第六章拉弯和压弯构件

分肢的轴线平面内，则 M y 由该分肢独立承担
单肢按压弯构件计算。
6.4 单向受弯的格构式压弯构件
作用点
二、弯矩作用在实轴平面内，绕虚轴弯曲
y
仅会发生平面内屈曲，故仅计算平面内稳定。
1. 整体稳定
x
由于内部是中空的，不能考虑发展塑性，故以
边缘屈服准则导出的公式计算：
N+
β M mx x
≤f
ϕx A (1−ϕx N N′Ex)W1x
N M 单肢1
2. 单肢稳定计算（绕虚轴弯曲）
单肢2
求出单肢所受压力： N 1 = M x a + Ny 2 a
l ox1
N2 = N − N1
缀条柱
单肢按轴心受压构件计算
N1 ≤ f ϕ x1 A1
N1 ≤ f ϕ y1 A1
N2 ≤ f ϕ x1 A2
N2 ≤ f ϕ y1 A2
N2 x1 y1 y1 y
但不得小于 40 235 f y 3、T 形截面
弯矩使腹板自由边受拉的压弯构件，高厚比限值同轴压构件 弯矩使腹板自由边受压的压弯构件：
当 a0 ≤1.0 时， h0 tw ≤ 15 235 f y
当 a0 >1.0时，
h0 tw ≤ 18 235 f y
当工字形和箱形截面高度大时，要满足 h0 / tw，腹板厚， 不经济，可采取的措施同轴心受压构件。
λ x ≤ [λ] λ y ≤ [λ]
1
§6.2 实腹式压弯构件的整体稳定
My
当弯矩作用在刚度最大平面内，
即腹板平面内时，构件绕强轴弯曲，
Mx
当荷载增大到某一数值时，挠度迅速
x
增大而破坏，因为挠曲线始终在弯矩

（P233式6.75)
y －弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数； 式中：
b －均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数（P124～
125的公式5.23～5.28) 。
3
6.9.2 弯矩作用平面外的稳定性

6.10 实腹式压弯构件的局部稳定
(P234)
－截面影响系数，闭口（箱形）截面取0.7，其他截面取1.0； －等效弯矩系数，按下列规定采用： （P234) 构件段内的荷载和内力情况确定： tx 0.65 0.35M 2 / M 1 ， ①所考虑构件段无横向荷载作用时： 和 是在弯矩作用平面内的端弯矩，使构件段产生 同向曲率时取同号；产生反向曲率时取异号，M 1 M 2 ； ②所考虑构件段内有端弯矩和横向荷载同时作用时： 使构件段产生同向曲率时， tx 1.0 ， 产生反向曲率时， tx 0.85 。
1
x
N
N
----压弯构件的轴心压力； ----在弯矩作用平面内的轴心压杆稳定系数；
' 2 2 ----参数， N Ex EA / (1.1x ) ；
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（有无反弯点）时取异号， M 1 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
承受轴心压力和弯矩的构件。 承受偏心压力作用（图a）； 有横向荷载作用（图b） ； 有端弯矩作用（图c） 。
压弯构件应用十分广泛：
有节间荷载作用的屋架上弦杆； 厂房的框架柱； 高层建筑的框架柱； 水利港口海洋平台的立柱等。
6.7 概述
6.7.2 压弯构件 压弯构件的整体破坏形式有以下三种。 因弯矩很大或截面有较大削弱而发生的强度破坏； ●在弯矩作用平面内发生弯曲屈曲； ●在弯矩作用平面外发生弯扭屈曲。

第6章 拉弯和压弯构件本章导读： 拉弯和压弯构件是土木工程常用的结构构件。

本章的主要内容为：拉弯和压弯构件的类型和破坏方式、拉弯和压弯构件的强度和刚度计算、压弯构件的整体稳定、压弯构件的局部稳定、压弯构件的截面设计和构造要求、节点设计。

重点为拉弯和压弯构件的强度、刚度、整体稳定和局部稳定计算。

难点为压弯构件的整体稳定和局部稳定性分析与计算。

通过本章学习，应了解拉弯和压弯构件的设计要求；掌握强度和刚度的验算方法、掌握整体稳定、局部稳定的概念和计算原理以及计算方法。

有关整体稳定和局部稳定性应以轴心受压构件和梁的稳定理论为基础，考虑压弯构件的特点，深化理解。

节点部分应注重构造和力的传递方式及设计处理方法。

例6.1 验算图6-5所示拉弯构件的强度和刚度是否满足设计要求。

轴心拉力设计值N =210kN ，构件长度中点横向集中荷载设计值F =31.2kN ，均为静力荷载。

钢材Q235—B ∙F 。

杆件长度中点螺栓孔直径d 0=21.5mm 。

图6-5 例题6-1解一、强度计算 一）、截面几何特性查型钢表得L140⨯90⨯8的截面特性为：A =1804 mm 2，I x =3.6564⨯106mm 4，i x =45mm ，z y =45mm. 角钢自重 g =14.16kg/m3264)85.211804(2=⨯-=n A mm 2净截面抵抗矩螺栓孔较小，为简化计算，设中和轴位置不变，仍与毛截面的相同。

肢背处 ()5261104966.15.4]44585.21106564.3[2⨯=-⨯⨯-⨯=n W mm 3肢尖处()426210089.795]44585.21106564.3[2⨯=-⨯⨯-⨯=n W mm 3二）、强度验算77.2310838.916.1422.1432.3184322max=⨯⨯⨯⨯⨯+⨯=+=gl Fl M G γkN ∙m查表5—1得，γ x1=1.05, γ x2=1.2。

肢背处11max n x n W M A Nγ+6.215104966.105.11077.23326410210563=⨯⨯⨯+⨯=N/mm 2≈f =215N/mm 2 肢尖处46322max 10089.72.11077.23326410210⨯⨯⨯-⨯=-n x n W M A N γ=-215 N/mm 2 = f =-215N/mm 2满足要求。

（四）缀材设计 同轴压格构柱，缀材内力计算时取柱截面实际剪
力及 V Af 的较f y 大值。
85 235
二．压弯格构柱弯矩绕实轴作用时的整体稳定计算 (一) 由于其受力性能与实腹式压弯构件相同，故其
平面内、平面外的整体稳定计算均与实腹式压弯构件 相同，但在计算弯矩作用平面外的整体稳定时，构件
的长细比取换算长细比，φb取1.0。
分肢为弦杆，缀条为腹杆，则由
内力平衡得：
分肢2
N
Mx
分肢1
分肢1： 分肢2：
N1
N y2 a
Mx a
N2 N N1
分肢按轴心受压构件计算。
分肢计算长度：
2x1
y
y
2 y2 x y1 1
a
1）缀材平面内（1—1轴）取缀条体系的节间长度；
2）缀材平面外，取构件侧向支撑点间的距离。
对于缀板柱在分肢计算时，除N1、N2外，尚应考虑剪 力作用下产生的局部弯矩，按实腹式压弯构件计算。
第 六 章
§6.4 实腹式压弯构件的设计
一、截面选择 1、对于N大、M小的构件，可参照轴压构件初估； 2、对于N小、M大的构件，可参照受弯构件初估； 因影响因素多，很难一次确定。 二、截面验算 1、强度验算 2、整体稳定验算 3、局部稳定验算—组合截面 4、刚度验算 三、构造要求(自学)
§6.5 格构式压弯构件的稳定
C、隔板设计
同轴压柱脚，内力可偏于安全按计算处的最大基底 反力计算。
4、分离式刚性柱脚的设计（自学）
其余符号同前。
（二）弯矩作用平面外稳定(N、Mx作用下：)
因受压较大分肢所受平均压应力大于全截面压应 力，故只要分肢在其两主平面内不失稳，则构件在弯 矩作用平面外的整体稳定就能得到保证。即通过分肢 稳定验算来保证构件弯矩作用平面外的整体稳定。