯曲失稳、弯扭失稳 (B) 强度破坏、弯曲失稳、扭转失稳 (C) 弯曲失稳、弯扭失稳、翼缘板屈曲 (D) 弯曲失稳、弯扭失稳、扭转屈曲,思考题,6-3. 两根几何尺寸完全相同的压弯构件，一根端弯矩使之产生反向曲率，一根产生同向曲率，则前者的稳定性比后者（ ）。(A) 好 (B) 差 (C) 无法确定 (D) 相同,(A) 截面上边缘“1”点,6-5.
34、图示T形截面压弯构件强度计算的最不利点为（ ）。,6-4. 图示T形截面拉弯构件强度计算的最不利点为（ ）。,(B) 截面下边缘“2”点,(C) 截面中和轴处“3”点,(D) 可能是“1”点，也可能是“2”点,(A) 截面上边缘“1”点,(B) 截面下边缘“2”点,(C) 截面中和轴处“3”点,(D) 可能是“1”点，也可能是“2”点,6-6. 工字形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据 （ ）确定的。,(A) 介于轴压杆 腹板和梁腹板高厚比之间,(C) 腹板的应力梯度,(D) 构件的长细比,(B),6-7. 如图所示两端铰接构件受轴心压力和双向横向荷载作用， 进行强度验算时，应验算截面上的哪一
35、点？,(A) 截面上边缘“1”点,(B) 截面上边缘“2”点,(C) 截面下边缘“3”点,(D) 截面下边缘“4”点,6-8. 工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，计算应力梯度,(A) 构件在弯矩作用平面内的长细比，取值介于30和100之间,(C) 构件两个方向长细比的较大值，取值介于30和100之间,(D) 构件两个方向长细比的较小值，取值介于30和100之间,(A) 考虑构件的稳定系数,(B) 考虑构件的截面塑性发展系数,(D) 不考虑构件的截面塑性发展系数,(B) 构件在弯矩作用平面外的长细比，取值介于30和100之间,6-9. 工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中的 值是？,(C),
36、6-11. 图示单轴对称的压弯构件，当验算其在弯矩作用平面内的 整体稳定时，在公式,(A) 弯矩作用于对称轴平面内且使较大的翼缘受压时,(B) 弯矩作用于对称轴平面内且使较小的翼缘受压时,(C) 弯矩作用于非对称轴平面内且使较大的翼缘受压时,(D) 弯矩作用于非对称轴平面内且使较小的翼缘受压时,6-10. 单轴对称截面压弯构件须用公式进行验算的情况是哪一种？,(A),(B),(C),(D),D,D,B,解释：压应力愈大，压应力所占的面积愈大，腹板愈容易失稳。,实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括弯矩作用平面内的稳定和弯矩 作用平面外 的稳定。 保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其 长细比 。 引入
37、等效弯矩系数的原因，是将 非均匀分布的弯矩等效为均匀分布的弯矩 。,1设计拉弯和压弯构件时，应同时满足哪些要求？进行哪些计算？ 答：设计拉弯和压弯构件时，应同时满足承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求。拉弯构件需要计算其强度和刚度（限制长细比）；压弯构件则需要计算强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定）、局部稳定和刚度（限制长细比）。拉弯和压弯构件的容许长细比分别与轴心拉杆和压杆相同。 2保证压弯构件中板件的局部稳定,采取什么方法？ 答：为保证压弯构件中板件的局部稳定，规范采取了同轴心受压构件相同的方法，限制翼缘和腹板的宽厚比及高厚比。,3格构式构件截面考虑塑性发展吗？ 答
38、：格构式构件截面不考虑塑性发展，按边缘屈服准则计算，因为截面中部空心。 4计算格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定时，为什么采用换算长细比？ 答：格构式轴心受压构件，当绕虚轴失稳时，因肢件之间并不是连续的板而只是每隔一定距离用缀条或缀板联系起来，构件的剪切变形较大，剪力造成的附加影响不能忽略。因此，采用换算长细比来考虑缀材剪切变形对格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定承载力的影响。,补充：格构柱与实腹式轴压构件的区别实腹式轴压构件无论因丧失稳定而产生弯曲变形或存在初始弯曲，构件中横向剪力总是很小的，并且实腹式压杆的抗剪刚度很大，因此横向剪力对构件产生的附加变形很小。格构式轴压构件绕实轴失稳与实腹式轴压构件相同。格构式轴压构件绕虚轴弯曲失稳时，剪力主要靠缀材承担，剪切变形较大，导致构件产生附加变形，对格构式轴压构件的稳定承载力影响不能够忽略。,
