第四讲 压弯构件资料.
第四章压弯构件.ppt
P M 1 P M 1 P /P s s( E)
P M 1 P M 1 P /P s s( E)
钢结构设计规范中压弯构件稳定验算公式就是由上式
而来，只不过规范公式同时还考虑了其它边界条件、 荷载形式和初始缺陷等因素的影响。
§4-3 考虑弹塑性影响的压弯构件整体 稳定验算
其中Mi为内弯矩，与杆件轴向力P和曲率ρ有关：
2 2 u b、由基本假设第二条得到： u sin z m
M f( P , ) i
l
l
c、由基本假设第三条，平衡方程可以表达为：
M Pu f ( P , u ) q m m
dP d、P的最大值可由 0 得到，即为弯矩作用平 du m 面内的稳定承载力。
9.
10.
11.
4）简化计算方法（耶硕克Jezek法）
基本假定：
a、材料理想弹塑性。
b、杆件两端简支，构件变形曲线为正弦半波曲线，即：
v vm sin z l c、只考虑构件中央截面的内外力平衡。
P P um z
y
P
P um
z
y
计算步骤：
内弯矩
a、平衡方程： M Pu M q i 由横向荷载产生 某点的挠度
y
d y i y dx
中和轴以外为
dx
y点处伸长 量为y dθ
拉，以内为压
3）数值积分法（压杆挠曲线法）
具有初弯曲的压弯构件，假设条件最少，可适用于任
意情况。
截面上内弯矩：
－ EIy ' ' 弹性阶段 M ＝ 内 j 弹塑性阶段 A yjdA
有正负 拉＋，压－
压弯构件的整体稳定_图文_图文
[例题6-8]柱与基础铰接的双跨框架上，沿构件 的轴线作用有轴线压力，边柱为P， 中柱为2P， 沿横梁的水平力为0.2P， 承受弯距如图，框架平 面外有足够支撑。 要求确定柱的承载能力。
Байду номын сангаас
二、腹板的局部稳定
（一） 工字形截面的 腹板
二、腹板的局部稳定 （一） 工字形截面的
腹板
当λ<30时，取λ=30， 当λ>100时，取λ=100，即30≤λ≤100。
二、腹板的局部稳定 （二）箱形截面的腹板
二、腹板的局部稳定 （三）T形截面的腹板
第 五节 压弯构件的计算长度
• 当压弯构件的端部支承条件比较简单，其计算 长度可按照轴心压杆的计算长度系数进行计算；
四、实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算
四、实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算
四、实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算
1、工字形截面 双轴对称时 ：
单轴对称时：
2、Ｔ形截面（弯矩作用在对称轴平面，绕ｘ 轴） （1）弯矩使翼缘受压时：
双角钢Ｔ形截面：
两板组合Ｔ形截面：
（2）弯矩使翼缘受拉时： b=1.0 3、箱形截面： b=1.4 4、 对轧制普通工字钢之压弯构件，可由附表直接查得， 当查得的 b >0.6时，应按表查相应的/ b代替 b
构件看作一个平行桁架，分肢视为弦杆，将压 力和弯矩分配到分肢并按轴心压杆计算。分肢 的轴向力按下式计算：
分肢１
分肢２
压弯构件的整体稳定_图文_图文.ppt
二、压弯构件在弯矩作用平面内的弹性性能 力的平衡方程
钢结构 压弯构件PPT课件
N
mx M x
f
x A
xW1x
(1
0.8
N NE x
)
式中：
(4 85)
N 压弯构件的轴线压力；
NE x NEx 1.1，NEx 2EA 2x
0.8 修正系数;
x 弯矩作用平面内轴压构件的稳定系数；
M x 计算区段的最大弯矩； W1x 在弯矩作用平面内对较大受压纤维的毛截面模量；
fy
考虑构 件缺陷 的等效 偏心率
(b)
N
mM
x A Wx (1x N
NE)
fy
(4 75)
• 最大强度准则法
考虑构件存在L/1000的初弯曲和实测的残余应力分布， 算出近200条压弯构件极限承载力
N
mx M x
f
x A
xW1x
(1
0.8
N NE x
)
(4 85)
4、实腹式压弯构件在弯距作用平面内稳定计算的适用公式（掌握）
2、悬臂构件: βmx =1.0
补充：*** 单轴对称截面
为此应满足：
N－
mx M x
f
A
xW2x
(1
1.25
N NE x
)
(4 86)
式中：
W2x 对无翼缘端（受拉边缘）的毛截面模量； 其余符号同前。
面内失稳适用公式
N
mx M x
f
x A
xW1x
(1
0.8
N NE x
)
对单轴对称截面，补充：
b 均匀弯矩作用时构件的整体稳定系数，对于一般工字形
截面和T形截面压弯构件均可直接用近似公式(4.63)至
(4.67)计算 注意：
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 压弯构件
钢结构压弯构件在钢结构的世界里，压弯构件是一种至关重要的组成部分。
它们在建筑结构、桥梁工程以及各类工业设施中都扮演着不可或缺的角色。
那么，究竟什么是钢结构压弯构件呢？让我们一起来揭开它的神秘面纱。
钢结构压弯构件，简单来说，就是既承受压力又承受弯矩的钢结构部件。
想象一下一根柱子，它不仅要支撑上方的重量（承受压力），还要抵抗来自不同方向的力导致的弯曲（承受弯矩），这根柱子就是一个典型的压弯构件。
为了更好地理解压弯构件的工作原理，我们先来看一看压力和弯矩分别是什么。
压力，就像是有人从上往下压在一个物体上，使物体有被压扁的趋势。
而弯矩呢，则像是有人在物体的一端用力扭动，让物体产生弯曲变形。
当这两种力同时作用在一个钢结构构件上时，就形成了复杂的受力情况。
在实际应用中，压弯构件的形式多种多样。
比如常见的工字钢梁，它的上翼缘承受压力，下翼缘承受拉力，而腹板则主要承受剪力，同时整个梁还要抵抗弯矩的作用。
还有柱子，特别是在多层建筑中，柱子不仅要承受上部结构传来的压力，还要抵抗水平风荷载或地震作用产生的弯矩。
那么，如何确保钢结构压弯构件在复杂的受力情况下能够安全可靠地工作呢？这就需要对其进行详细的设计和计算。
设计师们会根据结构的使用要求、荷载情况以及材料的性能等因素，运用各种力学理论和计算公式，来确定压弯构件的尺寸、形状和材料强度等参数。
在设计过程中，稳定性是一个非常关键的问题。
由于压弯构件同时承受压力和弯矩，容易发生失稳现象。
失稳就像是一根细长的柱子在受到较大压力时突然弯曲甚至折断。
为了防止失稳，设计师们需要考虑构件的长细比、截面形状和支撑条件等因素。
比如，通过增加构件的截面尺寸或者设置有效的支撑，可以提高压弯构件的稳定性。
材料的选择对于压弯构件的性能也有着重要影响。
通常，高强度的钢材能够提供更好的承载能力，但同时也要考虑到钢材的韧性、可焊性等性能。
此外，钢材的质量和加工工艺也会直接关系到压弯构件的强度和可靠性。
名词解释压弯构件
名词解释压弯构件
嘿，咱来说说压弯构件啊！你知道不，这压弯构件就好比是建筑界的大力士！它呀，主要承受轴向压力和弯矩的作用。
咱平常看到的那些高楼大厦啊，要是没有压弯构件，那可就危险咯！就好像人没有了结实的骨头一样。
想象一下，要是房子没有了这些能抗压又能抗弯的构件，那稍微来点风吹草动，不就摇摇晃晃要倒了嘛！
压弯构件在很多地方都起着至关重要的作用呢。
比如说那大跨度的桥梁，它就得靠压弯构件来支撑起那么大的重量和跨度呀。
这就好像是一个大力士在那里稳稳地扛着一座桥，厉害吧！
而且啊，压弯构件可不是随随便便就能用的。
得考虑好多因素呢，就跟咱出门得选合适的衣服一样。
它的材质得好，要足够坚固，不然怎么能承担那么重的压力和弯矩呢？还有它的尺寸、形状啥的，都得精心设计，不然可发挥不出它的最大作用。
你说这压弯构件是不是很神奇？它默默地在那里，却为我们的生活提供了那么大的保障。
咱每天在这些坚固的建筑里走来走去，可别忘了有压弯构件的功劳啊！它就像是一个幕后英雄，不声不响地守护着我们的安全。
你再想想，要是没有压弯构件，那我们的城市会变成什么样？那些高楼大厦还能稳稳地矗立在那里吗？那些桥梁还能让我们安全地通过吗？所以啊，可别小瞧了这压弯构件，它可真是建筑领域里不可或缺的重要角色呢！
总之，压弯构件就是这么厉害，这么重要！它让我们的建筑更加坚固，让我们的生活更加安全可靠。
我们得好好感谢这些默默付出的压弯构件呀！。
压弯构件精简版
•x
•2
•1-1截面•y
•1
•1 •1.5m
•1.5m
•1.5m
•对1边缘
•＝26-90.4＝-64.4N／mm2<215N／mm2(满足要求)
•(负号表示压应力)
•y •1
•x
•x
•2
•1-1截面•y
•1
•1 •1.5m
•1.5m
•1.5m
•对2边缘
•＝26 + 199.2＝225.2N／mm2 •> f＝215N／mm2(不满足要求)
• 构件可看作一个平行桁架， 分肢视为弦杆，将压力和弯矩分 配到分肢并按轴心压杆计算。分 肢的轴向力按下式计算：
•分肢１
•分肢 ２
•稳定验算：
•分肢的计算长度： • • 在缀件平面内取缀条相邻节点中心间的距离或 缀板间的净距。
•在缀件平面外取侧向支承点之间的距离。
•.6 格构式压弯构件的稳定性计算
稳定平衡时挠度为vmax，跨中截面内力有N 和 M + Nvmax 。
稳定平衡的极限状态为N和M + Nvmax在截 面上产生的最大应力s达到fy；弹性分析时s 为截面边缘应力，塑性极限分析时s为折算 •M
截面边缘应力。
稳定平衡极限状态实际为强度极限状态。
• .3 压弯构件的整体稳定
• .3.3 压弯构件在弯矩作用平面内的弹塑性稳定验算 规范验算式：
以工字形截面的简化相关关系为基础给出如下 ：
•（1）工字形截面 •双轴对称时：
•单轴对称时：
• （2）Ｔ形截面（弯矩作用在对称轴平面，绕x 轴弯）矩使翼缘受压时：
• 双角钢Ｔ形截面：
•两板组合Ｔ形截面：
弯矩使翼缘受拉且腹板宽厚比不大于
钢结构压弯+拉弯构件
04
CATALOGUE
压弯、拉弯构件的维护与保养
日常维护
01
02
03
保持清洁
定期清除钢结构压弯、拉 弯构件表面的灰尘和污垢 ，避免积累造成腐蚀。
防止撞击
避免钢结构压弯、拉弯构 件受到硬物撞击，以免造 成损坏或变形。
定期涂装
为防止腐蚀，应定期对钢 结构压弯、拉弯构件进行 涂装，保持其防腐性能。
定期检查
验收交付
完成检查调整后，进行验收并交付使用。
安装注意事项
注意安全
在安装过程中，应采取必要的安 全措施，如佩戴安全带、使用安 全帽等，确保施工人员的安全。
控制误差
在安装过程中，应尽量减小误差 ，确保各部件的位置和尺寸符合 设计要求。
防腐防锈
对于暴露在外的压弯、拉弯构件 ，应采取防腐防锈措施，如涂刷 防锈漆等，以提高其耐久性。
详细描述
某大型桥梁的压弯构件采用高强度钢材，通过精确的力学分析和设计，实现了大跨度跨越和承载能力。该构件在 制造过程中采用了先进的焊接技术，保证了结构的安全性和稳定性。同时，为了应对地震等自然灾害，该构件还 进行了抗震设计，提高了桥梁的抗震性能。
案例二：某高层建筑的拉弯构件
总结词
高层建筑的拉弯构件主要承受拉力，其设计需要充分考虑风载、地震等外部载荷的影响 。
实现多样化结构需求
通过压弯、拉弯构件的应用，可以实 现多样化的结构需求，满足各种建筑 和工程设计的要求。
压弯、拉弯构件的应用场景
建筑结构
在建筑结构中，压弯、拉弯构件 广泛应用于梁、柱、板等部位， 能够提高建筑结构的稳定性和承
载能力。
桥梁结构
在桥梁结构中，压弯、拉弯构件常 用于主梁、斜拉索等部位，能够提 高桥梁的承载能力和稳定性。
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3 《规范》计算公式 将用数值方法得到的压弯构件的极限承载力与用边缘纤维屈 服准则导出的相关公式中的轴心压力进行比较，对于短粗的 实腹杆，偏于安全；对于细长的实腹杆，偏于不安全。因此 借用了边缘纤维屈服时计算公式的形式，但计算弯曲应力时 考虑了截面的塑性发展和二阶弯矩，初弯曲和残余应力的影 响综合为一个等效偏心距，弯矩为非均匀分布时，用等效弯 矩代替，考虑部分塑性深入截面，并引入抗力分项系数，得 到实腹式压弯构件弯矩作用平面内的稳定计算式
构件中点截面边缘纤维达到屈服时
N m M Nv 0 fy A 1 N / N E W
令M＝0，即有初始缺陷的轴心压杆边缘屈服时表达式
N0 N 0v0 fy A N0 1 N W E
N0 A f y
Af y W v0 ( 1) 1 A N E 1
m —等效弯矩系数。
根据各种荷载和支承情况产生的跨中弯矩M和跨中挠度可以 计算出相应的等效弯矩系数。
弹性压弯构件，可用截面边缘屈服作为稳定计算准则。假定 v0 各种缺陷的等效初弯曲呈跨中挠度为 的正弦曲线。任意 横向荷载或端弯矩作用下的计算弯矩为M，则跨中总弯矩应 为 m M Nv0
M max 1 N / NE
N A
经整理得
m M
N W 1 N E
fy
边缘屈服准则导出的相关公式。 规范将上式作为格构式压弯构件绕虚轴平面内稳定计算的相 关公式，引入抗力分项系数
N x A
m M x
N W1x 1 x N Ex
f
2. 最大强度准则 边缘屈服准则当截面最大受压纤维屈服时构件失去承载能力 ，适用于格构式构件。实腹式当受压最大边缘刚屈服时尚有 较大的强度储备，即容许截面塑性深入。因此宜采用最大强 度准则，以具有初始缺陷的构件为计算模型，求解极限承载 力。 采用数值计算方法，考虑l／ 1000的初弯曲和实测的残余应力 ，算出了近200条压弯构件极限承载力曲线。 不同的截面形式或截面形式相同但尺寸不同、残余应力的分 布不同以及失稳方向的不同等，其曲线都将有很大的差异。 200条曲线很难用一统一公式来表达。分析证明采用相关公式 的形式可较好地解决。影响极限承载力的因素很多，要得到 精确的、符合各种不同情况的理论公式是不可能的。因此， 只能根据理论分析的结果，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。
N A
mx M x
N xW2 x 1 1.25 ' N Ex
f
式中 W2 x —受拉侧最外纤维的毛截面模量。 上式第二项分母中的系数 1.25 也是经过与理论计算结果比 较后引进的修正系数。
压弯构件
content
认识压弯构件 单向压弯构件——实腹式、格构式 双向压弯构件 例题
Z
M N F N
N
e X X N
N
X
N
M
压弯构件主要内容
强度验算 弯矩作用平面内稳定验算 弯矩作用平面外稳定验算 双向受弯稳定验算 格构式压弯构件稳定验算
压弯构件强度验算(应力叠加原理）
N P An f y M Px xWnx f y Mx N f An xWnx
压弯构件强度相关曲线
图中实线为工字形截面构件当弯矩绕强轴作用时的相关曲线。曲线是外 凸的，但腹板面积较小时外凸不多。为了便于计算，同时考虑分析中没 有考虑附加挠度的不利影响，规范采用了直线式相关公式，即用斜直线 代替曲线。
N x A
m M x
N W1x 1 x N Ex
f
N x A
mx M x xW1x 1 0.8
N ' N Ex
f
mx —等效弯柱和两端支承的构件： ① 无横向荷载作用时： mx 0.65 0.35M 2 ， / M1 1和M2 为 端弯矩，使构件产生同向曲率(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 ，
双向压弯构件强度计算公式
My Mx N f An xWnx yWny
当压弯构件受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比
b / t 13 235 / f y 但不超过 15 235 / f y 时，应取 x 1.0 。
需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取 x y 1.0
mx 1.0 ；使构件产生反向曲率时，
M1 M 2
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 0.85
②无端弯矩但有横向荷载作用时： mx 1 。 .0 (2) 悬臂构件和未考虑二阶效应的无支撑纯框架和弱支撑框
架， 。 mx 1.0
对于 T 形截面等单轴对称压弯构件，当弯矩作用于对称轴 平面且使较大翼缘受压时，构件失稳时出现的塑性区除存 在前述受压区屈服和受压、受拉区同时屈服两种情况外， 还可能在受拉区首先出现屈服而导致构件失去承载力，还 应按下式计算
1.边缘屈服准则
横向荷载产生的跨中挠度为vm 。当荷载对称时，假定挠曲 线为正弦曲线。轴心力作用后，挠度增加，在弹性范围，跨 中挠度增加为 vm vmax 1 l／(1－a)称为挠度放大系数。 跨中总弯矩为
M max M N vm M Nv m M 1 1 1 M 1 Nv m mM 1 1 M 1
压弯构件的整体稳定
弯矩作用平面内的稳定计算.其极限承载力的 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
弯矩作用平面外的稳定计算 局部稳定计算 格构式压弯构件的稳定计算
一、弯矩作用平面内的稳定计算
M与N的相关曲线
由图可知， 构件长细比 的加大，会 降低构件的 正截面受压 承载力