钢结构-第6章-拉弯和压弯构件ppt课件.ppt

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1、Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第六章第六章 拉弯和压弯构件拉弯和压弯构件第一节第一节 概概 述述一、定义一、定义 同时承受弯矩和轴心拉同时承受弯矩和轴心拉(压压)力的构件称力的构件称为拉为拉(压压)弯构件。压弯构件也称为梁弯构件。压弯构件也称为梁柱。柱。如果只有绕截面一个形心主轴的弯矩，称为如果只有绕截面一个形心主轴的弯矩，称为单向拉弯（或压弯）构件；绕两个形心主轴单向拉弯（或压弯）构件；绕两个形心主轴均有弯矩，称为双向拉弯（或压弯）构件。均有弯矩

2、，称为双向拉弯（或压弯）构件。弯矩由偏心轴力引起的压弯构件也称作偏压弯矩由偏心轴力引起的压弯构件也称作偏压构件。构件。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、应用二、应用 单层厂房的柱、多层或高层房屋的框架柱、单层厂房的柱、多层或高层房屋的框架柱、承受不对称荷载的工作平台柱、以及支架柱、承受不对称荷载的工作平台柱、以及支架柱、塔架、桅杆塔等常是压弯构件；桁架中承受节塔架、桅杆塔等常是压弯构件；桁架中承受节间内荷载的杆件则是压弯或拉弯构件

3、。间内荷载的杆件则是压弯或拉弯构件。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 三、截面形式三、截面形式 当弯矩较小和正负当弯矩较小和正负弯矩绝对值大致相等或弯矩绝对值大致相等或使用上有特殊要求时，使用上有特殊要求时，常采用双轴对称截面。常采用双轴对称截面。当构件的正负弯矩绝对当构件的正负弯矩绝对值相差较大时，为了节值相差较大时，为了节省钢材，常采用单轴对省钢材，常采用单轴对称截面。称截面。四四.拉弯构件的设计要求拉弯构件的设计要求需进行强度

4、和刚度计算。需进行强度和刚度计算。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物五、压弯构件的设计要求五、压弯构件的设计要求1压弯构件的破坏方式：压弯构件的破坏方式：（1）强度破坏）强度破坏 （2）弯矩作用平面内丧失整体稳定）弯矩作用平面内丧失整体稳定 （3）弯矩作用平面外丧失整体稳定）弯矩作用平面外丧失整体稳定 （4）局部失稳（屈曲）局部失稳（屈曲）河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东

5、西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（1）强度破坏）强度破坏 指截面的一部分或全部应力都达到甚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。至超过钢材屈服点的状况。（2）弯矩作用平面内丧失整体稳定）弯矩作用平面内丧失整体稳定 当当NNux时，构件内、外力矩的平衡是时，构件内、外力矩的平衡是稳定的。当稳定的。当N达到达到Nux后，在减小荷载情况后，在减小荷载情况下下v 仍不断增大，截面内力矩已不能与外力仍不断增大，截面内力矩已不能与外力矩保持稳定的平衡。称为压弯构件丧失弯矩矩保持稳定的平衡。称为压弯构件丧失弯矩作用平面内的

6、整体稳定，它属于弯曲失稳作用平面内的整体稳定，它属于弯曲失稳（屈曲）。在弯矩作用平面内只产生弯曲变（屈曲）。在弯矩作用平面内只产生弯曲变形，不存在分枝现象，属于极值失稳。形，不存在分枝现象，属于极值失稳。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（3）弯矩作用平面外丧失整体稳定）弯矩作用平面外丧失整体稳定 当荷载达某一值当荷载达某一值Nuy ，构件将突然发生，构件将突然发生弯矩作用平面外的弯曲变形，并伴随绕纵向弯矩作用平面外的弯曲变形，并伴随

7、绕纵向剪切中心轴的扭转，而发生破坏。称这种现剪切中心轴的扭转，而发生破坏。称这种现象为压弯构件丧失弯矩作用平面外的整体稳象为压弯构件丧失弯矩作用平面外的整体稳定，它属于弯扭失稳（屈曲）。这种失稳具定，它属于弯扭失稳（屈曲）。这种失稳具有分枝失稳的特点。有分枝失稳的特点。 双向压弯构件的失稳双向压弯构件的失稳同时产生双向弯同时产生双向弯曲变形并伴随有扭转变形；曲变形并伴随有扭转变形； （4）局部失稳（屈曲）局部失稳（屈曲） 应进行强度、刚度、整体稳定性和局应进行强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性计算。部稳定性计算。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么

8、丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 设计要求设计要求 应进行强度、刚度、整体应进行强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性计算。稳定性和局部稳定性计算。一、强度计算一、强度计算1、强度极限状态、强度极限状态 构件的受力最不利截面出现塑性铰时，构件的受力最不利截面出现塑性铰时，即达到构件的强度极限状态。即达到构件的强度极限状态。 2、强度极限承载力计算、强度极限承载力计算 根据内外力平衡条件，求得在强度极根据内外力平衡条件，求得在强度极限状态时限状态时N与与M的相关关系式。各种截面的的相关关系式。各种截面的拉弯和压弯构

9、件的强度相关曲线均为凸曲拉弯和压弯构件的强度相关曲线均为凸曲线，其变化范围较大。线，其变化范围较大。第二节第二节 拉弯、压弯构件的强度和刚度计拉弯、压弯构件的强度和刚度计算算河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 为了使计算简化，且可与轴心受力构件和梁为了使计算简化，且可与轴心受力构件和梁的计算公式衔接，设计规范偏于安全地采用相关的计算公式衔接，设计规范偏于安全地采用相关曲线中的直线作为计算依据，其表达式为曲线中的直线作为计算依据，其表达

10、式为1PPMMNN河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 考虑构件因形成塑性铰而变形过大，以考虑构件因形成塑性铰而变形过大，以及截面上剪应力等的不利影响，设计时有限及截面上剪应力等的不利影响，设计时有限地利用塑性，限制塑性区的深度不超过地利用塑性，限制塑性区的深度不超过0.15倍的截面高度。用塑性发展系数倍的截面高度。用塑性发展系数 x取代式中的取代式中的形常数形常数 F。引入抗力分项系数后，承受单向和。引入抗力分项系数后，承受单向和双向

11、弯矩时的强度计算公式为双向弯矩时的强度计算公式为fWMANnxxxnfWMWMANnyyynxxxn 需要计算疲劳的构件，取需要计算疲劳的构件，取 x = y=1.0。受压翼。受压翼缘的外伸宽度缘的外伸宽度 b1与其厚度与其厚度t之比，之比， 时，取时，取 x=1.0。格构式构件绕虚轴（。格构式构件绕虚轴（x轴）弯轴）弯曲时，仅考虑边缘纤维屈服，取曲时，仅考虑边缘纤维屈服，取 x=1.0。yyftbf/23513/235151河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没

12、有错：表里边有一个活的生物第三节第三节 压弯构件的整体稳定压弯构件的整体稳定 一、实腹式压弯构件的整体稳定一、实腹式压弯构件的整体稳定 （一）、在弯矩作用平面内的稳定计算（一）、在弯矩作用平面内的稳定计算1.边缘纤维屈服准则边缘纤维屈服准则 稳定理论分析可得最大弯矩稳定理论分析可得最大弯矩Mmax可表示为可表示为 Mx是把构件看作简支梁时由荷载产生的跨中最大是把构件看作简支梁时由荷载产生的跨中最大弯矩，称为一阶弯矩；弯矩，称为一阶弯矩；Nvm为轴心压力引起的附加为轴心压力引起的附加弯矩，称为二阶弯矩。弯矩，称为二阶弯矩。 mx称为等效弯矩系数，随称为等效弯矩系数，随荷载而异。考虑构件的缺陷后，

13、构件边缘纤维屈服荷载而异。考虑构件的缺陷后，构件边缘纤维屈服条件为条件为 EXxmxEXxmxNNMNNNMNMM/1/10max河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物yExxmfNNWNeMAN/10 e0是考虑构件缺陷的等效偏心距。当是考虑构件缺陷的等效偏心距。当M=0时，时，压弯构件转化为带有缺陷压弯构件转化为带有缺陷e0的轴心受压构件，其的轴心受压构件，其承载力为承载力为N=Nx=Afy x= NP x。求出。求出e0，代入前，代

14、入前式得按边缘纤维屈服准则导出的相关公式式得按边缘纤维屈服准则导出的相关公式yExxmxxfNNWMAN/1河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 规范弯矩作用平面内整体稳定计算公式规范弯矩作用平面内整体稳定计算公式 考虑塑性性能、初始缺陷和残余应力，利考虑塑性性能、初始缺陷和残余应力，利用数值计算方法来求极限荷载用数值计算方法来求极限荷载Nux。把求出的。把求出的Nux与用边缘纤维屈服准则导出的相关公式中与用边缘纤维屈服准则导出的相

15、关公式中的的N进行对比，对相关公式进行修整作为实用进行对比，对相关公式进行修整作为实用计算公式。计算公式。fNNWMANEXxxxmxx1/8 . 01 对于单轴对称截面的压弯构件，当弯矩对于单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用于对称轴平面且使较大翼缘受压时，构件作用于对称轴平面且使较大翼缘受压时，构件还可能在受拉区首先出现屈服而导致构件失去还可能在受拉区首先出现屈服而导致构件失去承载能力，由受拉侧应力承载能力，由受拉侧应力fy，按下式计算：按下式计算：fNNWMANExxxxmx2/25. 11河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，

16、为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（二）、弯矩作用平面外的整体稳定计算（二）、弯矩作用平面外的整体稳定计算 压弯构件应分别计算构件在弯矩作用平面压弯构件应分别计算构件在弯矩作用平面内和平面外的稳定性。根据稳定理论，建立构内和平面外的稳定性。根据稳定理论，建立构件在微弯扭状态下的三个平衡微分方程，解方件在微弯扭状态下的三个平衡微分方程，解方程，引入边界条件，可求得理想构件实腹式压程，引入边界条件，可求得理想构件实腹式压弯构件在弯矩作用平面外丧失稳定的临界条件弯构件在弯矩作用平面外丧失稳定的临界条件为为0112crxwyMMNNNN 一

17、般情况下一般情况下NW常大于常大于Ny，因而该曲线均，因而该曲线均为向上凸。以直线表达式为基础进行设计，既为向上凸。以直线表达式为基础进行设计，既简便又可考虑初始缺陷的影响，偏于安全。简便又可考虑初始缺陷的影响，偏于安全。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 取取 和和 并考虑实际荷载情况引入等并考虑实际荷载情况引入等效弯矩系数效弯矩系数tx和和R后，即后，即得设计规范中关于压弯构件得设计规范中关于压弯构件弯矩作用平面外的稳定性计弯矩作

18、用平面外的稳定性计算公式算公式yyyAfNyxbcrfWM1cryMMNNfWMANxbxtxy1河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（三）、实腹式双向压弯构件的稳定计算（三）、实腹式双向压弯构件的稳定计算fWMNNWMANybyytyExxxxmxx11/8 .01fNNWMWMANEyyyymyxbxxtxy11/8 .01 上式是单向压弯构件稳定计算公式的推广和上式是单向压弯构件稳定计算公式的推广和组合，是实用的经验公式。理论计算

19、和试验资料组合，是实用的经验公式。理论计算和试验资料证明上述公式是可行的。证明上述公式是可行的。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、格构式压弯构件的稳定计算二、格构式压弯构件的稳定计算 1、弯矩绕实轴（、弯矩绕实轴（y轴）作用的格构式压弯构件轴）作用的格构式压弯构件 弯矩作用平面内和外的稳定性计算方法弯矩作用平面内和外的稳定性计算方法与实腹式构件相同。但在计算平面外的稳与实腹式构件相同。但在计算平面外的稳定性时，关于虚轴应取换算长细

20、比来确定定性时，关于虚轴应取换算长细比来确定 x值，值， b应取应取1.0。2、弯矩绕虚轴（、弯矩绕虚轴（x轴）作用的格构式压弯构件轴）作用的格构式压弯构件fNNWMANExxxxmxx1/1 规范以考虑初始缺陷的边缘纤维屈服准规范以考虑初始缺陷的边缘纤维屈服准则作为计算依据，弯矩作用平面内整体稳定则作为计算依据，弯矩作用平面内整体稳定的计算公式为的计算公式为式中 W1x=Ix/y0河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 格构式压弯构件受

21、压较大分肢格构式压弯构件受压较大分肢比整个截面的平均应力大，需对分比整个截面的平均应力大，需对分肢进行稳定性计算。把分肢视作桁肢进行稳定性计算。把分肢视作桁架的弦杆来计算每个分肢的轴心力架的弦杆来计算每个分肢的轴心力N12=（Ny2+Mx）/ C N2= N - N1河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 缀条式压弯构件的单肢按轴心受压构件缀条式压弯构件的单肢按轴心受压构件计算。单肢的计算长度在缀材平面内和外分计算。单肢的计算长度在缀材平

22、面内和外分别取缀条体系的节间长度和侧向支承点之间别取缀条体系的节间长度和侧向支承点之间的距离。的距离。 缀板式压弯构件的单肢承受缀板式压弯构件的单肢承受N1或或 N2和和剪力引起的局部弯矩作用，剪力取实际剪力剪力引起的局部弯矩作用，剪力取实际剪力和按式和按式(4-56)求出的剪力值中大者。单肢求出的剪力值中大者。单肢按压弯构件计算。按压弯构件计算。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物3、缀材计算、缀材计算 格构式压弯构件缀材的计算方法与

23、格构式轴心受压构件相同，但剪力取构件的实际剪力和按式(4-56)计算得到的剪力中的较大值。 只要受压较大分肢在其两个主轴方向的稳只要受压较大分肢在其两个主轴方向的稳定性得到满足，整个构件在弯矩作用平面外的定性得到满足，整个构件在弯矩作用平面外的整体稳定性也得到保证，不必再计算整个构件整体稳定性也得到保证，不必再计算整个构件在弯矩作用平面外的稳定性。在弯矩作用平面外的稳定性。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、压弯构件的计算长度三、压

24、弯构件的计算长度（一）、单根压弯构件的计算长度（一）、单根压弯构件的计算长度与轴心受力构件相同，由表4-4查得。（二）、框架柱在框架平面内的计算长度系数（二）、框架柱在框架平面内的计算长度系数 1等截面框架柱等截面框架柱 （1）采用一阶弹性分析方法计算内力时）采用一阶弹性分析方法计算内力时 根据框架有无侧移、柱底支承情况以及梁对柱的约束程度、相交于柱上端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值、相交于柱下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值，查相应表格确定计算长度系数。值也可用近似公式计算。 河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什

25、么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（2）采用二阶弹性分析方法计算内力时）采用二阶弹性分析方法计算内力时 在每层柱顶附加考虑公式在每层柱顶附加考虑公式(6-1)的假想水平的假想水平力力Hni时，框架柱的计算长度系数时，框架柱的计算长度系数=1.0。 当框架有摇摆柱时当框架有摇摆柱时 ，无支撑纯框架柱和弱支，无支撑纯框架柱和弱支撑框架柱的计算长度系数应乘以增大系数撑框架柱的计算长度系数应乘以增大系数 。2、厂房阶形柱的计算长度、厂房阶形柱的计算长度 当厂房柱承受吊车荷载作用时，从经济角度考当厂房柱承受吊车荷载作用时，从经济角度考虑，常采用阶

26、形柱。虑，常采用阶形柱。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（三）框架柱在框架平面外的计算长度（三）框架柱在框架平面外的计算长度 框架柱在框架平面外失稳时，可假定侧向支框架柱在框架平面外失稳时，可假定侧向支承点（柱顶、柱底、柱间支撑、吊车梁等）是其承点（柱顶、柱底、柱间支撑、吊车梁等）是其变形曲线的反弯点。通常框架柱在柱脚及支承点变形曲线的反弯点。通常框架柱在柱脚及支承点处的侧向约束均较弱，假定为铰接。在框架平面处的侧向约束均较弱，假定

27、为铰接。在框架平面外的计算长度等于侧向支承点之间的距离。若无外的计算长度等于侧向支承点之间的距离。若无侧向支承时，则为柱的全长。侧向支承时，则为柱的全长。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第四节第四节 实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定 压弯构件的板件可能处于压弯构件的板件可能处于 或或 与与 共同共同作用的受力状态，当应力达到一定值时，作用的受力状态，当应力达到一定值时，板件可能发生失稳板件可能发生失稳(屈曲屈曲)。压

28、弯构件的局。压弯构件的局部稳定性采用限制板件宽（高）厚比的办部稳定性采用限制板件宽（高）厚比的办法来保证。法来保证。一、压弯构件受压翼缘板的稳定计算一、压弯构件受压翼缘板的稳定计算 受力情况与相应梁的受压翼缘板基本相同，受力情况与相应梁的受压翼缘板基本相同，通常通常可达可达fy，所需的宽厚比限值可直接采用有，所需的宽厚比限值可直接采用有关梁中的规定。关梁中的规定。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物1、工字形截面翼缘板、工字形截面翼缘板

29、当取当取 x=1.05时时,上式中的限值上式中的限值15应改为应改为13。2、箱形截面受压翼缘板、箱形截面受压翼缘板yftb235151yftb2354002022112htvEKwcr二、压弯构件腹板的稳定计算二、压弯构件腹板的稳定计算1、工字形截面的腹板、工字形截面的腹板 腹板承受不均匀法向应力腹板承受不均匀法向应力 和剪应力联合和剪应力联合作用，临界压应力为作用，临界压应力为河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 K屈曲系数，弹性阶

30、段为屈曲系数，弹性阶段为Ke ，其值与，其值与 / 、应力梯度应力梯度 0=（ max- min）/ max有关；有关；塑性阶段为塑性阶段为Kp ，其值与，其值与 / 、应变梯度应变梯度 =（ max- min）/ max 、塑性变形发展深度塑性变形发展深度 h0等有关。取等有关。取 / =0.15 0， =0.25。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 当当 0 0 1.6时时 h0/tw (160+ 0.5+25) 当当 1.6 1

31、时，应力分布不均的有利影响较大,限值提高ywfth/23515/0ywfth/23518/0yf/235402 .箱形截面腹板箱形截面腹板 边缘的嵌固程度比工字形截面弱，且两块边缘的嵌固程度比工字形截面弱，且两块腹板的受力情况也可能有差别，腹板的腹板的受力情况也可能有差别，腹板的h0/tw不应超过上式右侧乘以不应超过上式右侧乘以0.8后的值，当此值小后的值，当此值小于于 时时 ，应采用，应采用yf/23540河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个

32、活的生物4.腹板的高厚比不能满足上述要求时的处理方法腹板的高厚比不能满足上述要求时的处理方法 加大腹板厚度，使其满足要求。但此法当加大腹板厚度，使其满足要求。但此法当h0较大时，较大时，可能导致多费钢材。可能导致多费钢材。 在腹板两侧设置纵向加劲肋，使加劲肋与翼缘间腹在腹板两侧设置纵向加劲肋，使加劲肋与翼缘间腹板高厚比满足上述要求。此法将导致制造工作量增加。板高厚比满足上述要求。此法将导致制造工作量增加。每侧加劲肋的外伸宽度不应小于每侧加劲肋的外伸宽度不应小于10 tw，厚度不应小，厚度不应小于于0.75 tw。 在计算构件的强度和稳定性时，利用腹板屈曲后在计算构件的强度和稳定性时，利用腹板屈

33、曲后强度的概念，对腹板仅考虑其计算高度两侧各强度的概念，对腹板仅考虑其计算高度两侧各20 tw的宽度范围为有效截面，不计腹板的中间部分（但的宽度范围为有效截面，不计腹板的中间部分（但在计算构件的稳定系数时，仍采用全部截面）。此在计算构件的稳定系数时，仍采用全部截面）。此法当法当h0较大时，比较经济。较大时，比较经济。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第五节第五节 压弯构件的截面设计和构造压弯构件的截面设计和构造 要求要求一、设计要求一

34、、设计要求 1截面选择截面选择 高度较大的压弯构件宜采用格构式。高度较大的压弯构件宜采用格构式。M较小或较小或M的绝对值相差较小时，宜采用双轴对称截面。当的绝对值相差较小时，宜采用双轴对称截面。当M的的绝对值相差较大时，宜采用单轴对称截面。绝对值相差较大时，宜采用单轴对称截面。2设计要求设计要求 应满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定要求。格应满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定要求。格构式压弯构件承受的弯矩绕虚轴作用时，还应满足单肢构式压弯构件承受的弯矩绕虚轴作用时，还应满足单肢稳定要求。截面轮廓尺寸尽量大而板厚较小，以获得较稳定要求。截面轮廓尺寸尽量大而板厚较小，以获得较大的惯性矩；尽量使弯矩

35、作用平面内和外的稳定承载力大的惯性矩；尽量使弯矩作用平面内和外的稳定承载力接近。构造简单，制造方便、连接简单。先根据构造要接近。构造简单，制造方便、连接简单。先根据构造要求或设计经验，初选截面，再进行各项验算。依验算结求或设计经验，初选截面，再进行各项验算。依验算结果调整截面尺寸，直至满意为止。果调整截面尺寸，直至满意为止。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二、实腹式压弯构件的截面设计二、实腹式压弯构件的截面设计截面设计可按下列步骤进

36、行：截面设计可按下列步骤进行： 1、确定、确定构件承受构件承受的内力设的内力设计值；计值； 2、选择、选择截面型式；截面型式； 3、选择钢、选择钢材及确定钢材及确定钢材强度设计材强度设计值；值； 4、确定弯、确定弯矩作用平面矩作用平面内和外的计内和外的计算长度；算长度； 5、根据经、根据经验或已有资验或已有资料初选截面料初选截面尺寸；尺寸； 6、对初选截面进行验算：、对初选截面进行验算：强度验强度验算；算；刚度验算；刚度验算；弯矩作用平面内弯矩作用平面内整体稳定验算；整体稳定验算；弯矩作用平面外整弯矩作用平面外整体稳定验算；体稳定验算；局部稳定验算。局部稳定验算。 验算不满足要求，或富裕过大，

37、应对初选截面进行修验算不满足要求，或富裕过大，应对初选截面进行修改，重新进行验算，直至满意为止。改，重新进行验算，直至满意为止。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物三、格构式压弯构件的截面设计三、格构式压弯构件的截面设计 格构式压弯构件大多用于单向压弯，且弯矩格构式压弯构件大多用于单向压弯，且弯矩绕截面的虚轴作用时的情况。常采用缀条柱。截绕截面的虚轴作用时的情况。常采用缀条柱。截面设计步骤如下，其它形式可参照进行。面设计步骤如下，其它形

38、式可参照进行。 1、按构造要求或凭经验初选两分肢轴线间距、按构造要求或凭经验初选两分肢轴线间距离或两肢背面间的距离离或两肢背面间的距离b。 2、求两分肢所受轴力、求两分肢所受轴力N1和和N2 ，按轴心受压，按轴心受压构件确定两分肢截面尺寸。构件确定两分肢截面尺寸。3、缀条截面设计和缀条与分肢的连接设计。、缀条截面设计和缀条与分肢的连接设计。 4、对整体格构式构件进行各项验算。不满足、对整体格构式构件进行各项验算。不满足要求时，作适当修正，直到全部满足要求，且不要求时，作适当修正，直到全部满足要求，且不过于保守为止。过于保守为止。 河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓

39、了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第六节第六节 框架梁与柱的连接和柱的框架梁与柱的连接和柱的 拼接拼接一一. 框架梁与柱的连接框架梁与柱的连接 (一一)设计原则设计原则 安全可靠、传力路线明确简捷、构造简单、安全可靠、传力路线明确简捷、构造简单、便于制造和安装。便于制造和安装。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物(二二)连接分类连接分类1.

40、柔性连接也称简支连接柔性连接也称简支连接（1）梁支承于柱顶）梁支承于柱顶 a.平缘支座梁平缘支座梁 梁端支承加劲肋应与柱翼缘对梁端支承加劲肋应与柱翼缘对正，梁的反力由梁端支承加劲肋直接传给柱正，梁的反力由梁端支承加劲肋直接传给柱翼缘。构造简单，传力明确，对制造和安装翼缘。构造简单，传力明确，对制造和安装要求不高，但当两相邻梁的反力不等时，柱要求不高，但当两相邻梁的反力不等时，柱为偏心受压。为偏心受压。 b.突缘支座梁突缘支座梁 梁的反力通过突缘支座传给柱。梁的反力通过突缘支座传给柱。突缘支座板下边应刨平与柱顶板顶紧。在柱突缘支座板下边应刨平与柱顶板顶紧。在柱腹板两侧应设加劲肋。腹板两侧应设加劲

41、肋。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物Vpb

42、bfVMM3421 3.半刚性连接半刚性连接 除承受梁端传来的竖向剪力外，还可以承除承受梁端传来的竖向剪力外，还可以承受一定数量的弯矩。设计半刚性连接的框架时，受一定数量的弯矩。设计半刚性连接的框架时，需要知道节点的弯矩需要知道节点的弯矩转角关系关系。转角关系关系。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物二二. 框架柱的拼接框架柱的拼接 框架柱的安装单元长度常为框架柱的安装单元长度常为23层高，常层高，常在上层横梁上表面以上在上层横梁上表面

43、以上0.81.2m左右处设置左右处设置柱与柱的工地拼接。柱与柱的工地拼接。 工字形截面柱工字形截面柱的拼接可采用坡的拼接可采用坡口焊缝连接、摩口焊缝连接、摩擦型高强度螺栓擦型高强度螺栓连接、以及上述连接、以及上述两者的混合连接。两者的混合连接。 河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物第七节第七节 柱脚设计柱脚设计一一.设计要求设计要求 柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱脚的作用是将柱身所承受的力传递和分柱脚

44、的作用是将柱身所承受的力传递和分布到基础，并将柱固定于基础。基础一般布到基础，并将柱固定于基础。基础一般由混凝土或钢筋混凝土做成。柱脚构造比由混凝土或钢筋混凝土做成。柱脚构造比较复杂，用钢量较大，制造比较费工。设较复杂，用钢量较大，制造比较费工。设计柱脚时应做到传力明确、简捷可靠，构计柱脚时应做到传力明确、简捷可靠，构造简单，节约材料，施工方便，符合计算造简单，节约材料，施工方便，符合计算简图。简图。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物

45、 柱脚分为铰接和刚接柱脚两种类型。通常柱脚分为铰接和刚接柱脚两种类型。通常轴心压力较大，剪力可由底板与基础间的摩擦轴心压力较大，剪力可由底板与基础间的摩擦力来承受，一般不必计算。当水平剪力超过柱力来承受，一般不必计算。当水平剪力超过柱底摩擦力时（摩擦系数可取底摩擦力时（摩擦系数可取0.4），可在柱脚底），可在柱脚底板下面设置剪力键或在柱脚外包混凝土来承受板下面设置剪力键或在柱脚外包混凝土来承受剪力。剪力。二二. 铰接柱脚的设计铰接柱脚的设计（一）形式和构造（一）形式和构造 1、无靴梁的铰接柱脚、无靴梁的铰接柱脚 柱底端切割平齐柱底端切割平齐, 与底板焊接，用两个锚与底板焊接，用两个锚栓（栓（d

46、=2030mm)固定在基础上。柱所受固定在基础上。柱所受的力通过焊缝传给底板，再传给基础。适用的力通过焊缝传给底板，再传给基础。适用于轴力很小的柱。于轴力很小的柱。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物2. 有靴梁的铰接柱脚有靴梁的铰接柱脚 河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物 当

47、柱的轴力较大时，通常采用增设靴梁、隔当柱的轴力较大时，通常采用增设靴梁、隔板的方法，把底板分成几个较小区格，减小基础板的方法，把底板分成几个较小区格，减小基础反力引起的底板弯矩值，使底板厚度减小。反力引起的底板弯矩值，使底板厚度减小。 轴力先通过柱与靴梁连接的竖向焊缝传给靴轴力先通过柱与靴梁连接的竖向焊缝传给靴梁，然后从靴梁通过其与底板连接的水平焊缝传梁，然后从靴梁通过其与底板连接的水平焊缝传给底板，再传给基础。柱身与底板的水平焊缝由给底板，再传给基础。柱身与底板的水平焊缝由于质量不易保证，计算时通常不考虑其受力，焊于质量不易保证，计算时通常不考虑其受力，焊缝的焊脚尺寸按构造条件确定。靴梁外伸

48、较长时，缝的焊脚尺寸按构造条件确定。靴梁外伸较长时，可设隔板，将底板区格划小，并提高靴梁的侧向可设隔板，将底板区格划小，并提高靴梁的侧向刚度。刚度。河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（二）铰接柱脚的计算（二）铰接柱脚的计算 1. 底板的计算底板的计算 （1）底板的长度）底板的长度L和宽度和宽度B的确定的确定 假设底板与基础接触面上的应力为均匀分布，则假设底板与基础接触面上的应力为均匀分布，则底板的宽度底板的宽度B和长度和长度L可按下式

49、计算：可按下式计算： B L=N/fc + A0 底板宽度底板宽度B 可根据柱截面宽度和部件分布结构布可根据柱截面宽度和部件分布结构布置确定，取置确定，取B= b+2tb+2c , tb为靴梁厚度，通常取为靴梁厚度，通常取1016mm；c为底板悬臂部分长度，一般取为底板悬臂部分长度，一般取20100mm，当有锚栓孔时，当有锚栓孔时，c (25)d 。采用的。采用的B值应为值应为10mm的倍数，且使底板长度的倍数，且使底板长度L2B。底板底板下的压应力应满足下的压应力应满足 q = N/( B L- A0) fc 河海大学钢结构课件Steel Structure第六第六章章我吓了一跳，蝎子是多么

50、丑恶和恐怖的东西，为什么把它放在这样一个美丽的世界里呢？但是我也感到愉快，证实我的猜测没有错：表里边有一个活的生物（2）底板厚度计算）底板厚度计算 底板是一块整体板，计算时可将靴梁、隔底板是一块整体板，计算时可将靴梁、隔板及柱身截面视作底板的支承，它们把底板划板及柱身截面视作底板的支承，它们把底板划分为不同支承条件的矩形区格，每一区格可独分为不同支承条件的矩形区格，每一区格可独立地按弹性理论计算由基础反力引起的最大弯立地按弹性理论计算由基础反力引起的最大弯矩，以此来确定底板厚度。为简化计算，对四矩，以此来确定底板厚度。为简化计算，对四边和三边支承板，通常偏安全均按板边简支考边和三边支承板，通常