第五章-整体结构中的压杆和压弯构件教学课件

第第5 5章章 整体结构中的压杆和压弯构件整体结构中的压杆和压弯构件u桁架中压杆的计算长度u框架稳定和框架柱计算长度主要内容：主要内容：主要内容：主要内容：重点：重点：重点：重点：u框架稳定、单层多跨及多层多跨等截面框架柱的计算长度u框架平面外柱的计算长度 5.1 桁架中压杆的计算长度第五章 整体结构中的压杆和压弯构件5.1 桁架中压杆的计算长度第五章 整体结构中的压杆和压弯构件5.1.1 弦杆和单系腹杆的计算长度弦杆和单系腹杆的计算长度 1.1.影响钢屋架杆端约束大小的因素：影响钢屋架杆端约束大小的因素：1 1）杆件轴力性质）杆件轴力性质 拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆拉力使杆拉直，约束作用大，压力使杆 件弯曲，约束作用微不足道。件弯曲，约束作用微不足道。2 2）杆件线刚度大小）杆件线刚度大小 线刚度越大，约束作用越大，反之，约线刚度越大，约束作用越大，反之，约 束作用越小。束作用越小。3 3）与）与所所分析杆直接刚性相连的杆件作用大，分析杆直接刚性相连的杆件作用大，较远的杆件作用小。较远的杆件作用小。屋架杆件的计算长度屋架杆件的计算长度p桁架平面内计算长度桁架平面内计算长度 弦杆弦杆 支座斜杆支座斜杆 (节间长度）节间长度）支座竖杆支座竖杆 中间腹杆中间腹杆 2.杆件计算长度：杆件计算长度：q 桁架桁架平面外平面外计算长度计算长度 弦杆弦杆 （侧向支撑点间距离）（侧向支撑点间距离）腹杆腹杆 （节间长度（节间长度 ）单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆，单角钢腹杆和双角钢十字形腹杆，绕最小主轴弯曲时杆轴处于斜平面内，其端部绕最小主轴弯曲时杆轴处于斜平面内，其端部 所受约束介于屋架平面内外的两种情况之间。所受约束介于屋架平面内外的两种情况之间。弯曲方向弦杆腹杆支座斜杆和支座竖杆其他腹杆在桁架平面内ll0.8l在桁架平面外l1lL在斜平面l0.9l桁架弦杆和单系腹杆的计算长度桁架弦杆和单系腹杆的计算长度注：1.l为杆件的几何长度（节点中心间的距离），l1为屋架弦杆及再分式主斜杆侧向支承点之间的距离。2.无节点板的腹杆，其计算长度在任何斜平面内均取等于几何长度（钢管结构除外）。5.1.2 变内力杆件的计算长度变内力杆件的计算长度u平面外计算长度公式变内力杆件的计算长度变内力杆件的计算长度u平面内计算长度：节点间的距离考虑受力较小的杆件对受力大的杆件的考虑受力较小的杆件对受力大的杆件的“援助援助”作用。作用。交叉腹杆中交叉点处构造：交叉腹杆中交叉点处构造：1 1）两杆不断开。）两杆不断开。2 2）一杆不断开，另一杆断开）一杆不断开，另一杆断开 用节点板拼接。用节点板拼接。5.1.2 交叉腹杆的计算长度交叉腹杆的计算长度q 桁架桁架平面内平面内计算长度：计算长度：无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。无论另一杆为拉杆或压杆，两杆互为支承点。q 桁架桁架平面外平面外计算长度：计算长度：拉杆可作为压杆的平面外支承点，拉杆可作为压杆的平面外支承点，压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支点压杆除非受力较小且不断开，否则不起侧向支点 的作用。的作用。GB50017GB50017规范中交叉腹杆中压杆的平面外规范中交叉腹杆中压杆的平面外 计算长度计算公式：计算长度计算公式：1 1）相交另一杆受压，两杆截面相同并在交）相交另一杆受压，两杆截面相同并在交 叉点不中断叉点不中断2)2)相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中相交另一杆受压，此另一杆在交叉点中 断但以节点板搭接。断但以节点板搭接。3 3）相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点）相交另一杆受拉，两杆截面相同并在交叉点 不中断。不中断。4 4）相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以）相交另一杆受拉，此拉杆在交叉点中断但以 节点板搭接。节点板搭接。当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接。当此拉杆连续而压杆在交叉点中断但以节点板搭接。若若 或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度或拉杆在桁架平面外的抗弯刚度 时，时，式中，式中，为节点之间的距离，为节点之间的距离，为所计算杆内力，为所计算杆内力，为相交另一杆内力，取绝对值。为相交另一杆内力，取绝对值。5.2 框架稳定及框架柱计算长度5.2.1框架的稳定框架的稳定框架的失稳框架的失稳 有侧移失稳有侧移失稳无支撑框架：临界力较低无支撑框架：临界力较低无侧移失稳无侧移失稳有支撑框架：临界力较高有支撑框架：临界力较高u影响框架稳定的因素：影响框架稳定的因素：1 1、框架的失稳模式：即结构的侧向支承情况、框架的失稳模式：即结构的侧向支承情况、框架的失稳模式：即结构的侧向支承情况、框架的失稳模式：即结构的侧向支承情况2 2、柱脚的约束情况、柱脚的约束情况、柱脚的约束情况、柱脚的约束情况3 3、横梁的刚度情况、横梁的刚度情况、横梁的刚度情况、横梁的刚度情况5.2 框架稳定和框架柱的计算长度框架稳定和框架柱的计算长度单跨对称框架的稳定单跨对称框架的稳定u简单框架柱的计算长度简单框架柱的计算长度5.2.2 单层多跨等截面框架柱的计算长度单层多跨等截面框架柱的计算长度单层单跨框架失稳形式单层等截面框架柱的计算长度系数单层等截面框架柱的计算长度系数u不同于典型对称框架的修正不同于典型对称框架的修正 当与柱相连的梁远端为铰接或嵌固时的修正当与柱相连的梁远端为铰接或嵌固时的修正 无侧移框架无侧移框架 梁远端铰接：梁远端铰接：1.5 梁远端嵌固：梁远端嵌固：2.0 有侧移框架有侧移框架 梁远端铰接：梁远端铰接：0.5 梁远端嵌固：梁远端嵌固：2/3 横梁有轴压力横梁有轴压力Nb时的修正时的修正 无侧移框架无侧移框架 横梁远端与柱刚接和远端铰支时：横梁远端与柱刚接和远端铰支时：N 1Nb/NEb 横梁远端嵌固：横梁远端嵌固：N1Nb/（2NEb）有侧移框架有侧移框架 横梁远端与柱刚接：横梁远端与柱刚接：N 1Nb/NEb 横梁远端铰支时：横梁远端铰支时：N 1Nb/NEb 横梁远端嵌固时：横梁远端嵌固时：N1Nb/（2NEb）5.2.3 多层多跨等截面框架柱的计算长度多层多跨等截面框架柱的计算长度多层多跨框架失稳形式多层多跨框架失稳形式5.2 框架稳定及框架柱计算长度等截面框架柱在框架平面内的计算长度等截面框架柱在框架平面内的计算长度假定：（假定：（1）框架只承受作用于节点的竖向荷载；）框架只承受作用于节点的竖向荷载；（2）所有框架柱同时丧失稳定；）所有框架柱同时丧失稳定；（3）失稳时横梁两端的转角相等。）失稳时横梁两端的转角相等。5.2.4 变截面阶形柱的计算长度变截面阶形柱的计算长度单单阶阶柱柱失失稳稳形形式式上下段的计算长度上下段的计算长度系数见系数见P343表表19-15.2.5 框架平面内稳定的其他问题框架平面内稳定的其他问题带有摇摆柱的框架带有摇摆柱的框架 计算长度增大系数5.2.6 在框架平面外柱的计算长度在框架平面外柱的计算长度框架柱在弯矩作用平面外的计算长度框架柱在弯矩作用平面外的计算长度 取决于支撑构件的位置取决于支撑构件的位置(A)截面塑性发展对承载力的影响截面塑性发展对承载力的影响(B)残余应力的影响残余应力的影响(C)初偏心的影响初偏心的影响(D)初弯矩的影响初弯矩的影响1-1.实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式实腹式偏心受压构件在弯矩作用平面内整体稳定验算公式中的中的 主要是考虑？主要是考虑？1-2.钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算内容为？钢结构实腹式压弯构件的设计一般应进行的计算内容为？(A)强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形强度、弯矩作用平面内的整体稳定性、局部稳定、变形(B)弯矩作用平面内稳定性、局部稳定、变形弯矩作用平面内稳定性、局部稳定、变形(C)强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、变形变形(D)强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、强度、弯矩作用平面内及平面外的整体稳定性、局部稳定、长细比长细比(A)可能在拉、压侧都出现塑性可能在拉、压侧都出现塑性(B)只在受压侧出现塑性只在受压侧出现塑性(C)只在受拉侧出现塑性只在受拉侧出现塑性(D)拉、压侧都不会出现塑性拉、压侧都不会出现塑性1-3.单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，单轴对称截面的压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布？且使较大翼缘受压时，构件达到临界状态的应力分布？(A)强度破坏、弯曲失稳、弯扭失稳强度破坏、弯曲失稳、弯扭失稳 1-4.压弯构件整体破坏形式有哪些？压弯构件整体破坏形式有哪些？(B)强度破坏、弯曲失稳、扭转失稳强度破坏、弯曲失稳、扭转失稳(C)弯曲失稳、弯扭失稳、翼缘板屈曲弯曲失稳、弯扭失稳、翼缘板屈曲(D)弯曲失稳、弯扭失稳、扭转屈曲弯曲失稳、弯扭失稳、扭转屈曲1-5.两根几何尺寸完全相同的压弯构件，一根端弯矩使之产生两根几何尺寸完全相同的压弯构件，一根端弯矩使之产生反向曲率，一根产生同向曲率，则前者的稳定性比后者？反向曲率，一根产生同向曲率，则前者的稳定性比后者？(A)好好 (B)差差(C)无法确定无法确定(D)相同相同1-6.某无侧移等截面框架柱，上端与横梁刚接，横梁线刚度为某无侧移等截面框架柱，上端与横梁刚接，横梁线刚度为，下端与基础刚接，其计算长度系数为？下端与基础刚接，其计算长度系数为？(A)2.0 (B)1.0(C)0.699(D)0.549(A)框架柱的支承条件框架柱的支承条件 1-8.某有侧移等截面框架柱，上端与横梁铰接，下端与基础铰接，某有侧移等截面框架柱，上端与横梁铰接，下端与基础铰接，其计算长度系数为？其计算长度系数为？(A)1.0 (B)2.0(C)0.699(D)1-7.等截面框架柱的计算长度系数与等截面框架柱的计算长度系数与 无关？无关？(B)柱上端梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值柱上端梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值(C)柱下端梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值柱下端梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值(D)所采用的钢号所采用的钢号1-9.某无侧移等截面框架柱，上端与横梁铰接，下端与基础铰接，某无侧移等截面框架柱，上端与横梁铰接，下端与基础铰接，其计算长度系数为？其计算长度系数为？(A)1.0 (B)2.0(C)0.699(D)(A)取相邻侧向支承点之间的距离取相邻侧向支承点之间的距离 1-10.确定框架柱平面外的计算长度时，下列哪种说法正确？确定框架柱平面外的计算长度时，下列哪种说法正确？(B)与梁、柱的连接情况有关与梁、柱的连接情况有关(C)与梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值有关与梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值有关(D)与框架柱平面内有无侧移有关与框架柱平面内有无侧移有关(A)截面上边缘截面上边缘“1”点点 1-12.图示图示T形截面压弯构件强度计算的最不利点为？形截面压弯构件强度计算的最不利点为？1-11.图示图示T形截面拉弯构件强度计算的最不利点为？形截面拉弯构件强度计算的最不利点为？(B)截面下边缘截面下边缘“2”点点(C)截面中和轴处截面中和轴处“3”点点(D)可能是可能是“1”点，也可能是点，也可能是“2”点点(A)截面上边缘截面上边缘“1”点点(B)截面下边缘截面下边缘“2”点点(C)截面中和轴处截面中和轴处“3”点点(D)可能是可能是“1”点，也可能是点，也可能是“2”点点(A)截面上边缘截面上边缘“1”点点 1-13.图示图示T形截面压弯构件弯矩作用平面内整体稳定计算的形截面压弯构件弯矩作用平面内整体稳定计算的最不利点为？最不利点为？(B)截面下边缘截面下边缘“2”点点(C)截面中和轴处截面中和轴处“3”点点(D)可能是可能是“1”点，也可能是点，也可能是“2”点点1-14.工字形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据工字形截面压弯构件腹板的容许高厚比是根据 确定的。确定的。(A)介于轴压杆介于轴压杆 腹板和梁腹板高厚比之间腹板和梁腹板高厚比之间(C)腹板的应力梯度腹板的应力梯度(D)构件的长细比构件的长细比(B)1-15.工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，计算应力梯度工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，计算应力梯度(A)构件在弯矩作用平面内的长细比，取值介于构件在弯矩作用平面内的长细比，取值介于30和和100之间之间(C)构件两个方向长细比的较大值，取值介于构件两个方向长细比的较大值，取值介于30和和100之间之间(D)构件两个方向长细比的较小值，取值介于构件两个方向长细比的较小值，取值介于30和和100之间之间(A)考虑构件的稳定系数考虑构件的稳定系数(B)考虑构件的截面塑性发展系数考虑构件的截面塑性发展系数(D)不考虑构件的截面塑性发展系数不考虑构件的截面塑性发展系数(B)构件在弯矩作用平面外的长细比，取值介于构件在弯矩作用平面外的长细比，取值介于30和和100之间之间1-16.工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中的工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中的 值是？值是？1-18.图示单轴对称的压弯构件，当验算其在弯矩作用平面内的图示单轴对称的压弯构件，当验算其在弯矩作用平面内的整体稳定时，在公式整体稳定时，在公式 (A)弯矩作用于对称轴平面内且使较大的翼缘受压时弯矩作用于对称轴平面内且使较大的翼缘受压时(B)弯矩作用于对称轴平面内且使较小的翼缘受压时弯矩作用于对称轴平面内且使较小的翼缘受压时(C)弯矩作用于非对称轴平面内且使较大的翼缘受压时弯矩作用于非对称轴平面内且使较大的翼缘受压时(D)弯矩作用于非对称轴平面内且使较小的翼缘受压时弯矩作用于非对称轴平面内且使较小的翼缘受压时 1-17.单轴对称截面压弯构件须用公式单轴对称截面压弯构件须用公式进行验算的情况是哪一种？进行验算的情况是哪一种？(A)(B)(C)(D)1-19.工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，应力梯度工字形截面压弯构件腹板局部稳定验算中，应力梯度分别代表下列应力图形分别代表下列应力图形 和和 的情况。在最大应力相等且其它情况均相同的的情况。在最大应力相等且其它情况均相同的情况下，图形情况下，图形 的局部稳定临界应力最低。的局部稳定临界应力最低。(A)(C)(B)(D)1-20.如图所示两端铰接构件受轴心压力和双向横向荷载作用，如图所示两端铰接构件受轴心压力和双向横向荷载作用，进行强度验算时，应验算截面上的哪一点？进行强度验算时，应验算截面上的哪一点？(A)截面上边缘截面上边缘“1”点点(B)截面上边缘截面上边缘“2”点点(C)截面下边缘截面下边缘“3”点点(D)截面下边缘截面下边缘“4”点点1.实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括弯矩实腹式偏心受压构件的整体稳定性，包括弯矩作用平面内作用平面内的稳定的稳定和弯矩和弯矩 作用平面外作用平面外 的稳定。的稳定。2.保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其保证拉弯、压弯构件的刚度是验算其 长细比长细比 。3.引入等效弯矩系数的原因，是将引入等效弯矩系数的原因，是将 非均匀分布的弯矩等效为均匀分布的弯矩非均匀分布的弯矩等效为均匀分布的弯矩 。END