《金属结构设计》第五章拉弯和压弯构件
钢结构PPT课件第五章拉弯和压弯构
➢ 1、强度极限状态
➢ 2、强度极限承载力计算
二、拉弯和压弯构件的刚度计算
λ≤[λ]
一、强度计算
➢ 1、强度极限状态 拉弯和压弯构件的受力最不利截面（最大弯矩截面或有严
重削弱的截面）出现塑性铰时，即达到构件的强度极限状 态。 ➢ 2、强度极限承载力计算 根据内外力平衡条件，求得在强度极限状态时N与M的相关 关系式。各种截面的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。 为了简化计算，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曲线中的直线作为计算依 据，其表达式为：
第一节 概 述 第二节 拉弯、压弯构件的强度和刚度计算 第三节 压弯构件的整体稳定 第四节 实腹式压弯构件的局部稳定 第五节 压弯构件的截面设计和构造要求 第六节 框架梁与柱的连接和柱的拼接
目录
一、定义 二、应用 三、截面形式 四、拉弯构件的设计要求 五、压弯构件的设计要求
第一节 概 述
一、定义
同时承受弯矩和轴心拉力或轴心压力的构件称为拉弯构件 或压弯构件。压弯构件也称为梁—柱。
引起弯矩的原因： ①纵向荷载不通过构件截面形心的偏心； ②横向荷载引起； ③构件端部的转角约束。
二、应用
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、塔架、桅杆塔等常是压弯构件 ；
取
和
并考虑实际荷载情况引入等效弯矩系数βtx和γR后，即得设计 规范中关于压弯构件弯矩作用平面外的稳定性计算公式：
（三）实腹式双向压弯构件的稳定计算
其稳定性按下列两公式计算：
---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。理论计算和试验资料证明上述公式是可行 的。
拉弯和压弯构件的强度与稳定计算.
拉弯和压弯构件的强度与稳定计算1．拉弯和压弯构件的强度计算考虑部分截面发展塑性，《规范》规定的拉弯和压弯构件的强度计算式f W M A N nxx x n ≤+γ （6-1）承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，《规范》采用了与式（6-1）相衔接的线性公式f W M W M A Nnyy y nx x x n ≤++γγ （6-2）式中：n A ——净截面面积；nx W 、ny W ——对x 轴和y 轴的净截面模量；x γ、y γ——截面塑性发展系数。
当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比t b /＞y f /23513，但不超过yf /23515时，应取x γ＝1.0。
对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取x γ＝y γ＝1.0，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算。
2．实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算目前确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类，一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。
按边缘屈服准则推导的相关公式y Ex x x xx f N N W M AN =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+ϕϕ11（6-4）式中：x ϕ——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。
边缘纤维屈服准则认为当构件截面最大受压纤维刚刚屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，更适用于格构式构件。
实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。
因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载力。
弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件，《规范》采用数值计算方法，考虑构件存在l/1000的初弯曲和实测的残余应力分布，算出了近200条压弯构件极限承载力曲线。
然后《规范》借用了弹性压弯构件边缘纤维屈服时计算公式的形式，经过数值运算，得出比较符合实际又能满足工程精度要求的实用相关公式y Ex px xx f N N W M AN=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+8.01ϕ（6-5）式中：px W ——截面塑性模量。
拉弯和压弯构件的强度与稳定计算
拉弯和压弯构件的强度与稳定计算1．拉弯和压弯构件的强度计算考虑部分截面发展塑性，《规范》规定的拉弯和压弯构件的强度计算式f W M A N nxx x n ≤+γ （6-1）承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，《规范》采用了与式（6-1）相衔接的线性公式f W M W M A Nnyy y nx x x n ≤++γγ （6-2）式中：n A ——净截面面积；nx W 、ny W ——对x 轴和y 轴的净截面模量；x γ、y γ——截面塑性发展系数。
当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比t b /＞y f /23513，但不超过yf /23515时，应取x γ＝1.0。
对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取x γ＝y γ＝1.0，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算。
2．实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算目前确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类，一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。
按边缘屈服准则推导的相关公式y Ex x x xx f N N W M AN =⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+ϕϕ11（6-4）式中：x ϕ——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。
边缘纤维屈服准则认为当构件截面最大受压纤维刚刚屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，更适用于格构式构件。
实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。
因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载力。
弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件，《规范》采用数值计算方法，考虑构件存在l/1000的初弯曲和实测的残余应力分布，算出了近200条压弯构件极限承载力曲线。
然后《规范》借用了弹性压弯构件边缘纤维屈服时计算公式的形式，经过数值运算，得出比较符合实际又能满足工程精度要求的实用相关公式y Ex px xx f N N W M AN=⎪⎪⎭⎫⎝⎛-+8.01ϕ（6-5）式中：px W ——截面塑性模量。
《金属结构设计》第五章 拉弯和压弯构件
mx ——等效弯矩系数。
5. 拉弯和压弯构件
§5.3.1弯矩作用平面内的稳定计算（续6） 上式中的等效弯矩系数应按下列规定采用。 ① 框架柱和两端支承的构件：
a.无横向荷载作用：
mx
0.65 0.35
率（无反弯点）时取同号，使构件产生反向曲率（有反弯点）时取异号， M1 M 2 ；
5. 拉弯和压弯构件
§5.1拉弯和压弯构件的特点（续2）
进行拉弯和压弯构件设计时，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：需要计算强度和刚度（限制长细比）； 压弯构件：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）。 拉弯构件的容许长细比和轴心拉杆相同，压弯构件的容许长细比和轴心压杆相同。
N A
mx M x
N xW2 x 1 1.25 / N Ex
f
（5-12）
式中：W1x——受拉侧最外纤维的毛截面模量。 式中的系数1.25是经过与理论计算结果比较后引进的修正系数。
5. 拉弯和压弯构件
§5.3.2弯矩作用平面外的稳定计算 开口薄壁截面压弯构件的抗扭刚度及弯矩作用平面外的抗弯刚度通常较小，当构件 在弯矩作用平面外没有足够的支撑以阻止其产生侧向位移和扭转时，构件可能因弯扭屈 曲而破坏。 《钢结构设汁规范》采用的实腹式压弯构件弯矩作用平面外稳定计算的相关公式 M N tx x f （5-13） y A bW1x 式中：Mx——所计算构件段范围内（构件侧向支承点间）的最大弯矩； βtx——等效弯矩系数，应根据两相邻支承点间构件段内的荷载和内力情况确定， 取值方法与弯矩作用平面内的等效弯矩系数βmx相同； η——截面影响系数，闭合截面η＝0.7，其他截面η＝1.0； fy——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数； fb——均匀弯曲受弯构件的整体稳定系数，采用近似计算公式计算，这些公式 已考虑了构件的弹塑性失稳问题，因此当fb大于0.6时不必再换算。 对闭口截面 fb＝1.0；
钢结构设计原理
《钢结构设计原理》课程习题第一章绪论1.简述钢结构的特点和应用范围。
2.试举例说明钢结构的主要发展趋势。
3.本课程主要包括哪些内容？学习本课程要注意哪些问题？4 .简要说明结构设计所采用过的方法。
目前《钢结构设计规范》主要采用何种设计方法？疲劳设计采用何种方法？5.结构可靠性的含义是什么？它包含那些功能要求？什么是结构的可靠度？可靠指标的含义？如何确定结构的可靠指标？6.“作用”和“荷载”有什么区别？影响结构可靠性的因素有哪些？7.什么是结构的极限状态？结构的极限状态分为几类，其含义各是什么？8.标准荷载、设计荷载有何区别？如何应用？第二章钢结构的材料1.简述Q235钢的破坏过程，并用图表示各破坏阶段的特征参数。
2.钢材的力学性能指标包括哪几项？3.解释概念：强度塑性韧性冷弯性能4.低合金结构钢的屈服强度是如何确定的？5.钢结构材料的破坏形式有哪几种？破坏特点？6.简述影响钢材脆性断裂的主要因素？如何避免不出现脆性断裂？7.什么是疲劳破坏？简述疲劳破坏的发展过程。
影响疲劳破坏的主要因素？8.解释概念：应力集中残余应力冷加工硬化和时效硬化蓝脆冷脆9.试说明应力集中易引起脆性断裂的原因。
10.解释钢材牌号的含义：Q235-B•F Q235-D11．什么叫疲劳强度？应力幅和应力比的含义？第三章轴心受力构件1.轴心受拉构件和轴心受压构件验算内容有何不同？2.简述轴心受拉构件的设计步骤。
3.轴心受压构件整体失稳的类型有哪几种？主要影响因素？4.简述确定轴心受压构件承载力的计算准则。
目前《钢规》采用何种方法？5.说明柱子曲线的含义。
柱子曲线是如何确定的？6.简述实腹式轴心受压构件的设计步骤。
7.推导格构式受压构件换算长细比的计算公式。
8.简述格构式压杆的设计步骤。
9.柱头、柱脚的常用构造形式有哪些？简述设计步骤。
10.某工作平台柱，两端铰接，柱高l＝2.6m，Q235钢，I20a截面。
钢材比例极限fp＝0.65fy，屈服强度fy=235N/mm2。
钢结构工程施工单元5 拉弯和压弯构件计算
５．２ 拉弯、压弯构件的强度和刚度
• 《钢结构设计规范》（ＧＢ５００１７—２００３）中的计算公式：
•
N M f
An Wn
（５-１）
• （２）对于直接承受动力荷载的实腹式拉弯、压弯构件，截面塑性发
展后的性能研究还不够成熟，因此《钢结构设计规范》（ＧＢ５００
１７—２００３）规定以截面边缘屈服状态作为强度极限状态。对于
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５．２ 拉弯、压弯构件的强度和刚度
• ５.２.１ 拉弯、压弯构件的强度
• 拉弯构件和不致整体及局部失稳的压弯构件，其最不利截面（最大弯 矩截面或有严重削弱的截面）最终将形成塑性铰而达到承载能力极限。
• 以简单的矩形截面构件来讨论这一问题。图５-５所示为一受轴力N和
弯矩M共同作用的矩形截面构件。设N为定值而逐渐增加M。当截面边
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５．３ 实腹式压弯构件的整体稳定性
• ５.３.１ 压弯构件在弯矩作用平面内的稳定 性
• 实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的抗弯刚度较大，或截面抗扭刚度 较大，或有足够的侧向支承可以阻止弯矩作用平面外的弯扭变形时， 将发生弯矩作用平面内的失稳破坏。确定压弯构件弯矩作用平面内稳 定承载能力的方法很多，可分为两类：一类是边缘屈服准则的计算方 法，一类是极限承载能力准则的计算方法。
缘纤维最大应力
N M An Wn
f y时，截面达到边缘屈服状态。当M继续增加，
最大应力一侧的塑性区将向截面内部发展，随后另一侧边缘达到屈服
并向截面内部发展，最终以整个截面屈服形成塑性铰而达到强度承载
能力极限。
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５．２ 拉弯、压弯构件的强度和刚度
• 由于拉弯、压弯构件的截面形式和工作条件不同，故其强度计算方法 所依据的应力状态亦分为如下两种：
《钢结构基本原理》作业解答.
《钢结构基本原理》作业解答.《钢结构基本原理》作业判断题2、钢结构在扎制时使⾦属晶粒变细，也能使⽓泡、裂纹压合。
薄板辊扎次数多，其性能优于厚板。
正确错误答案：正确1、⽬前钢结构设计所采⽤的设计⽅法，只考虑结构的⼀个部件，⼀个截⾯或者⼀个局部区域的可靠度，还没有考虑整个结构体系的可靠度.答案：正确20、柱脚锚栓不宜⽤以承受柱脚底部的⽔平反⼒，此⽔平反⼒应由底板与砼基础间的摩擦⼒或设置抗剪键承受。
答案：正确19、计算格构式压弯构件的缀件时，应取构件的剪⼒和按式计算的剪⼒两者中的较⼤值进⾏计算。
答案：正确18、加⼤梁受压翼缘宽度，且减少侧向计算长度，不能有效的增加梁的整体稳定性。
答案：错误17、当梁上翼缘受有沿腹板平⾯作⽤的集中荷载，且该处⼜未设置⽀承加劲肋时，则应验算腹板计算⾼度上边缘的局部承压强度。
答案：正确16、在格构式柱中，缀条可能受拉，也可能受压，所以缀条应按拉杆来进⾏设计。
答案：错误15、在焊接连接中，⾓焊缝的焊脚尺⼨愈⼤，连接的承载⼒就愈⾼.答案：错误14、具有中等和较⼤侧向⽆⽀承长度的钢结构组合梁，截⾯选⽤是由抗弯强度控制设计，⽽不是整体稳定控制设计。
答案：错误13、在主平⾯内受弯的实腹构件，其抗弯强度计算是以截⾯弹性核⼼⼏乎完全消失，出现塑性铰时来建⽴的计算公式。
答案：错误12、格构式轴⼼受压构件绕虚轴稳定临界⼒⽐长细⽐相同的实腹式轴⼼受压构件低。
原因是剪切变形⼤，剪⼒造成的附加绕曲影响不能忽略。
答案：正确11、轴⼼受⼒构件的柱⼦曲线是指轴⼼受压杆失稳时的临界应⼒与压杆长细⽐之间的关系曲线。
答案：正确10、由于稳定问题是构件整体的问题，截⾯局部削弱对它的影响较⼩，所以稳定计算中均采⽤净截⾯⼏何特征。
答案：错误9、⽆对称轴截⾯的轴⼼受压构件，失稳形式是弯扭失稳。
答案：正确8、⾼强度螺栓在潮湿或淋⾬状态下进⾏拼装，不会影响连接的承载⼒，故不必采取防潮和避⾬措施。
答案：错误7、在焊接结构中，对焊缝质量等级为3级、2级焊缝必须在结构设计图纸上注明，1级可以不在结构设计图纸中注明。
拉弯与压弯构件
1、概念：
拉弯构件：同时承受轴线拉力和弯矩作用的构件 压弯构件：同时承受轴线压力和弯矩作用的构件
N
NN
N
e
e
P
P
N
NN
N
N
NN
NN MB
N MB
H
H
e
Pe q
P q
P
P
H
H
N
N N
MA NN
MA N
2、截面类型：
压弯构件：
如果承受的弯矩不大，而轴心压力很大，其截面形式 和一般轴心压杆相同
(1 2 ) M p (1 2 )
联立以上两式，消去η，则有如下相关方程
( N )2 M 1
Np
Mp
N p f ybh －－轴力单独作用时最大承载力 M p fy bh2 4 －－弯矩单独作用时最大承载力
为计算方便，改用线性相关方程（偏安全）
NM 1
Np Mp
《规范》公式
N An
M
Wn
fy
N txM x f y A bW1x
四、压弯构件的局部屈曲 1、翼缘：控制宽厚比 2、腹板：根据腹板所受压应力的应力梯度
0 = max min /max
代入上式便有：
Af yx
Af yxv0
A W1x (1 Af yx
NE ) f y (b)Βιβλιοθήκη 联立1、2两式，则有N
mM x
x A W1x (1 x N
NEx )
fy
如果和梁一样允许一定的塑性发展，则有《规范》公式
N
mxM x
x A W 1x 1x (1 0.8N
N
' Ex
设计拉弯和压弯构件时计算内容
设计拉弯和压弯构件时计算内容一、引言设计拉弯和压弯构件时，正确的计算方法对于确保构件的可靠性和安全性至关重要。
本文将介绍设计拉弯和压弯构件时的计算内容，并详细探讨与此相关的关键要点。
通过深入理解这些计算内容，设计师将能够更好地完成设计任务，确保构件在使用过程中满足要求。
二、拉弯构件的计算内容2.1引力和力矩的计算在设计拉弯构件时，首先需要计算引力和力矩。
通过分析构件所受的外力和力矩，可以确定构件的应力和变形情况。
在这个阶段，需要了解荷载的大小、方向和作用点，以及构件的几何形状和材料特性。
2.2引力和力矩的转换在计算引力和力矩之后，需要将其转换为应力和变形。
这涉及到使用适当的计算公式和关系，以确定构件所受的应力和变形程度。
在此过程中，需要考虑构件的材料特性、几何形状以及受力方式等因素。
2.3引力和力矩对构件的影响计算完引力和力矩后，需要进一步分析其对构件的影响。
这包括确定构件是否会超过强度或刚度的限制，以及是否会引起不可接受的变形。
通过对这些影响进行评估，可以决定是否需要进行构件的优化或改进。
三、压弯构件的计算内容3.1压力和弯矩的计算在设计压弯构件时，首先需要计算压力和弯矩。
与拉弯构件不同，压弯构件在受力时会产生压缩和弯曲的双重作用。
因此，需要准确计算压力和弯矩的大小和分布情况。
3.2压力和弯矩的转换计算完压力和弯矩后，需要将其转换为应力和变形。
这就需要使用适当的计算公式和关系，以确定构件所受的应力和变形程度。
在此过程中，需要考虑构件的材料特性、几何形状以及受力方式等因素。
3.3压力和弯矩对构件的影响计算完压力和弯矩之后，需要进一步分析其对构件的影响。
这包括确定构件的稳定性、刚度和强度等方面是否满足设计要求。
通过对这些影响进行评估，可以决定是否需要对构件进行优化或改进。
四、结论在设计拉弯和压弯构件时，正确计算引力、力矩、压力和弯矩对于确保构件的可靠性和安全性至关重要。
通过本文的介绍，我们了解了设计拉弯和压弯构件时的计算内容，并详细探讨了与此相关的关键要点。
(完整word版)《钢结构设计规范》-(50017-)
钢结构设计规范第一章总则第为在钢结构设计中贯彻执行国家的技术经济政策，做到技术先进、经济合理、安全适用、确保质量，特制定本规范。
本规范适用于工业与民用房屋和一般构筑物的钢结构设计。
本规范的设计原则是根据《建筑结构设计统一标准》（CBJ68-84)）制订的.设计钢结构时,应从工程实际情况出发，合理选用材料、结构方案和构造措施，满足结构在运输、安装和使用过程中的强度、稳定性和刚度要求，宜优先采用定型的和标准化的结构和构件，减少制作、安装工作量,符合防火要求,注意结构的抗腐蚀性能.在钢结构设计图纸和钢材订货文件中,应注明所采用的钢号（对普通碳素钢尚应包括钢类、炉种、脱氧程度等)、连接材料的型号（或钢号）和对钢材所要求的机械性能和化学成分的附加保证项目。
此外，在钢结构设计图纸中还应注明所要求的焊缝质量级别(焊缝质量级别的检验标准应符合国家现行《钢结构工程施工及验收规范》）。
对有特殊设计要求和在特殊情况下的钢结构设计，尚应符合国家现行有关规范的要求。
第二章材料承重结构的钢材，应根据结构的重要性、荷载特征、连接方法、工作温度等不同情况选择其钢号和材质。
承重结构的钢材宜采用平炉或氧气转炉3号钢（沸腾钢或镇静钢）、16Mn钢、16Mnq钢、15MnV钢或15MnVq 钢，其质量应分别符合现行标准《普通碳素结构钢技术条件》、《低合金结构钢技术条件》和《桥梁用碳素钢及普通低合金钢钢板技术条件》的规定。
下列情况的承重结构不宜采用3号沸腾钢:一、焊接结构：重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构，冬季计算温度等于或低于－20℃时的轻、中级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构,以及冬季计算温度等于或低于－30℃时的其它承重结构。
二、非焊接结构：冬季计算温度等于或低于－20℃时的重级工作制吊车梁、吊车桁架或类似结构。
注：冬季计算温度应按国家现行《采暖通风和空气调节设计规范》中规定的冬季空气调节室外计算温度确定，对采暖房屋内的结构可按该规定值提高10℃采用。
钢结构拉弯与压弯构件计算
式中：
My N Mx f An xWnx yWny
N—设计荷载引起的轴心力； Mx、My—分别是作用在两个主平面内的计算弯矩；
设计原理
钢结构
第五章 拉弯与压弯构件计算
γx、γy—分别是截面在两个主平面内的截面塑性发展系
数，需要验算疲劳时，应取
； x个主平 面的净截面抵抗矩。
w
y y
h0
（3）箱形截面的腹板：
1.弯矩使腹板自由边受拉时； 热轧剖分T型钢 h0 235 (15 0.2 ) tw fy 焊接T型钢
h0 235 (13 0.17 ) tw fy
设计原理
钢结构
第五章 拉弯与压弯构件计算
5.4.2 腹板的宽厚比
2.弯矩使腹板自由边受压时：
当 0 1.0 时
设计原理
钢结构
第五章 拉弯与压弯构件计算
第5.2节 拉弯和压弯构件的强度
本节目录
1.拉弯和压弯构件的强度和刚度计算
基本要求
1.掌握拉弯和压弯构件的强度和刚度计算公式。
设计原理
钢结构
第五章 拉弯与压弯构件计算
5.2.1 拉弯和压弯构件的强度和刚度计算
拉弯和压弯构件同时受轴心力和弯矩的共同作用，截 面上的应力分布是不均匀的。按照《钢结构设计规范》的 要求，应以部分截面出现塑性（塑性区高度限制在 1/8-1/4 截面高度范围）为强度极限状态。由此可得强度验算公式 为：
钢结构
(5.26b)
式中 —压弯构件在弯矩作用平面内的长细比，当 <30时，取30；当
设计原理
第五章 拉弯与压弯构件计算
5.4.2 腹板的宽厚比
（2）箱形截面的腹板：
压弯构件
第7章拉弯、压弯构件§7-1 拉弯、压弯构件的应用和截面形式构件同时承受轴心压（或拉）力和绕截面形心主轴的弯矩作用，称为压弯（或拉弯）构件。
弯矩可能由轴心力的偏心作用、端弯矩作用或横向荷载作用等因素产生（图7.1.1、图7.1.2），弯矩由偏心轴力引起时，也称为偏压构件。
当弯矩作用在截面的一个主轴平面内时称为单向压弯（或拉弯）构件，同时作用在两个主轴平面内时称为双向压弯（或拉弯）构件。
由于压弯构件是受弯构件和轴心受压构件的组合，因此压弯构件也称为梁－柱（beam column）。
图7.1.1 压弯构件图7.1.2 拉弯构件在钢结构中压弯和拉弯构件的应用十分广泛，例如有节间荷载作用的桁架上下弦杆、受风荷载作用的墙架柱、工作平台柱、支架柱、单层厂房结构及多高层框架结构中的柱等等大多是压弯（或拉弯）构件。
与轴心受力构件一样，拉弯和压弯构件也可按其截面形式分为实腹式构件和格构式构件两种，常用的截面形式有热轧型钢截面、冷弯薄壁型钢截面和组合截面，如图7.1.3所示。
当受力较小时，可选用热轧型钢或冷弯薄壁型钢(图7.1.3a、b)。
当受力较大时，可选用钢板焊接组合截面或型钢与型钢、型钢与钢板的组合截面(图7.1.3c)。
除了实腹式截面(图7.1.3a~c) 外，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(图7.1.3d)。
图7.1.3中对称截面一般适用于所受弯矩值不大或正负弯矩值相差不大的情况；非对称截面适用于所受弯矩值较大、弯矩不变号或正负弯矩值相差较大的情况，即在受力较大的一侧适当加大截面和在弯矩作用平面内加大截面高度。
在格构式构件中，通常使弯矩绕虚轴作用，以便根据承受弯矩的需要，更灵活地调整分肢间距。
此外，构件截面沿轴线可以变化，例如，工业建筑中的阶形柱(图7.1.4a)、门式刚架中的楔形柱(图7.1.4b)等。
截面形式的选择，取决于构件的用途、荷载、制作、安装、连接构造以及用钢量等诸多因素。
钢结构拉弯和压弯构件课件
验算刚度：
x
600 8.99
66.7,
y
600 2.32
259 350
第六章 拉弯、压弯构件
小结
1、拉弯、压弯构件的破坏形式和计算内容 2、拉弯、压弯构件的强度 3、拉弯、压弯构件的刚度
第六章 拉弯、压弯构件
1、拉弯、压弯构件的设计内容
拉弯构件： 承载能力极限状态：强度
压弯构件： 正强常度使用极限状态：刚度
42.1cm²，
Wx 310cm 3 , i x 8.99cm, i y 2.23cm
Mx
1 7 0.331.2 62
8
33.3kN m
验算强度：
N An
Mx
xWnx
800 103 42.1 102
33.3 106 1.05 310 103
292N / mm2
f
310N / mm2
同，按下式验算：
max []
第六章 拉弯、压弯构件
[例6.1] 下图所示的拉弯构件，间接承受动力荷载，轴向拉 力的设计值为800kN，横向荷载的设计值为7kN／m。采用普通 工字钢I22a，截面无削弱，材料为Q345B钢。试验算该构件的 强度和刚度。
第六章 拉弯、压弯构件
[解] 采用普通工字钢I22a，自重0.33kN/m，截面积A＝
第6章 拉弯、压弯构件
6.1 概述 6.2 拉弯和压弯构件的强度 6.3 压弯构件的稳定 6.4 压弯构件的设计 6.5 框架中梁与柱的连接 6.6 框架柱的柱脚
第六章 拉弯、压弯构件
6.1 概述 基本要求
1 . 建立拉弯构件与压弯构件的概念 2 . 了解拉压弯构件的破坏形式 3. 了解设计计算的内容
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钢结构拉弯和压弯构件课件
当两端弯矩使构件产生同向曲率时, 取同号, 反之取
异号。
第六章 拉弯、压弯构件
② 有端弯矩和横向荷载同时作用时 使构件产生同向曲率, mx=1.0； 产生反向曲率, mx=0.85。
③ 无端弯矩有横向荷载作用时: mx=1.0。
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6.3.2弯矩作用平面外的稳定计算
开口薄壁截面压弯构件的抗扭刚度及弯矩作用 平面外的抗扭刚度通常较小, 当构件在弯矩作用平面 外没有足够的支撑以阻止其产生侧向位移和扭转时, 构件可能发生弯扭屈曲而破坏, 这种弯扭屈曲称为压 弯构件弯矩作用平面外整体失稳。
mx---等效弯矩系数
NE x
2EA 1.12x
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有关 mx取值，规范规定如下:
1）悬臂构件和在内力分析中未考虑二阶效应的无支
撑框架和弱支撑框架柱 mx=1.0
2）框架柱和两端支承的构件
① 无横向荷载作用时
mx=0.65+0.35M2 / M1,
M1和M2是构件两端的弯矩。∣M2∣<∣M1∣。
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压弯构件弯矩作用平面外整体稳定计算公式 规范规定单向压弯构件弯矩作用平面外整体稳定 验算公式为:
N txM x f y A bW1x
第六章 拉弯、压弯构件
N txM x f y A bW1x
N——验算截面处的轴力 A——压弯构件的截面面积 Mx——计算构件段范围内(构件侧向支撑点间)的最大弯矩 h——截面影响系数, 箱形截面取0.7, 其他截面取1.0 jy——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数, 对单轴对称截面 应考虑扭转效应, 采用换算长细比确定 jb——均匀弯曲的受弯构件的整体稳定系数按附录3计算, 对工形 截面和T形截面的非悬臂构件可按受弯构件整体稳定系数的近似 公式计算(附3.5)；对闭口截面取1.0 btx---计算弯矩平面外稳定的等效弯矩系数