壓彎和拉彎構件指什么?截面強度如何計算?穩
壓彎和拉彎構件是指同時承受軸心力和彎矩的構件,彎矩產生的原因主要為偏心荷載、橫向荷載、彎矩作用等,如下圖所示;通常應用在如受節間荷載的桁架、多高層結構中的框架柱、廠房柱等,在設計過程中,應考慮構件的強度和剛度,對于壓彎構件還應考慮其整體穩定和局部穩定;
一、構件的截面強度計算
彎矩作用在兩個主平面內的拉彎構件和壓彎構件,彎矩作用在兩個主平面內的拉彎構件和壓彎構件,其截面強度應考慮軸心壓力、以及同一截面處對x軸和y軸的彎矩設計值;圓管截面和其他截面形式應區別計算;
計算過程中的截面塑性發展系數,根據其受壓板件的內力分布情況確定其截面板件寬厚比等級,當截面板件寬厚比等級不滿足S3級要求時,取1.0,滿足S3級要求時,可查表采用;需要驗算疲勞強度的拉彎、壓彎構件,宜取1.0;
二、區分鋼結構有側移框架柱和無側移框架柱
側移是指鋼結構在水平力作用下的水平位移。
1. 支撐結構不同;有側移框架柱的支撐結構為沒有強支撐。無側移框架柱的支撐結構為有強支撐。
2. 抗側移剛度不同;有側移框架柱的抗側移剛度較弱。無側移框架柱的抗側移剛度較大。
3. 水平位移不同;有側移框架柱屬柔性結構框架,在強烈地震作用下,結構所產生水平位移較大,易造成嚴重的非結構性破壞。無側移框架柱屬剛性結構框架,在強烈地震作用下,結構所產生水平位移較小,不易造成嚴重的非結構性破壞。
三、構件的穩定性
1. 構件的穩定性包括平面內穩定和平面外穩定,除圓管截面外,彎矩作用在對稱軸平面內的實腹式壓彎構件,應分別驗算平面外穩定和平面內穩定;對于單軸對稱壓彎構件,當彎矩作用在對稱平面內且翼緣受壓時,除應按平面內穩定計算外,尚應按平面外穩定計算;當框架內力采用二階彈性分析時,柱彎矩由無側移彎矩和放大的側移彎矩組成,此時可對兩部分彎矩分別乘以無側移柱和有側移柱的等效彎矩系數。
等效彎矩系數應按下列情況計算采用:
(1)無側移框架柱和兩端支承的構件:
(2)有側移框架柱和懸臂構件,
(3)在彎矩作用平面外有支承的構件,應根據兩相鄰支承間構件段內的荷載和內力情況確定:
(4)彎矩作用平面外為懸臂的構件
2. 彎矩繞虛軸作用的格構式壓彎構件整體穩定性包括平面內的整體穩定性和平面外的整體穩定性,平面內的穩定性通過對虛軸慣性矩、距離、長細比以及構件穩定系數和參數確定;平面外的整體穩定性可不計算,但應計算分肢的穩定性,分肢的軸心力應按桁架的弦桿計算。對綴板柱的分肢尚應考慮由剪力引起的局部彎矩。
3.彎矩繞實軸作用的格構式壓彎構件,其彎矩作用平面內和平面外的穩定性計算均與實腹式構件相同。但在計算彎矩作用平面外的整體穩定性時,長細比應取換算長細比,φb應取1.0。
4. 當柱段中沒有很大橫向力或集中彎矩時,雙向壓彎圓管的整體穩定按規范規定公式計算。
5. 彎矩作用在兩個主平面內的雙軸對稱實腹式工字形和箱形截面的壓彎構件,其穩定性應按規范規定公式計算。
6. 彎矩作用在兩個主平面內的雙肢格構式壓彎構件,其穩定性應按整體和分肢分別計算:
7. 計算格構式綴件時,應取構件的實際剪力和按標準計算的剪力兩者中的較大值進行計算。
8. 用作減小壓彎構件彎矩作用平面外計算長度的支撐,對實腹式構件應將壓彎構件的受壓翼緣,對格構式構件應將壓彎構件的受壓分肢視為軸心受壓構件,并按本標準第7.5節的規定計算各自的支撐力。
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