第四章鋼柱與鋼壓桿第七節(jié)實腹式壓彎構(gòu)件的承載能力

應(yīng)用受拉+受彎桿受壓+受彎柱偏心受壓柱—廠房柱有橫向荷載作用—抗風柱有柱端彎矩—框架柱第四章鋼柱與鋼壓桿類型實腹式—框架和剛架格構(gòu)式—工業(yè)廠房第四章鋼柱與鋼壓桿設(shè)計要點截面選型——雙軸對稱，或單軸對稱截面強度——截面正應(yīng)力、剪應(yīng)力剛度構(gòu)件穩(wěn)定性——彎矩作用平面內(nèi)、平面外板件穩(wěn)定性——受壓翼緣和腹板構(gòu)造要求第四章鋼柱與鋼壓桿單向受彎雙向受彎強度計算剛度失穩(wěn)模式(1)彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)—軸壓力和彎矩相互作用，彎曲變形增大，彎曲失穩(wěn)(2)彎矩作用平面外失穩(wěn)—軸壓力和側(cè)向變形、扭轉(zhuǎn)變形相互作用使變形增大，彎扭失穩(wěn)第四章鋼柱與鋼壓桿一、彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定性假設(shè)壓彎構(gòu)件為理想彈塑性材料，兩端鉸接并承受壓力N和均勻彎矩Mx作用時第四章鋼柱與鋼壓桿第四章鋼柱與鋼壓桿最大彎矩彎矩曲率方程得NEX為平面內(nèi)受壓失穩(wěn)的歐拉臨界力假設(shè)失穩(wěn)時構(gòu)件變形曲線為第四章鋼柱與鋼壓桿2、邊緣屈服準則假設(shè)截面邊緣最大壓應(yīng)力達到屈服應(yīng)力fy時為彎矩作用平面內(nèi)失穩(wěn)準則為考慮撓度ym影響的彎矩放大系數(shù)第四章鋼柱與鋼壓桿桿件缺陷(變形，彎曲)用等效附加偏心eo考慮則最大彎矩臨界方程為第四章鋼柱與鋼壓桿設(shè)Mx=0時，退化成軸心受壓柱，臨界狀態(tài)時軸力為Ncr=jxfyA臨界方程變?yōu)榛蚪夥匠痰玫谒恼落撝c鋼壓桿將eo代入邊緣屈服相關(guān)方程，得對于非均勻受彎，引進等效彎矩系數(shù)bmx，折算成均勻受彎(最大彎矩相等)第四章鋼柱與鋼壓桿3．設(shè)計表達式考慮部分塑性發(fā)展，用gxW1x代替W1x(gx為塑性發(fā)展系數(shù))，并將第二項中的jx值調(diào)整為0.8以修正誤差長細比lx>60時，jx<0.8，偏安全長細比lx<60時，jx>0.8但

NEx大，0.8N/NEx影響小設(shè)計簡化取第四章鋼柱與鋼壓桿4、等效彎矩系數(shù)bmx≤1.0計算復(fù)雜(1)彎矩作用平面內(nèi)有側(cè)移框架柱和懸臂構(gòu)件：

bmx=1.0(2)無側(cè)移框架柱和兩端支承構(gòu)件：

有端彎矩無橫向荷載作用時，bmx=0.65+0.35M2/M1≥0.4，|M1|≥|M2|

橫向荷載和端彎矩同時作用時，構(gòu)件全長彎矩同號bmx=1.0，有正負彎矩bmx=0.85

有橫向荷載無端彎矩作用時，跨中有一個集中荷載bmx=1.0-0.2N/NEx，其它bmx=1.0第四章鋼柱與鋼壓桿二、彎矩作用平面外的穩(wěn)定性——彎扭失穩(wěn)

當壓彎構(gòu)件兩個方向的剛度相差較大，彎矩作用在剛度較大的平面內(nèi)時，構(gòu)件在彎矩平面外的剛度較小又沒有足夠支撐阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)，有可能首先發(fā)生側(cè)向彎曲扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)而喪失承載能力第四章鋼柱與鋼壓桿1、雙軸對稱工形截面壓彎構(gòu)件平面外彎扭失穩(wěn)軸力+純彎，彈性失穩(wěn)相關(guān)方程純彎梁臨界彎矩軸心受壓時繞z軸扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)臨界力

第四瘡章訓(xùn)鋼若柱與字鋼壓倒桿或一般涼情況Nw>NEy，可偏安貫全取Nw=NEy，得或第四織章悶鋼娛柱與糞鋼壓舊桿NEy用jyAfy代替防，Mcr用jbW1xfy代替相關(guān)獨方程對于非均毀勻彎透曲，引啄入等廳效彎鳴矩系縱數(shù)jb為純敢彎梁風失穩(wěn)爪的穩(wěn)屋定系擠數(shù)第四汽章側(cè)鋼殊柱與得鋼壓康桿2、平豈面外瘦穩(wěn)定蔥設(shè)計軋表達竄式純彎猶穩(wěn)定真系數(shù)jb，可近似圈計算雙軸對西稱工她形截脊面柱猾，當時，彈塑抖性穩(wěn)定丸系數(shù)第四惠章管鋼板柱與蒸鋼壓漿桿3、勾等效干彎矩煮系數(shù)btx≤1縣.0計算榆復(fù)雜，簡費化計避算(1爭)彎矩邪作用塊平面果外是械懸臂貓構(gòu)件：btx=1邪.0(2衡)彎矩釣作用尸平面筒外兩祖相臨綿側(cè)向梅支承中點之幫間構(gòu)預(yù)件段寒：有端套彎矩矩無橫方向荷翅載作斧用時:btx=0雕.6咬5+禿0.抹35M2/M1≥0他.4，|M1|≥漲|M2|橫向任荷載腐和端協(xié)彎矩螞同時忠作用贏時構(gòu)件充全長晚彎矩道同號btx=1喇.0，有正窯負彎矩btx=0乳.8病5有橫蕩向荷顆載無勾端彎識矩作敘用時，btx=1睛.0第四駛章廢鋼匆柱與命鋼壓商桿第八妻節(jié)缸實腹葡式壓夜彎構(gòu)道件設(shè)拜計一、析截面際形式雙軸怠對稱秧截面酒形式土：偏近心彎腥矩不后大或揚正負屆彎矩堅的絕志對值群比較菠接近單軸依對稱休截面俗形式?。浩h(huán)心彎容矩較叢大或誓正負刊彎矩離相差煌接較讀大（加串強受完壓翼辜緣）二、壁截面卵驗算強度整體停穩(wěn)定壁（彎責矩作殿用平測面內(nèi)志、彎晶矩作做用平游面外漆）剛度天（同狗軸向境受壓瓶構(gòu)件局部炭穩(wěn)定第四街章返鋼京柱與勿鋼壓朽桿壓彎薄構(gòu)件旗局部役穩(wěn)定生驗算1、受壓翼緣限制袍寬厚軋比，竊應(yīng)力憑分布芽類似寬梁，注采用或梁的洗限制坑值彈性敢設(shè)計密時考慮牛部分枕塑性糠發(fā)展(gx>1午)第四豪章則鋼榜柱與淋鋼壓在桿2.腹板第四斥章錯鋼佩柱與鄙鋼壓慘桿板邊價應(yīng)力姥線性貸分布，最大肉應(yīng)力sma旁x，最小俯應(yīng)力smi且n，壓應(yīng)健力為漁正應(yīng)力棗梯度aoao=0時，迎均勻達受壓邁板，ao=2時，陜均勻僅受彎果板第四教章翁鋼痰柱與芝鋼壓束桿腹板從邊緣艱屈服吼深度0.25mho，并設(shè)t=0塘.3s，代入倉方程希得臨路界應(yīng)融力scr，不發(fā)挽生彎銹曲失串穩(wěn)的棕條件scr≥fy彎曲民和剪慈應(yīng)力造聯(lián)合渴作用處下失佩穩(wěn)臨棋界方禿程第四骨章觀鋼末柱與鎖鋼壓務(wù)桿用雙橡折線讓近似第四佩章寒鋼敵柱與各鋼壓悠桿設(shè)計技步驟儀：選擇牙截面危形式狂，確掃定鋼湊號估算卵截面雙尺寸范，估胸算計斥算長飄度，鴿計算潛內(nèi)力驗算今截面快，修冊改截傘面，提重新醋計算第四益章湊鋼鞋柱與半鋼壓左桿初估叼截面參考類似勇工程吃，或經(jīng)驗往估算(1置)截面漲高按高伯跨比謝估算h/H=1冶/1遍0~職1/評12，取20續(xù)mm倍數(shù)抓，考修慮連皺接空谷間，h≥2腔00灶mm，截面遣寬按高貫寬比煩估算b/h=1端/2做~1，取20亂mm倍數(shù)骨，考產(chǎn)慮搭旁接長皺度，b≥1軌80秘mm(2斑)腹板賣厚度按高絲式厚比斯估算h/tw=4完0~舅80，tw≥6升mm，取2m拜m倍數(shù)哥，翼緣股厚度按寬腎厚比山估算b/tf=2嫂0~序30，tf≥8露mm，取2m知m倍數(shù)思，并紡使tf>tw(3奧)驗算界軸壓璃比，吐應(yīng)使N/Af<0愉.5構(gòu)(經(jīng)驗)，否奴則調(diào)閘整截衡面第四校章新鋼財柱與差鋼壓振桿驗算疾截面(1局)確定茶計算葛長度肺系數(shù)(2卸)計算正截坡面強度N+搖M(3該)驗算長細罰比(4碑)撓秒度(5款)驗算平面鐵內(nèi)穩(wěn)即定，陽平面變外穩(wěn)燥定(6扶)驗算局部顯穩(wěn)定(7喊)調(diào)整牢截面畏重新綿計算第四耳章騾鋼混柱與異鋼壓鳳桿算例試設(shè)蹲計工毛形截核面單滔向受演彎框音架柱(無側(cè)波移)，柱荒高4.幅5m，截面召設(shè)計靜軸力N=8拔00柄kN，柱端纏彎矩M1=20孟0kN委m，M2=-80kN贈m，采用Q2宵35鋼，啦計算測長度少系數(shù)mx=my=庭1.層0第四竭章顆鋼社柱與忍鋼壓襪桿解：鋼材泡抗彎妄強度f=21掉5N構(gòu)/m褲m2(1涂)初估傷截面截面令高：h=泳37池5~么45然0，取h=接40向0m狐m截面租寬：b=它20友0~恐40筆0，取b=30斬0m妥m翼緣謎厚：tf=1綠0~脆15，暫取tf=1調(diào)2m悠m腹板帶厚：取tw=1縱0m喬m，腹板堤高ho=3歷76烘mm，ho/tw=3條7.牙6面積腰：A=遲10尚96晴0m蠻m2軸壓尤比：80色00威00秤/(等10括96鐵0×酸21兩5)察=0建.3云4<勤0.忌5第四童章夫鋼獵柱與悶鋼壓釀桿(2崇)截面斃特性A=肆10件96左0m豪m(xù)2，Ix=3葛.1課5×108mm4，Iy=0排.5野4×108mm4Wx=1級.謹57戴5×106mm3，Wy=0耍.3霸6×106mm3ix=1棟70弊mm，iy=7探0m波m(3咽)驗算涂長細秋比lox=loy=欺45徐00輩mmlx=4被50鼠0/鐮17構(gòu)0=么26鼠.5剛<1門50，ly=4犯50仰0/瓦70登=6鞠4<歐15猛0第四絞章拴鋼泄柱與位鋼壓丘桿(4逝)正截面渡強度瀉驗算gx=1襪.0遼5(5掙)驗算姻平面陳內(nèi)穩(wěn)秩定性b類截纖面，jx=0雕.9御5bmx=0羞.6踢5+耍0.震35M2/M1=0啞.5里1滿足珠要求第四仆章耐鋼法柱與阻鋼壓捏桿(6醒)驗算席平面急外穩(wěn)截定性b類截令面，jy=0他.7蓄86，btx=0倡.6勾5+歇0.小35M2/M1=0莖.5劫1滿足兵要求第四膠章犯鋼低柱與顆鋼壓輛桿(7煙)驗算串局部拌穩(wěn)定宋性翼緣輪：b1/tf=1窩45重/1狐2=漏12糟.1架<1塊3，滿足炕要求腹板嬌：sma普x=2仙00，smi政n=-愉54，ao=1潛.2謎7<衰1.惰616ao+2嬸5+帳0.撫5lx=5倚8，ho/tw=3耕7.步6，滿足而要求滿足晃要求一、捕設(shè)計狐要求(1恐)選朵擇截泛面形屑式，料確定僑鋼號(2蜓)估故算截濾面尺園寸，浴計算處長度野，計詠算內(nèi)頃力(3洲)驗梁算強度、薯剛度義、整協(xié)體穩(wěn)傍定性打、分懂肢穩(wěn)埋定性穿、綴脊材計懂算第四斯章臭鋼陳柱與遞鋼壓騰桿第九羊節(jié)少偏心裹受壓迎格構(gòu)咸柱設(shè)局計第四舍章姐鋼亦柱與皇鋼壓甩桿二、強度和甲剛度1、強度計算繞虛軸(x軸)彎曲鏟不考雙慮塑居性發(fā)面展2、剛度度驗算繞虛軸(x軸)換算恢長細濟比lox<[l]三、整體月穩(wěn)定傭性1、彎矩走繞虛頁軸(x軸)作用(1參)平面寄內(nèi)穩(wěn)孟定性用換疼算長宣細比lox計算jx，NEx第四得章寇鋼修柱與聚鋼壓貴桿格構(gòu)騎柱中貫部是柴空心看的，龍發(fā)展典塑性匪變形狂潛力近不大度，W1x=Ix/y0，為蹄較大龍受壓讀分肢數(shù)的軸罵線或捏腹板惱外邊貍緣到x軸的柿距離溜，取販其較典大者掏。第四開章譯鋼項柱與宴鋼壓葛桿槽鋼錯翼緣焦肢尖既向內(nèi)錘（a）y0：從x軸到府較大域壓力腳柱肢柿腹板踢邊緣跪距離槽鋼妙翼緣保肢尖稈向外苗（b）y0：從x軸到黎較大巖壓力扁柱肢笑軸線侄距離蔥（考皂慮部暖分發(fā)攜展塑酬性）第四擾章拘鋼偉柱與握鋼壓諒桿(2錦)單肢滔穩(wěn)定魔性彎矩艙繞虛臟軸作春用的露壓彎逝構(gòu)件匪，在版彎矩皆作用金平面捧外的整體岡穩(wěn)定至性一也般由肝單肢憂的穩(wěn)緞定計針算得摧到保遺證，不必柄再驗爽算整沈個構(gòu)蹈件在格平面狗外整工體穩(wěn)妻定性按軸匆心壓斃桿計映算繞蜓自身舉兩個崖主軸建的穩(wěn)盾定性第四威章醋鋼傳柱與扁鋼壓刺桿分肢劣在平務(wù)面內(nèi)抵的計儲算長猜度取維相鄰?fù)砭Y條且節(jié)間聲的距醒離，群平面節(jié)外計標算長滋度取次整個葉構(gòu)件隨側(cè)向近支承蹤蝶點距溝離繞1-嗚1軸：舊計算局長度繞y-徒y(tǒng)軸：燒計算緞長度第四蛇章同鋼恭柱與頃鋼壓累桿2、彎矩萌繞實憑軸(y軸)作用(1愿)平面陶內(nèi)穩(wěn)骨定性病計算