钢结构轴心受力构件和拉弯压弯构件的计算.docx

钢结构轴心受力构件和拉弯压弯构件的计算.docx

《钢结构轴心受力构件和拉弯压弯构件的计算.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《钢结构轴心受力构件和拉弯压弯构件的计算.docx（14页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

钢结构轴心受力构件和拉弯压弯构件的计算

钢结构轴心受力构件和拉弯压弯构件的计算

第一节轴心受力构件

　　第5.1.1条　轴心受拉构件和轴心受压构件的强度，除摩擦型高强度螺栓连接处外，应按下式计算：

式中N——轴心拉力或轴心压力；An——净截面面积。

摩擦型高强度螺栓连接处的强度应按下列公式计算：

式中ｎ——在节点或拼接处，构件一端连接的高强度螺栓数目；n1——所计算截面（最外列螺栓处）上高强度螺栓数目；A——构件的毛截面面积。

　　第5.1.2条　实腹式轴心受压构件的稳定性应按下式计算：

式中φ——轴心受压构件的稳定系数，应根据表5.1.2的截面分类并按附录三采用。

　　第5.1.3条　格构式轴心受压构件的稳定性仍应按公式（5.1.2）计算，但对虚轴（图5.1.3ａ的ｘ轴和图5.1.3ｂ、ｃ的ｘ轴和ｙ轴）的长细比应取换算长细比。

换算长细比应按下列公式计算：

　　一、双肢组合构件（图5.1.3ａ）：

式中λx——整个构件对x轴的长细比；λl——分歧对最小刚度轴1—1的长细比，其计算长度取为：

焊接时，为相邻两缀板的净距离；螺栓连接时，为相邻两缀板边缘螺栓的距离；Alx——构件截面中垂直于x轴的各斜缀条毛截面面积之和。

　　二、四肢组合构件（图5.1.3b）；

式中λy——整个构件对ｙ轴的长细比；Aly——构件截面中垂直于y轴的各叙缀条毛截面面积之和。

　　三、缀件为缀条的三肢组合构件（图5.1.3c）：

式中A1——构件截面中各斜缀条毛截面面积之和；

　　注：

①缀板的线刚度应符合第８．４．１条的规定。

　　　　②斜缀条与构件轴线间的夹角应在４０°～７０°范围内。

第5.1.4条　对格构式轴心受压构件：

当缀件为缀条时，其分肢的长细比λ1不应大于构件两方向长细比（对虚轴取换算长细比）的较大值λmax的0.7倍，当缀件为缀板时，λ1不应大于40，并不应大于λmax的0.5倍（当λmax＜50时，取λmax＝50）。

　　第5.1.5条　用填板连接而成的双角钢或双槽钢构件，可按实腹式构件进行计算，但填板间的距离不应超过下列数值：

　　　　　　　　受压构件               40i

　　　　　　　　受拉构件               80i

　　　　i为截面回转半径，应按下列规定采用：

　　　　一、当为图5.1.5α、b所示的双角钢或双槽钢截面时，取一个角钢或一个槽钢与填板平行的形心轴的回转半径；

　　　　二、当为图5.1.5c所示的十字形截面时，取一个角钢的最小回转半径。

受压构件的两个侧向支承点之间的填板数不得少于两个。

　　第5.1.6条　轴心受压构件应按下式计算剪力：

               剪力v值可认为沿构件全长不变。

对格构式轴心受压构件，剪力v应由承受该剪力的缀材面（包括用整体板连接的面）分担。

　　第5.1.7条　用作减小轴心受压构件自由长度的支撑，其轴心力应根据被支承构件的剪力v（作为侧向力）确定。

v可按公式（5.1.6）计算。

第二节拉弯构件和压弯构件

　　第5.2.1条　弯矩作用在主平面内的拉弯构件和压弯构件，其强度应按下列规定计算：

　　　一、承受静力荷载或间接承受动力荷载时，

式中Yx、Yy——截面塑性发展系数，应按表5.2.1采用。

　　　二、直接承受动力荷载时，仍应按公式（5.2.1）计算，但取Yx＝Yy＝1.0

　　第5.2.2条　弯矩作用在对称轴平面内（绕x轴）的实腹式压弯构件，其稳定性应按下列规定计算：

　　　一、弯矩作用平面内的稳定性：

（１）无横向荷载作用时：

βmx＝0.65＋0.35M2M1，但不得小于0.4，M1和M2为端弯矩，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（有反弯点）时取异号，M1≥M2；

（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，βmx＝1.0；使构件产生反向曲率时，βmx＝0.85；

（３）无端弯矩但有横向荷载作用时；当跨度中点有一个横向集中荷载作用时，βmx＝1－0.2N/NEx；其它荷载情况时，βmx＝1.0对于表5.2.1第3、4项中的单轴对称截面压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内且使较大翼缘受压时，除应按公式（5.2.2-1）计算外，尚应按下式计算：

式中W2x——对较小翼缘的毛截面抵抗矩。

二、弯矩作用平面外的稳定性：

式中φy——弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数；φb——均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数，对工字形和Ｔ形截面可按附录一第（五）项确定，对箱形截面可取φb＝1.4；Mx——所计算构件段范围内的最大弯矩；βtx——等效弯矩系数，应按下列规定采用：

１．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：

（１）所考虑构件段无横向荷载作用时：

βtx＝0.65+0.35M2M1，但不得小于0.4，M1和M2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，M1≥M2；

（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，βtx＝1.0；使构件段产生反向曲率时，βtx＝0.85；

（３）所考虑构件段内无端弯矩但有横向荷载作用时：

βtx＝1.0。

２．悬臂构件，βtx＝1.0。

　　注：

①无侧移框架系指框架中设有支撑架、剪力墙、电梯并等支撑结构，且共抗侧移刚度等于或大于框架本身抗侧移刚度的５倍者。

　　　　　②有侧移框架系指框架中未设上述支撑结构，或支撑结构的抗侧移刚度小于框架本身抗侧移刚度的５倍者。

　　第5.2.3条　弯矩绕虚轴（x轴）作用的格构式压弯构件，其弯矩作用平面内的整体稳定性应按下式计算：

式中Wlx＝Ix/Yo，Ix为x轴的毛截面惯性矩，Yo为由ｘ轴到压力较大分肢的轴线距离或者到压力较大分肢腹板边缘的距离，二者取较大者；φx、NEx由换算长细比确定。

弯矩作用平面外的整体稳定性可不计算，但应计算分肢的稳定性，分肢的轴心力应按桁架的弦杆计算。

对缀板柱的分肢尚应考虑由剪力引起的局部弯矩。

　　第5.2.4条　弯矩绕实轴作用的格构式压弯构件，其弯矩作用平面内和平面外的稳定性计算均与实腹式构件相同。

但在计算弯矩作用平面外的整体稳定性时，长细比应取换算长细比，φb应取1.0。

　　第5.2.5条　弯矩作用在两个主平面内的双轴对称实腹式工字形和箱形截面的压弯构件，其稳定性应按下列公式计算：

第5.2.6条　弯矩作用在两个主平面内的双肢格构式压弯构件，其稳定性应按下列规定计算：

　　第5.2.7条　计算格构式压弯构件的缀件时，应取构件的实际剪力和按公式（5.1.6）计算的剪力两者中的较大值进行计算。

　　第5.2.8条　用作减小压弯构件弯矩作用平面外计算长度的支撑，其轴心力应按公式（4.2.5）计算的侧向力确定，但式中Af为被支承构件的受压翼缘（对实腹式构件）或受压分肢（对格构式构件）的截面面积。

第三节 构件的计算长度和容许长细比

　　第5.3.1条　确定桁架弦杆和单系腹杆的长细比时，其计算长度ιo应按表5.3.1采用。

注：

①ｌ为构件的几何长度（节点中心间距离）；l1为桁架弦杆侧向支承点之间的距离。

   ②斜平面系指与桁架平面斜交的平面，适用于构件截面两主轴均不在桁架平面内的单角钢腹杆和双角钢十字形截面腹杆。

   ③无节点板的腹杆计算长度在任意平面内均取其等于几何长度。

当桁架弦杆侧向支承点之间的距离为节间长度的2倍（图5.3-1）且两节间的弦杆轴心压力有变化时，则该弦杆在桁架平面外的计算长度，应按下式确定（但不应小于0.5L1）：

N

桁架再分式腹杆体系的受压主斜杆及Ｋ形腹杆体系的竖杆等，在桁架平面外的计算长度也应按公式（5.3.1）确定（受拉主斜杆仍取l1）；在桁架平面内的计算长度则取节点中心间距离。

　　第5.3.2条　确定桁架交叉腹杆的长细比时，在桁架平面内的计算长度应取节点中心到交叉点间的距离；在桁架平面外的计算长度应按下列规定采用：

　　一、压杆

　　　　当相交的另一杆受拉，且两杆在交叉点均不中断0.5l当相交的另一杆受拉，两杆中有一杆在交叉点中断并以节点板搭接0.7l其它情况l

　　二、拉杆l

　　注：

①ｌ为节点中心间距离（交叉点不作为节点考虑）。

　　　　②当两交叉杆均受压时，不宜有一杆中断。

　　　　③当确定交叉腹杆中单角钢压杆斜平面内的长细比时，计算长度应取节点中心至交叉点的距离。

　　第5.3.3条　单层或多层框架等截面柱，在框架平面内的计算长度应等于该层柱的高度乘以计算长度系数μ。

对无侧移框架，μ值应按附表4.1确定；对有侧移框架，μ值应按附表4.2确定。

　　第5.3.4条　单层厂房框架下端刚性固定的阶形柱，在框架平面内的计算长度应按下列规定确定：

　　一、单阶柱：

　　１．下段柱的计算长度系数μ2：

当柱上端与横梁铰接时，等于按附表4.3（柱上端为自由的单阶柱）的数值乘以表5.3.4的折减系数；当柱上端与横梁刚接时，等于按附表4.4（柱上端可移动但不转动的单阶柱）的数值乘以表5.3.4的折减系数。

　　２．上段柱的计算长度系数μl，应按下式计算：

１．下段柱的计算长度系数μ3：

当柱上端与横梁铰接时，等于按附表4.5（柱上端为自由的双阶柱）的数值乘以表5.3.4的折减系数；当柱上端与横梁刚接时，等于按附表4.6（柱上端可移动但不转动的双阶柱）的数值乘以表5.3.4的折减系数。

　　２．上段柱和中段柱的计算长度系数μ1和μ2，应按下列公式计算：

式中η1、η2——参数，按附表4.5或附表4.6中的公式计算。

　　第5.3.5条　当计算框架的格构式柱和桁架式横梁的线刚度时，应考虑柱或横梁截面高度变化和缀件（或腹杆）变形的影响。

　　第5.3.6条　框架柱沿房屋长度方向（在框架平面外）的计算长度应取阻止框架平面外位移的支承点（柱的支座、吊车梁、托架以及支撑和纵梁的固定节点等）之间的距离。

　　第5.3.7条　受压构件的长细比不宜超过表5.3.7的容许值。

　　注：

桁架（包括空间桁架）的受压腹杆，当其内力等于或小于承载能力的50％时，容许长细比值可取为200。

　　第5.3.8条　受拉构件的长细比不宜超过表5.3.8的容许值。

　　注：

①承受静力荷载的结构中，可仅计算受拉构件在竖向平面内的长细比。

　　　　②在直接或间接承受动力荷载的结构中，计算单角钢受拉构件的长细比时，应采用角钢的最小回转半径；在计算单角钢交叉受拉杆件平面外的长细比时，应采用与角钢肢边平行轴的回转半径。

　　　　③中、重级工作制吊车桁架下弦杆的长细比不宜超过200。

　　　　④在设有夹钳吊车或刚性料耙吊车的厂房中，支撑（表中第２项除外）的长细比不宜超过300。

　　　　⑤受拉构件在永久荷载与风荷载组合作用下受压时，其长细比不宜超过250。

第四节 受压构件的局部稳定

　　第5.4.1条　在受压构件中，翼缘板自由外伸宽度b与其厚度t之比，应符合下列要求：

　　　一、轴心受压构件：

         式中λ——构件两方向长细比的较大值：

当λ＜30时，取λ＝30；当λ＞100时，

     取λ＝100。

     二、压弯构件：

      注：

见第4.3.9条的注。

　　第5.4.2条　在工字形截面的受压构件中，腹板计算高度ho与其厚度tw之比，应符合下列要求：

　　　一、轴心受压构件：

　　　式中λ——构件两方向长细比的较大值：

当λ＜30时，取λ＝30；当λ＞100时，

     取λ＝100。

　　　二、压弯构件：

　　第5.4.3条　在箱形截面的受压构件中，受压翼缘的宽厚比应符合第4.3.9条的要求。

箱形截面受压构件的腹板计算高度ho与其厚度tw之比，应符合下列要求：

　　　一、轴心受压构件，

第5.4.4条　在Ｔ形截面受压构件中，腹板高度与其厚度之比，不应超过下列数值：

λ和αｏ分别按第5.4.1条和第5.4.2条的规定采用。