钢结构基本原理685说课讲解.ppt

多层框架无论在哪一类型下失稳，每一根柱都要受到柱端构件及远端构件的影响。 多层框架柱在框架平面内的的计算长度系数表达为： 钢 结 构 基 本 原 理 土木工程学院 2007年——2008年第二学期 本章内容: (1)拉弯和压弯构件的强度和刚度 (2)压弯构件的稳定 (3)框架中梁与柱的连接 (4)框架柱的柱脚构造和计算 本章重点：压弯构件的稳定 本章难点：压弯构件的稳定 本章要求：掌握压弯和拉弯构件的强度计算 掌握压弯构件的稳定计算 6 拉弯和压弯构件 压弯(拉弯)构件：同时承受轴心力和弯矩的构件。 N N N P N N N N 产生原因：偏心荷载、横向荷载、弯距作用 6.1 概述 图6.1 压弯构件 N N N 6.2 拉弯和压弯构件的强度 图6.3 压弯构件截面应力的发展过程 图6.1 压弯构件 1、强度 （1） 工作阶段 弹性阶段 弹塑性阶段 塑性阶段 当截面出现塑性铰时, 根据力平衡条件可得轴心压力与弯矩的相关方程, 绘出曲线, 为简化计算且偏于安全, 采用直线作为计算依据。 2、强度公式 1 p N M N + Mpn = —无弯矩作用时，全部净截面屈服的承载力 —无轴力作用时，净截面塑性弯矩 当截面出现塑性铰时，构件产生较大变形，只能考虑部分截面发展塑性 将 代入，并引入 得： N或M 单独作用 N ≤ Np 或 N/Np =1 M ≤ M pn 双向拉弯和压弯构件 单向拉弯和压弯构件 Mx、My --- 绕x轴和y轴的弯矩 Wnx、Wny --- 对x轴和y轴的净截面模量 γx、γy --- 截面塑性发展系数, 表5.1 An --- 净截面面积 （6.6） （6.7） 二、刚度 拉弯和压弯构件的允许长细比[λ]同轴心受力构件 y y f t b f 235 15 235 13 ≤ < (1) 当 x hw t b （2）直接承受动力荷载时，不考虑截面塑性发展； （3）对格构式构件，对绕虚轴作用的弯矩，不能发展塑性， 对绕实轴作用的弯矩，可考虑发展塑性。 注： 不考虑截面塑性发展 y X y X Mx X X y y 6.3 压弯构件的稳定 一、弯矩作用平面内的稳定 适用于实腹式压弯构件在弹性阶段的稳定计算及格构式压弯构件。 对实腹式压弯构件，截面可发展一定塑性，通过对11种200多个常见截面形式构件的计算比较，规范采用下列公式： 1、边缘纤维屈服准则 — 平面内轴心受压构件的稳定系数； — 压弯构件的最大弯距设计值； — 参数； — 等效弯距系数； — 平面内对较大受压纤维的毛截面抵抗矩 2、实腹式压弯构件整体稳定公式 （6.13） N N M1 M2 各种情况的等效弯矩系数，规范具体规定如下： （1）悬臂构件， （2）框架柱和两端有支撑的构件 ①无横向荷载 M1和M2为端弯矩，使构件件产生同向曲率取同号， 使构件产生反向曲率时取异号 N N M1 M2 使构件产生同向曲率时， 使构件产生反向曲率时， ③ 无端弯矩但有横向荷载作用时， ② 有端弯矩和横向荷载 N N 注：单轴对称截面（T型钢、双角钢T形截面），当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，有可能在受拉侧首先出现塑性，按下列相关公式进行补充验算 — 受拉侧最外纤维的毛截面抵抗矩； （6.14） W2x＜ W1x 二、弯矩作用平面外的稳定 根据第四章的推导，构件在发生弯扭屈曲时，其临界条件： 第七章 拉弯和压弯构件 可求出弯扭屈曲临界力 以 的不同比值代入，可绘出 和 之间的相关曲线 越大，曲线越外凸， 对常用的双轴对称工字形截面， 偏于安全地取 第七章 拉弯和压弯构件 并引入非均 匀弯矩作用时的等效弯矩系数，箱形截面的截面影响系数以及抗力分项系数 用 第七章 拉弯和压弯构件 ——弯距作用平面外轴心受压构件的稳定系数； ——所计算构件段范围内的最大弯距设计； ——均匀弯曲梁的整体稳定系数。 ——截面影响系数，箱形截面取0.7，其他截面取1.0 ——等效弯矩系数； 第七章 拉弯和压弯构件 三、压弯构件的局部稳定 如果组成构件的板件过薄，薄板可能会先于构件整体失稳，与轴心受压构件和受弯构件相同，即限制翼缘和腹板的宽厚比及高厚比。 1. 受压翼缘的局部稳定 受力情况与受弯构件基本相同 第七章 拉弯和压弯构件 压弯构件翼缘板的宽厚比限值同受弯构件 （1）工字形截面 （2） 箱形截面 腹板之间的受压翼缘 2. 腹板的局部稳定 根据分析，腹板