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第五章 轴向受力构件( 10 ) PowerPoint Presentation
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第五章 轴向受力构件( 10 )

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第五章 轴向受力构件( 10 )

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  1. 第五章 轴向受力构件(10) 主要内容 ◆拉弯和压弯构件

  2. 教学要求 ◆熟悉三种强度准则 ◆了解框架柱计算长度确定方法 ◆了解实腹压弯构件整体稳定和局部稳定 原理 ◆掌握压弯构件整体稳定和局部稳定计算 方法

  3. (四)拉弯和压弯构件 压弯构件 拉弯构件 考虑: 强度、刚度、整体和局部稳定 考虑: 强度、刚度

  4. ●弹性准则 要点:●仅边缘屈服 ●应力叠加法 公式: 1.强度计算 ◆强度准则 ●塑性准则 要点:●充分发挥材料潜力 ●截面形成塑性铰 N-M相关公式

  5. 弹性中和轴 压弯构件应力发展过程 塑性中和轴 N—M相关性 全塑性弯矩 全塑性轴力

  6. N—M相关公式

  7. ●部分塑性准则 ●单向有弯矩 ●双向有弯矩

  8. 2.刚度要求 ◆单根压杆

  9. ◆单层框架柱 ●与横梁与柱的线刚度比有关 ●有侧移失稳框架柱临界力最低

  10. 上端刚接 上端铰接 ◆多层框架 ●有侧移 详P597附表43-4 ●无侧移(强支撑) 详P596附表43-3 ●弱支撑框架柱 介于有侧移和无侧移之间 ◆单层单阶变截面柱

  11. P303

  12. 轴心受压 偏心受压 3.实腹式压弯构件整体稳定 ◆弯矩作用平面内整体稳定 ●理论依据 最大强度理论 ●实用公式 修正以边缘屈服理论推出的公式

  13. x x 压 拉 ●计算公式

  14. 等效弯矩系数 ●框架柱和两端支承的构件 ⅰ.有端弯矩无横向荷载作用 ⅱ.有端弯矩和横向荷载作用 二者使构件产生同向曲率时取1.0,否则取0.85。 ⅲ.无端弯矩有横向荷载作用 取1.0 ●悬臂构件和分析内力未考虑二阶效应的无支 撑纯框架和弱支撑框架柱 取1.0

  15. ●公式来源 由边缘屈服准则,有

  16. 在先不计初始偏心影响的前提下 基本微分方程

  17. 当考虑初始偏心产生的挠度时

  18. 规范公式以最大强度理论为依据,以200条数值分析承载力曲线成果对上式进行修正,得到实用公式规范公式以最大强度理论为依据,以200条数值分析承载力曲线成果对上式进行修正,得到实用公式

  19. ◆弯矩作用平面外整体稳定 ●计算公式

  20. 等效弯矩系数 ●在弯矩作用平面外有支承的构件,应根据两相邻支承点间构件段内的荷载和内力情况确定: ⅰ. 有端弯矩无横向荷载作用时, ; ⅱ. 有端弯矩和横向荷载作用时,二者使构件产生同 向曲率时取1.0,否则取0.85; ⅲ.无端弯矩有横向荷载作用时,取1.0。 ●弯矩作用平面外为悬臂构件 取1.0

  21. 受弯构件整体稳定系数 ●闭口截面 ●工字形截面(含H型钢)可近似取

  22. ●T形截面非悬臂(悬伸)构件(弯矩作用 在对称轴平面,绕X轴)可近似取

  23. ●公式来源 数值求解不仅与N、Mx加载方式有关,且还应考虑弯矩作用平面内、外的初始挠度、初始扭转角以及残余应力等缺陷的影响,较为复杂,规范公式依据实用计算法确定。

  24. 据轴心受压弯扭屈曲有特征方程

  25. 对于双轴对称构件,一般

  26. ◆双向压弯构件整体稳定 对于双轴对称的工字形和箱形截面 验算公式 相关参数详P295

  27. 4.实腹式压弯构件局部稳定 ●原理 ⅰ.翼缘:同受弯构件 ⅱ.腹板:与压应力不均匀分布梯度

  28. ●验算公式 ●受压翼缘 ⅰ.工字形和T形截面 ⅱ.箱形截面

  29. ●腹板 ⅰ.工字形截面

  30. ⅱ.T形截面

  31. ⅲ.箱形截面

  32. ⅱ.计算确定 ⅲ.根据N与M的类型(单向、双向)及大小 程度初步选定 5.实腹式压弯构件截面设计 ◆方法 基本同轴心受压构件,仅两点区别: ◆设计题步骤 ⅰ.确定控制截面的N、M设计值

  33. ⅳ.确定截面形式及相关尺寸与轴线关系 ⅴ.由附表42及轴心受压整体稳定公式初步选定 截面尺寸 ⅵ.截面特性计算 ⅶ.整体稳定、局部稳定、强度(净截面、连接) 及刚度验算 ⅷ.满足构造要求 例1.详P304例5-30

  34. 6.格构式压弯构件整体稳定及缀件内力 ◆弯矩绕实轴作用整体稳定 平面内、外整体稳定计算公式同实腹式构件,但在计算弯矩作用平面外的整体稳定时,确定y之长细比应取对虚轴的换算长细比0x,且取b=1.0。 当实轴为对称轴时

  35. ◆弯矩绕虚轴作用整体稳定 压力较大边 ●平面内稳定 截面中部空虚,不能考虑塑性深入发展,适用边缘屈服准则 由0x确定 ●平面外稳定 可不作验算,但须验算分肢稳定,分肢轴力按桁架弦杆计算。

  36. x0 x0 由0x确定 ◆弯矩作用在两个主平面内的稳定 ●整体稳定 仍按边缘屈服准则

  37. ●分肢稳定 ●计算方式 按压弯构件计算 ●计算长度 同轴心受压格构式构件 ●轴力和弯矩 在N和Mx作用下,将分肢作为桁架弦杆计算其轴力有N1和N2,My按下式分配给两个分肢

  38. ◆缀件内力 格构式压弯构件剪力按实际剪力和 两者取大值确定,其他计算均同格构式轴心受压构件。

  39. 7.格构式压弯构件设计题步骤 ①确定分肢形式及截面尺寸与主轴线关系 一般选主压弯方向绕虚轴 ②初定分肢型号 设定实轴对应长细比y→ y→A=N/( yf)(  为截面放大系数, 取≥1.0),并由附表42确定型钢 截面高度,并据绕实轴偏心距大小乘以放大系数 (  ≥1.0),查型钢表确定其几何特性 ③初定分肢形心距c 据绕虚轴偏心距大小设定0x( 0x≥y),当偏心 距较大时,一般缀件采用缀条形式,设定斜缀条截 面及与分肢夹角,按平面内整体稳定公式求出W1x,

  40. x0 x0 ④计算截面几何特性 ⑤按压弯公式验算整体稳定和分肢稳定 ⑥缀件计算

  41. 作业 习题集 5.2.3思考题11~15 5.3.3习题 7~10