鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件

第6章拉彎、壓彎構(gòu)件§6.1拉彎、壓彎構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式拉彎、壓彎構(gòu)件的定義構(gòu)件同時(shí)承受軸心壓（或拉）力和繞截面形心主軸的彎矩作用，稱為壓彎（或拉彎）構(gòu)件。當(dāng)彎矩作用在截面的一個主軸平面內(nèi)時(shí)稱為單向壓彎（或拉彎）構(gòu)件，同時(shí)作用在兩個主軸平面內(nèi)時(shí)稱為雙向壓彎（或拉彎）構(gòu)件。由于壓彎構(gòu)件是受彎構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的組合，因此壓彎構(gòu)件也稱為（beamcolumn）。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件彎矩的產(chǎn)生軸心力的偏心作用；端彎矩作用；橫向荷載作用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件拉彎、壓彎構(gòu)件的實(shí)際應(yīng)用有節(jié)間荷載作用的桁架上下弦桿；受風(fēng)荷載作用的墻架柱；工作平臺柱、支架柱；單層廠房結(jié)構(gòu)及多高層框架結(jié)構(gòu)中的柱。拉彎、壓彎構(gòu)件的截面形式熱軋型鋼或冷彎薄壁型鋼——受力較小時(shí)使用

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件鋼板焊接組合截面或型鋼與型鋼、型鋼與鋼板的組合截面——受力較大時(shí)選用格構(gòu)式截面——構(gòu)件計(jì)算長度較大且受力較大時(shí)，為了提高截面的抗彎剛度時(shí)，常采用此種截面鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件截面選擇的原則

對稱截面適用于所受彎矩值不大或正負(fù)彎矩值相差不大的情況；

非對稱截面適用于所受彎矩值較大、彎矩不變號或正負(fù)彎矩值相差較大的情況，即在受力較大的一側(cè)適當(dāng)加大截面；在格構(gòu)式構(gòu)件中，通常使彎矩繞虛軸作用，以便根據(jù)承受彎矩的需要，更靈活地調(diào)整分肢間距。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件變截面的壓彎構(gòu)件構(gòu)件截面沿軸線可以變化。工業(yè)建筑中的階形柱、門式剛架中的楔形柱等。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件壓彎、拉彎構(gòu)件的驗(yàn)算要求正常使用極限狀態(tài)——剛度驗(yàn)算與軸心受力構(gòu)件一樣，是通過限制構(gòu)件長細(xì)比來保證構(gòu)件的剛度要求，拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的容許長細(xì)比與軸心受力構(gòu)件相同。承載能力極限狀態(tài)——強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定計(jì)算其中整體穩(wěn)定計(jì)算包括彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定和彎矩作用平面外穩(wěn)定的計(jì)算。

拉彎構(gòu)件通常僅需要計(jì)算其強(qiáng)度，但彎矩較大時(shí)，需按受彎構(gòu)件進(jìn)行整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定計(jì)算。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.2拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度壓彎構(gòu)件截面應(yīng)力的發(fā)展過程在軸力和彎矩共同作用下，受力最大截面上的應(yīng)力發(fā)展過程如圖所示?！?.2.1拉彎、壓彎構(gòu)件的強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則①邊緣屈服準(zhǔn)則：截面邊緣纖維屈服作為承載能力極限狀態(tài)。此時(shí)構(gòu)件處于彈性工作階段。

——冷彎薄壁型鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范采用。②全截面屈服準(zhǔn)則：全截面進(jìn)入塑性作為承載能力極限狀態(tài)，此時(shí)構(gòu)件在軸力和彎矩共同作用下形成塑性鉸。

——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范中塑性設(shè)計(jì)一章采用。③部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則：以截面部分發(fā)展塑性作為承載能力極限狀態(tài)，塑性區(qū)發(fā)展的深度將視具體情況確定。此時(shí)，構(gòu)件處于彈塑性工作階段。

——鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范、高層民用鋼結(jié)構(gòu)技術(shù)規(guī)程中采用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件邊緣屈服準(zhǔn)則構(gòu)件處于彈性工作階段，在最危險(xiǎn)截面上，截面邊緣處的最大應(yīng)力σ達(dá)到屈服點(diǎn)fy，即：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件全截面屈服準(zhǔn)則構(gòu)件最危險(xiǎn)截面處于塑性工作階段，在最危險(xiǎn)截面上，所有拉壓應(yīng)力均達(dá)到屈服點(diǎn)fy，即：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件部分發(fā)展塑性準(zhǔn)則為不使構(gòu)件因形成塑性鉸而產(chǎn)生過大的變形，可以考慮構(gòu)件最危險(xiǎn)截面在軸力和彎矩作用下一部分進(jìn)入塑性，另一部分截面還處于彈性階段：一般控制塑性發(fā)展深度不超過0.15倍的截面高度來確定值塑性發(fā)展系數(shù)γx。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.2.2拉彎、壓彎構(gòu)件強(qiáng)度與剛度計(jì)算壓彎構(gòu)件強(qiáng)度計(jì)算準(zhǔn)則彎矩作用在一個主平面內(nèi)的拉彎、壓彎構(gòu)件按下式計(jì)算截面強(qiáng)度：彎曲正應(yīng)力一項(xiàng)帶有正負(fù)號，計(jì)算時(shí)應(yīng)使兩項(xiàng)應(yīng)力的代數(shù)和的絕對值最大。雙向拉彎、壓彎構(gòu)件，按下式來計(jì)算截面強(qiáng)度，即：

An—凈截面面積；Wnx，Wny—凈截面模量；γx、γy—截面塑性發(fā)展系數(shù)，按表4.2.1采用，與梁同。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件對以下三種情況，應(yīng)采用邊緣屈服準(zhǔn)則：①需要計(jì)算疲勞的實(shí)腹式拉彎、壓彎構(gòu)件，目前對其截面塑性性能缺乏研究；②對格構(gòu)式拉彎、壓彎構(gòu)件，當(dāng)彎矩繞虛軸作用時(shí)，由于截面腹部無實(shí)體部件，塑性開展的潛力不大。③當(dāng)工字形截面翼緣寬厚比時(shí)。

13是按彈塑性失穩(wěn)推導(dǎo)出來的，而15是按彈性失穩(wěn)推導(dǎo)的。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件剛度驗(yàn)算拉彎和壓彎構(gòu)件的容許長細(xì)比分別與軸心受拉和軸心受壓構(gòu)件的規(guī)定完全相同，見表6.2.1和表6.2.2。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.3實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的穩(wěn)定計(jì)算§6.3.1壓彎構(gòu)件整體失穩(wěn)形式單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的失穩(wěn)——彎曲失穩(wěn)彎矩作用平面外的失穩(wěn)——彎扭失穩(wěn)雙向壓彎構(gòu)件失穩(wěn)形式只有一種可能——彎扭失穩(wěn)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件單向壓彎構(gòu)件的彎矩作用平面內(nèi)的彎曲失穩(wěn)變形特點(diǎn)：只有平面內(nèi)的彎曲變形發(fā)生此種失穩(wěn)的條件：有足夠的側(cè)向支承荷載位移曲線的特點(diǎn)：OA彈性非線性(二階效應(yīng)造成)、AB彈塑性段(截面逐漸發(fā)展塑性)、B點(diǎn)—極值點(diǎn)(遠(yuǎn)低于歐拉臨界力)、BCD下降段。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件單向壓彎構(gòu)件的彎矩作用平面外的彎扭失穩(wěn)變形特點(diǎn)：無初始缺陷的桿件：壓力小時(shí)只有平面內(nèi)撓度；壓力達(dá)Ncr后，會突然產(chǎn)生彎矩作用平面外的彎曲變形u和扭轉(zhuǎn)位移θ。有初始缺陷的桿件：加載之初，就有較小的側(cè)向位移u和扭轉(zhuǎn)位移θ，并隨荷載增加而增加，當(dāng)達(dá)到某一極限荷載之后，位移u和θ增加速度很快，構(gòu)件失去了穩(wěn)定。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件發(fā)生此種失穩(wěn)的條件：構(gòu)件沒有足夠的側(cè)向支撐，且彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定性較強(qiáng)。荷載位移曲線的特點(diǎn)：無缺陷構(gòu)件屬于分支點(diǎn)失穩(wěn)；有缺陷構(gòu)件屬于極值點(diǎn)失穩(wěn)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.3.2單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定極限承載力的計(jì)算方法分為兩大類：

極限荷載計(jì)算方法，即采用解析法或數(shù)值法直接求解壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的極限荷載Nux。

相關(guān)公式方法，即建立軸力和彎矩相關(guān)公式來驗(yàn)算壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的極限承載力。極限荷載計(jì)算法解析法是在一定假定基礎(chǔ)上，通過理論方法求得平面內(nèi)穩(wěn)定承載力Nux的解析解。一般受限于初始假設(shè)、且表達(dá)式復(fù)雜，使用不方便。數(shù)值法可得到Nux的數(shù)值解，可以考慮幾何缺陷和殘余應(yīng)力影響，適用于各種邊界條件以及彈塑性工作階段，是最常用的方法。詳見鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件此圖是一工字形截面、具有圖示殘余應(yīng)力分布和v0/l=1/1000相對初彎曲的偏心壓桿的Nux/Afy～λ曲線，是按不同的相對偏心e由計(jì)算機(jī)求得相應(yīng)的Nux的數(shù)值解后繪制的。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件相關(guān)公式計(jì)算法目前各國設(shè)計(jì)規(guī)范中壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算多采用相關(guān)公式法。即通過理論分析，建立軸力與彎矩的相關(guān)公式，并在大量數(shù)值計(jì)算和試驗(yàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析基礎(chǔ)上，對相關(guān)公式中的參數(shù)進(jìn)行修正，得到一個半經(jīng)驗(yàn)半理論公式。由鋼結(jié)構(gòu)穩(wěn)定理論，可得到受均勻彎矩作用的壓彎構(gòu)件的中點(diǎn)最大撓度為：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件

為不考慮N（僅受均勻彎矩M）時(shí)簡支梁的中點(diǎn)撓度，方括號項(xiàng)為壓彎構(gòu)件考慮軸力N影響（二階效應(yīng)）的跨中撓度放大系數(shù)。把上式中sec(kl/2)展開成冪級數(shù)，可得：同理考慮二階效應(yīng)后，由橫向力或端彎矩引起的最大彎矩為：βmx—等效彎矩系數(shù)，將橫向力或端彎矩引起的非均勻分布彎矩當(dāng)量化為均勻分布彎矩；對均布作用的壓彎構(gòu)件βmx=1。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件如果考慮構(gòu)件初始缺陷的影響，并將構(gòu)件各種初始缺陷等效為跨中最大初彎曲v0（表示綜合缺陷）。假定等效初彎曲為正弦曲線，可得考慮二階效應(yīng)后由初彎曲產(chǎn)生最大彎矩為：因此構(gòu)件跨中最大彎矩為上二項(xiàng)之和，根據(jù)邊緣屈服準(zhǔn)則，截面最大應(yīng)力應(yīng)滿足：令上式中Mx=0，則構(gòu)件成為有初始缺陷的軸心壓桿。令的臨界力N0x，則可解出等效初始缺陷：?鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件將v0代回屈服準(zhǔn)則表達(dá)式，可得相關(guān)公式：上式是一個應(yīng)力表達(dá)式，但推導(dǎo)過程中引入了有初始缺陷的軸心壓桿的穩(wěn)定承載力。因此上式是以應(yīng)力形式表達(dá)的穩(wěn)定驗(yàn)算公式。上式為《冷彎薄壁型鋼設(shè)計(jì)規(guī)范》所采用(邊緣屈服準(zhǔn)則)。對于實(shí)腹式壓彎構(gòu)件，應(yīng)允許截面上部分發(fā)展塑性，經(jīng)與試驗(yàn)資料和數(shù)值計(jì)算結(jié)果的比較，可采用下列修正公式：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件下圖給出了繞強(qiáng)軸彎曲的焊接工字形截面偏心壓桿，采用數(shù)值法的計(jì)算結(jié)果與相關(guān)公式的比較，二者吻合較好。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定的計(jì)算公式在上述相關(guān)公式中考慮抗力分項(xiàng)系數(shù)后，可得單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為：實(shí)腹式壓彎構(gòu)件和繞實(shí)軸彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件：繞虛軸（x軸）彎曲的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件：對于單軸對稱截面(如T形截面)，當(dāng)彎矩作用在對稱軸平面內(nèi)且使較大翼緣受壓時(shí)，有可能在較小翼緣(或無翼緣)一側(cè)發(fā)生受拉破壞。此時(shí)除應(yīng)按上式計(jì)算外，尚應(yīng)補(bǔ)充如下計(jì)算：W2x受壓較小翼緣(或無翼緣端)的毛截面模量。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件等效彎矩系數(shù)βmx可按以下規(guī)定采用：（1）懸臂構(gòu)件和在內(nèi)力分析中未考慮二階效應(yīng)的無支撐框架和弱支撐框架柱，βmx=1.0。（2）框架柱和兩端支承的構(gòu)件：①無橫向荷載作用時(shí)，βmx=0.65+0.35M2/M1，M1和M2是構(gòu)件兩端的彎矩，|M1|≥|M2|；當(dāng)兩端彎矩使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率時(shí)取同號，使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率（有反彎點(diǎn)）時(shí)取異號。②有端彎矩和橫向荷載同時(shí)作用時(shí)，使構(gòu)件產(chǎn)生同向曲率取βmx=1.0；使構(gòu)件產(chǎn)生反向曲率取βmx=0.85。③無端彎矩但有橫向荷載作用時(shí)，βmx=1.0。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.4實(shí)腹式壓彎構(gòu)件在彎矩作用平面外的穩(wěn)定計(jì)算§6.4.1單向壓彎構(gòu)件平面外的整體穩(wěn)定彎矩作用平面外失穩(wěn)時(shí)的失穩(wěn)形式開口截面壓彎構(gòu)件的抗扭剛度及彎矩作用平面外的抗彎剛度通常較小。當(dāng)構(gòu)件在彎矩作用平面外沒有足夠的支撐以阻止其產(chǎn)生側(cè)向位移和扭轉(zhuǎn)時(shí)，構(gòu)件可能發(fā)生彎扭失穩(wěn)而破壞。又稱為壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外的整體失穩(wěn)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定的計(jì)算公式規(guī)范規(guī)定單向壓彎構(gòu)件彎矩作用平面外整體穩(wěn)定驗(yàn)算公式為：Mx—構(gòu)件側(cè)向支承點(diǎn)間的最大彎矩；η—截面影響系數(shù)：箱形截面η=0.7，其他截面η=1.0；φy—彎矩作用平面外的軸心受壓構(gòu)件穩(wěn)定系數(shù)，對于單軸對稱截面應(yīng)考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，采用換算長細(xì)比λyz確定。φb—均勻彎曲的受彎構(gòu)件的整體穩(wěn)定系數(shù)，見受彎構(gòu)件一章及附錄3。對于閉口截面φb=1.0。βtx—計(jì)算彎矩作用平面外穩(wěn)定時(shí)的彎矩等效系數(shù)，應(yīng)根據(jù)所計(jì)算構(gòu)件段的荷載和內(nèi)力情況確定，按下列規(guī)定采用。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.4.2雙向壓彎構(gòu)件的穩(wěn)定承載力計(jì)算雙向壓彎構(gòu)件的失穩(wěn)形式彎矩作用在兩個主軸平面內(nèi)的雙向彎曲壓彎構(gòu)件，將發(fā)生彎扭失穩(wěn)。雙向壓彎構(gòu)件的整體失穩(wěn)的驗(yàn)算方法彎矩作用在兩個主平面內(nèi)的雙軸對稱實(shí)腹式工字形截面（含H形）和箱形（閉口）截面的壓彎構(gòu)件，其穩(wěn)定按下列公式計(jì)算：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.5實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的局部穩(wěn)定§6.5.1受壓翼緣板的寬厚比限值壓彎構(gòu)件翼緣的受力特點(diǎn)主要承受正應(yīng)力，應(yīng)力狀態(tài)與梁的受壓翼緣基本相同，局部失穩(wěn)形式也一樣。設(shè)計(jì)時(shí)采用彈性設(shè)計(jì)方法或者部分截面發(fā)展塑性的方法。翼緣寬厚比限值工字形自由外伸寬度與厚度之比以及箱形截面翼緣在腹板之間的寬厚比均與梁受壓翼緣的寬厚比限值相同。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件外伸翼緣板(γx=1.05或1.0)兩邊支承翼緣板鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.5.2腹板的高厚比限值工字形和H形截面的腹板影響腹板局部失穩(wěn)的因素剪應(yīng)力——以平均剪應(yīng)力τ來表征。

τ=0.3σm

(σm為彎曲正應(yīng)力)不均勻壓應(yīng)力——以應(yīng)力梯度α0來表征。

σmax為腹板計(jì)算高度邊緣的最大壓應(yīng)力，計(jì)算時(shí)不考慮構(gòu)件的穩(wěn)定系數(shù)和截面塑性發(fā)展系數(shù)；

σmin為腹板計(jì)算高度另一邊緣的應(yīng)力，壓為正，拉為負(fù)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，在不均勻壓力和剪力共同作用下的腹板（按四邊簡支板分析）彈性屈曲臨界應(yīng)力為：

Ke為彈性屈曲系數(shù)，與應(yīng)力梯度有關(guān)；h0為腹板計(jì)算高度，對于焊接截面h0=hw。通常情況下，失穩(wěn)時(shí)截面會有不同程度的發(fā)展塑性。根據(jù)彈塑性穩(wěn)定理論，腹板的彈塑性臨界應(yīng)力為：

Kp為塑性屈曲系數(shù)，與應(yīng)力梯度和腹板受力最大邊緣割線模量有關(guān)。利用上式，并取臨界應(yīng)力σcr=235N/mm2。可得：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件λ—構(gòu)件在彎矩作用平面內(nèi)的長細(xì)比，當(dāng)λ<30時(shí)，取30；當(dāng)λ>100時(shí)，取100?？梢姡寒?dāng)α0=0時(shí)，上式與軸心受壓構(gòu)件腹板高厚比的要求相一致。當(dāng)α0=2時(shí)，上式與受彎構(gòu)件中彎剪聯(lián)合作用時(shí)的腹板高厚比基本一致。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件箱形截面的腹板箱形截面壓彎構(gòu)件腹板的屈曲應(yīng)力計(jì)算方法與工字形截面的腹板相同。但考慮到箱形截面腹板與翼緣采用單側(cè)焊縫連接，其嵌固條件不如工字形截面，因此規(guī)定h0/tw的限值為上述公式的0.8倍。當(dāng)限值小于時(shí)，取。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件T形截面的腹板當(dāng)彎矩作用于T形截面對稱軸平面內(nèi)，并使腹板自由邊受壓時(shí)：

(α較小時(shí)不作放大；較大時(shí)適當(dāng)放大)當(dāng)彎矩作用于T形截面對稱軸平面內(nèi)，并使腹板自由邊受拉時(shí)，比軸心受壓構(gòu)件有利，為了方便，可采用與軸心受壓構(gòu)件相同的高厚比限值，即按式（6.5.9）和式（6.5.10）計(jì)算。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.6實(shí)腹式壓彎構(gòu)件的截面設(shè)計(jì)§6.6.1截面形式當(dāng)承受的彎矩較小時(shí)，其截面形式與一般的軸心受壓構(gòu)件相同，可采用對稱截面；當(dāng)彎矩較大時(shí)，宜采用彎矩作用平面內(nèi)截面高度較大的雙軸對稱截面，或加大受壓較大翼緣的單軸對稱截面。在滿足局部穩(wěn)定、使用要求和構(gòu)造要求時(shí)，截面應(yīng)盡量符合寬肢薄壁以及彎矩作用平面內(nèi)和平面外整體穩(wěn)定性相等的原則，從而節(jié)省鋼材。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.6.2截面選擇及驗(yàn)算壓彎構(gòu)件的截面選擇方法

由于壓彎構(gòu)件的驗(yàn)算式中所牽涉到的未知量較多，初選截面時(shí)，可參考已有的類似設(shè)計(jì)進(jìn)行估計(jì)。一般初選的截面尺寸不一定合適，往往需要進(jìn)行多次調(diào)整和重復(fù)驗(yàn)算，直到滿意為止。對初選截面需作如下驗(yàn)算

1.強(qiáng)度驗(yàn)算

2.剛度驗(yàn)算

3.整體穩(wěn)定驗(yàn)算

4.局部穩(wěn)定驗(yàn)算鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.6.3構(gòu)造要求與實(shí)腹式軸壓構(gòu)件相似，當(dāng)h0/tw>80時(shí)，為防止腹板在施工和運(yùn)輸中發(fā)生變形，應(yīng)設(shè)置間距不大于3ho的橫向加勁肋。如果需要設(shè)置縱向加勁肋，同時(shí)也應(yīng)設(shè)置橫向加勁肋。為保持截面形狀不變，提高構(gòu)件抗扭剛度，防止施工和運(yùn)輸過程中發(fā)生變形，實(shí)腹式柱在受有較大水平力處和運(yùn)輸單元的端部應(yīng)設(shè)置橫隔，構(gòu)件較長時(shí)應(yīng)設(shè)置中間橫隔。壓彎構(gòu)件需要設(shè)置側(cè)向支撐時(shí)，如果截面高度較小，可在腹板加橫肋或橫隔連接支撐；如果截面高度較大，則應(yīng)在兩個翼緣平面內(nèi)同時(shí)設(shè)置支撐。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.7格構(gòu)式壓彎構(gòu)件的計(jì)算§6.7.1彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件

格構(gòu)式壓彎構(gòu)件當(dāng)彎矩繞虛軸(x軸)作用時(shí)，應(yīng)進(jìn)行彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算和分肢的穩(wěn)定計(jì)算。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件彎矩作用平面內(nèi)的整體穩(wěn)定計(jì)算彎矩繞虛軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件，截面中部空心，不能考慮塑性的深入發(fā)展，宜采用邊緣屈服準(zhǔn)則。

W1x=Ix/y0，Ix為對x軸的毛截面慣性矩，y0為由x軸到壓力較大分肢軸線的距離或者到壓力較大分肢腹板邊緣距離；

φx為軸心壓桿的整體穩(wěn)定系數(shù)，由對虛軸(x軸)的換算長細(xì)比λ0x確定。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件分肢的穩(wěn)定計(jì)算彎矩繞虛軸作用的壓彎構(gòu)件，在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性一般由分肢的穩(wěn)定計(jì)算得到保證，故不必再計(jì)算整個構(gòu)件在彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定性。

將整個構(gòu)件視為一平行弦桁架，兩個分肢為桁架的弦桿，兩分肢的軸心力為：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件綴條式壓彎構(gòu)件的分肢：按軸心壓桿計(jì)算。

分肢的計(jì)算長度，在綴條平面內(nèi)（分肢繞1-1軸)取綴條體系的節(jié)間長度；在綴條平面外（分肢繞y-y軸)，取整個構(gòu)件兩側(cè)向支撐點(diǎn)間的距離。

鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件綴板式壓彎構(gòu)件的分肢：按壓彎構(gòu)件驗(yàn)算單肢的穩(wěn)定性。

除軸心力N1(或N2)外，還應(yīng)考慮由綴板的剪力作用引起的局部彎矩；在綴板平面內(nèi)，分肢的計(jì)算長度(分肢繞1-1軸)取綴板間凈距。綴材的計(jì)算計(jì)算壓彎構(gòu)件的綴材時(shí)，應(yīng)取構(gòu)件實(shí)際剪力和下式兩者中的較大值。計(jì)算方法與格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件相同。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.7.2彎矩繞實(shí)軸作用的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算格構(gòu)式壓彎構(gòu)件當(dāng)彎矩繞實(shí)軸(軸)作用時(shí)，受力性能與實(shí)腹式壓彎構(gòu)件完全相同。彎矩作用平面內(nèi)和平面外的整體穩(wěn)定計(jì)算均與實(shí)腹式構(gòu)件相同，但在計(jì)算彎矩作用平面外的整體穩(wěn)定時(shí)，長細(xì)比應(yīng)取換算長細(xì)比，整體穩(wěn)定系數(shù)取φb=1.0。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件分肢穩(wěn)定的計(jì)算：按實(shí)腹式壓彎構(gòu)件計(jì)算分肢的穩(wěn)定。內(nèi)力按以下原則分配：

軸心壓力在兩分肢間的分配與分肢軸線至虛軸(x)的距離成反比；

彎矩在兩分肢間的分配與分肢對實(shí)軸(y)的慣性矩成正比、與分肢軸線至虛軸(x)的距離成反比。即：鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.7.3雙向受彎的格構(gòu)式壓彎構(gòu)件整體穩(wěn)定計(jì)算但對虛軸(x軸)的穩(wěn)定系數(shù)φx應(yīng)采用換算長細(xì)比確定。分肢穩(wěn)定計(jì)算按壓彎構(gòu)件計(jì)算；軸力N和彎矩My的分配方法前面已經(jīng)給出公式。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件§6.8梁與柱的剛性連接節(jié)點(diǎn)剛性連接節(jié)點(diǎn)的特點(diǎn)框架結(jié)構(gòu)中梁柱節(jié)點(diǎn)一般做成剛性連接，可以增強(qiáng)框架的抗側(cè)移剛度，減小框架橫梁的跨中彎矩。剛性連接要保證將梁端的彎矩和剪力可以有效地傳給柱子。當(dāng)節(jié)點(diǎn)能夠承受理想剛性連接彎矩的90%以上時(shí)，即可認(rèn)為是剛性連接。采用以下一些節(jié)點(diǎn)形式，即可認(rèn)為達(dá)到上述要求。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件梁柱剛性連接的典型形式做法一：全焊接剛性連接梁翼緣與柱翼緣采用坡口對接焊縫連接。梁翼緣焊縫承受由梁端彎矩產(chǎn)生的拉力和壓力；梁腹板與柱翼緣采用角焊縫連接以傳遞梁端剪力。為便于梁翼緣坡口焊縫的施焊和設(shè)置襯板，在梁腹板兩端上、下角處各開r=30~35mm的半園孔。這種全焊接節(jié)點(diǎn)的優(yōu)點(diǎn)是省工省料，缺點(diǎn)是梁需要現(xiàn)場定位、工地高空施焊，不便于施工。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件做法二：預(yù)留短梁段連接把短梁段在工廠制造時(shí)先焊在柱子上；在施工現(xiàn)場再采用高強(qiáng)度螺栓摩擦型連接將橫梁的中間段拼接起來；焊縫在工廠焊接，可以很好的保證質(zhì)量；框架橫梁拼接處的內(nèi)力比梁端處小，因而有利于高強(qiáng)度螺栓連接的設(shè)計(jì)。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)基本原理拉彎壓彎構(gòu)件做法三：栓焊混合連接梁腹板與柱翼緣采用連接角鋼和高強(qiáng)度螺栓連接。高強(qiáng)度螺栓兼作安裝螺栓。橫梁安裝就位后再將梁的上、下翼緣與柱的翼緣用坡口對接焊縫連接。這種節(jié)點(diǎn)連接包括高強(qiáng)度螺栓和焊縫兩種連接件，要求它們聯(lián)合或分別承受梁端的彎矩和剪力，稱為