钢结构稳定详解.pptx

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钢结构稳定性1、轴心受力构件22、受弯构件（梁）、受弯构件（梁）3、拉弯和压弯构件1、轴心受力构件轴心受力构件的破坏方式及计算内容轴心受力构件的破坏方式及计算内容轴心受力构件的破坏方式及计算内容轴心受力构件的破坏方式及计算内容拉杆拉杆拉杆拉杆压杆（柱）压杆（柱）压杆（柱）压杆（柱）强度计算强度计算强度计算强度计算控制长细比控制长细比控制长细比控制长细比强度计算强度计算强度计算强度计算整体稳定和局部稳定整体稳定和局部稳定整体稳定和局部稳定整体稳定和局部稳定控制长细比控制长细比控制长细比控制长细比构件的拉伸或压缩量很小，一般不算。

构件的拉伸或压缩量很小，一般不算。

构件的拉伸或压缩量很小，一般不算。

构件的拉伸或压缩量很小，一般不算。

1.11.11.11.1轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受拉构件一、强度一、强度一、强度一、强度二、刚度二、刚度二、刚度二、刚度uu单面连接单角钢轴拉强度计算时单面连接单角钢轴拉强度计算时单面连接单角钢轴拉强度计算时单面连接单角钢轴拉强度计算时ffff乘折减系数乘折减系数乘折减系数乘折减系数0.850.850.850.851.21.2实腹式轴心受压构件三局部稳定（工字型）局部稳定（工字型）四四刚度刚度二二整体稳定整体稳定一一强度强度截面无削弱可不验算强度。

热轧型钢可不验算局稳。

截面无削弱可不验算强度。

热轧型钢可不验算局稳。

构件应满足强度、整体稳定、局部稳定和刚度要求（1111）轴心受压构件的受力性能轴心受压构件的受力性能轴心受压构件的受力性能轴心受压构件的受力性能短柱短柱短柱短柱强度问题：

强度问题：

强度问题：

强度问题：

构件中构件中构件中构件中受力最大受力最大截面截面上的应力不超过材料强度设计值上的应力不超过材料强度设计值上的应力不超过材料强度设计值上的应力不超过材料强度设计值用净截面用净截面用净截面用净截面长柱长柱长柱长柱稳定问题稳定问题稳定问题稳定问题:

整体稳定整体稳定整体稳定整体稳定整个构件整个构件由稳定平衡过渡到不稳定平衡状态时由稳定平衡过渡到不稳定平衡状态时由稳定平衡过渡到不稳定平衡状态时由稳定平衡过渡到不稳定平衡状态时截面截面中的平均应力不超中的平均应力不超中的平均应力不超中的平均应力不超过材料临界压力设计值，实质为变形问题。

过材料临界压力设计值，实质为变形问题。

过材料临界压力设计值，实质为变形问题。

过材料临界压力设计值，实质为变形问题。

用毛截面用毛截面用毛截面用毛截面附：

（2222）理想轴心受压构件的整体稳定理想轴心受压构件的整体稳定理想轴心受压构件的整体稳定理想轴心受压构件的整体稳定理想轴心压杆：

理想轴心压杆：

假假定定杆杆件件完完全全挺挺直直、荷荷载载沿沿杆杆件件形形心心轴轴作作用用,杆杆件件在在受受荷荷之之前前无无初初始应力、初弯曲和初偏心始应力、初弯曲和初偏心,截面沿杆件是均匀的截面沿杆件是均匀的（等直杆）。

等直杆）。

此种杆件失稳此种杆件失稳,称为发生屈曲。

称为发生屈曲。

屈曲形式:

1）1）弯曲屈曲：

只发生弯曲变形,截面绕一个主轴旋转；2）2）扭转屈曲：

绕纵轴扭转;3）3）弯扭屈曲：

即有弯曲变形也有扭转变形。

弯曲屈曲：

双轴对称截面，单轴对称截面绕非对称轴；扭转屈曲：

十字形截面；弯扭屈曲：

单轴对称截面绕对称轴（槽钢，等边角钢），无对称轴。

22、受弯构件（梁）、受弯构件（梁）计算内容:

（1）

（1）梁截面的强度

（2）

（2）梁的整体稳定（3）（3）梁的局部稳定和腹板加劲肋设计（4）（4）梁的刚度挠度正应力剪应力一、抗弯强度在Mxx作用下在Mxx和Myy作用下Mxx、Myy-绕xx轴和yy轴的弯矩Wnxnx、Wnyny-对xx轴和yy轴的净截面模量2.1受弯构件（梁）强度二、抗剪强度V计算截面沿腹板平面作用的剪力；I毛截面惯性矩；tw腹板厚度；S中和轴以上毛截面对中和轴的面积矩；fv钢材的抗剪强度设计值。

三、梁的局部承压强度三、梁的局部承压强度lzz腹板的假定压力分布长度腹板的假定压力分布长度F集中荷载集中荷载（动荷考虑动力系数动荷考虑动力系数）；系数系数,重级工作制吊车轮压重级工作制吊车轮压1.35,1.35,其他其他1.01.0；A支承长度支承长度吊车轮压取吊车轮压取50mm50mm梁中部梁中部lzz=a+5+5hyy+2+2hRR梁端梁端lzz=a+2.5+2.5hyy+a11hhRR轨道高度，轨道高度，hyy自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离自梁顶面至腹板计算高度上边缘的距离四、梁在复杂应力作用下的强度计算四、梁在复杂应力作用下的强度计算组合梁腹板计算高度边缘处组合梁腹板计算高度边缘处,可能同时受较大的正应力、剪应力和局可能同时受较大的正应力、剪应力和局部压应力部压应力、cc、腹板根部同一点处同时产生的应力，腹板根部同一点处同时产生的应力，、cc拉为正，压为负拉为正，压为负1：

、cc同号取同号取1.11.1，异号取异号取1.21.2t1b（1111）梁整体稳定性）梁整体稳定性）梁整体稳定性）梁整体稳定性2.22.2整体稳定整体稳定（22）简支梁的整体稳定系数）简支梁的整体稳定系数）简支梁的整体稳定系数）简支梁的整体稳定系数焊接工字型和HH型钢梁轧制普通工字钢梁轧制普通槽钢梁见附表见附表1.101.10上述公式计算或查表所得上述公式计算或查表所得上述公式计算或查表所得上述公式计算或查表所得时，修正为：

时，修正为：

时，修正为：

时，修正为：

关于中参数确定梁侧向支撑点间对截面弱轴的长细比梁侧向支撑点间对截面弱轴的长细比上述公式可用于计算双轴对成等截面工字型（含上述公式可用于计算双轴对成等截面工字型（含上述公式可用于计算双轴对成等截面工字型（含上述公式可用于计算双轴对成等截面工字型（含HHHH形钢）悬臂梁形钢）悬臂梁形钢）悬臂梁形钢）悬臂梁对受压翼缘毛截面的抵抗矩对受压翼缘毛截面的抵抗矩见附表见附表1.91.9，特别注意表下的，特别注意表下的66条注，尤其要理解注条注，尤其要理解注22。

（3333）可不必计算梁整体稳定性的情况（条件）可不必计算梁整体稳定性的情况（条件）可不必计算梁整体稳定性的情况（条件）可不必计算梁整体稳定性的情况（条件）uu梁上铺板能阻止梁受压翼缘的侧向位移时梁上铺板能阻止梁受压翼缘的侧向位移时梁上铺板能阻止梁受压翼缘的侧向位移时梁上铺板能阻止梁受压翼缘的侧向位移时uu工字型和工字型和工字型和工字型和HH型钢梁型钢梁型钢梁型钢梁小于附表小于附表小于附表小于附表1.81.8的规定时的规定时的规定时的规定时uu箱形截面简支梁箱形截面简支梁箱形截面简支梁箱形截面简支梁且且且且时（一般多可满足）时（一般多可满足）时（一般多可满足）时（一般多可满足）（4444）梁整体稳定性的近似计算）梁整体稳定性的近似计算）梁整体稳定性的近似计算）梁整体稳定性的近似计算只适用于压弯构件，但不能用于受弯构件只适用于压弯构件，但不能用于受弯构件只适用于压弯构件，但不能用于受弯构件只适用于压弯构件，但不能用于受弯构件（55）梁整体稳定性的其它问题）梁整体稳定性的其它问题）梁整体稳定性的其它问题）梁整体稳定性的其它问题梁端梁端梁端梁端“夹支夹支夹支夹支”，绕，绕，绕，绕yy轴转动受约束时稳定性的提高不考虑轴转动受约束时稳定性的提高不考虑轴转动受约束时稳定性的提高不考虑轴转动受约束时稳定性的提高不考虑梁上有多种荷载类型查不到梁上有多种荷载类型查不到梁上有多种荷载类型查不到梁上有多种荷载类型查不到bb时时时时梁变截面梁变截面梁变截面梁变截面一一、翼缘板的允许宽厚比、翼缘板的允许宽厚比第第66章在讲轴心受压构件板件的局部稳定时有下式和均布压力章在讲轴心受压构件板件的局部稳定时有下式和均布压力2.32.3梁的局部稳定和腹板加劲肋设计梁的局部稳定和腹板加劲肋设计若不考虑翼缘板上应力的变化，若不考虑翼缘板上应力的变化，梁为弹性工作（不考虑塑性发展）时梁为弹性工作（不考虑塑性发展）时梁为弹塑工作（考虑塑性发展）梁为弹塑工作（考虑塑性发展）时时翼缘板外伸长度与厚度之比分别需满足：

翼缘板外伸长度与厚度之比分别需满足：

塑性发展系数取塑性发展系数取11时时塑性发展系数取塑性发展系数取11时时支承加劲肋：

用于支座和集中力作用处支承加劲肋：

用于支座和集中力作用处中间加劲肋中间加劲肋加劲肋加劲肋横向加劲肋：

多数板梁需设置横向加劲肋：

多数板梁需设置纵向加劲肋：

纵向加劲肋：

hh00/t/tww较大，且正应力较大时较大，且正应力较大时短加劲肋：

短加劲肋：

hh00/t/tww较大，正应力、局压应力较大较大，正应力、局压应力较大二、工字形截面（含二、工字形截面（含HH形截面）腹板的加劲肋布置形截面）腹板的加劲肋布置腹板高厚比腹板高厚比hh00/t/tww超过限值时，通过加中间加劲肋来保证腹板的局部超过限值时，通过加中间加劲肋来保证腹板的局部稳定性。

稳定性。

梁腹板中不同位置处的应力性质差异较大，其临界应力不同，需梁腹板中不同位置处的应力性质差异较大，其临界应力不同，需设置的加劲肋也有区别。

设置的加劲肋也有区别。

腹板局部稳定的验算：

腹板局部稳定的验算：

求各种荷载单独作用下的临界应力求各种荷载单独作用下的临界应力给出它们同时作用下的给出它们同时作用下的临界条件临界条件验算各区格的局部稳定性验算各区格的局部稳定性支座和受较大固定集中力处宜设支承加劲肋；H0应取腹板受压区高度hc的2倍；纵向加劲肋设在hc的中部或偏上；减小横向加劲肋间距不能提高弯曲应力作用下腹板的局部稳定性梁腹板加劲肋的设计梁腹板加劲肋的设计

（1）、腹板加劲肋的设置

（2）、腹板中间加劲肋的计算和构造

（2）横向加劲肋间距0.5h02h0（h0/tw小于100可2.5h0）。

（3）腹板同时设横向加劲肋和纵向加劲肋，相交处切断纵肋,横肋连续，纵横加劲肋均应保证一定的惯性矩。

（4）为避开焊缝，加劲肋需切角（5）横向加劲肋与腹板和受压翼缘焊，可不与受拉翼缘焊，受动力荷载作用时在受拉翼缘处提前切断。

（1）用Q235钢，双侧对称配置（单侧配则加强），截面应有足够刚度。

（3）、腹板的支承加劲肋按承受的集中荷载或支座反力

（1）按轴心受压构件计算其在腹板平面外的稳定性。

（2）按进行加劲肋局部承压或连接计算。

1.平面外稳定验算2.端部承压计算3.支承加劲肋与腹板的角焊缝连接三、同时配横向和纵向加劲肋的腹板区格局部稳定验算三、同时配横向和纵向加劲肋的腹板区格局部稳定验算IIIIIIaahh22hh00hh1122IIIIII正常使用极限状态要求：

（P260）因为在正常使用状态，荷载小于极限状态时的值，结构一般处于弹性状态，d可按弹性方法进行计算。

受弯构件的变形能力受弯构件的变形能力当构件设计要求塑性应力重分布，或必须考虑地震作用引起的弹塑性变形时，要求构件有足够的变形能力。

这时，必须防止构件发生弹性失稳。

2.42.4受弯构件的挠度计算受弯构件的挠度计算3、拉弯和压弯构件计算内容:

（1）强度

（2）整体稳定：

弯矩作用平面内弯曲失稳，平面外弯扭屈曲（3）局部稳定3.13.1拉弯构件和压弯构件的强度拉弯构件和压弯构件的强度压弯（拉弯）构件xxNeAfAwAf矩形截面矩形截面+弹性阶段弹性阶段弹塑性弹塑性全塑性全塑性在M和N不大时截面处于弹性状态强度承载能力极限状态：

荷载使全截面进入塑性（形成塑性铰）形成塑性铰时，轴力NN与弯矩MM的相关性如右上图规范实质上按部分截面进入塑性（弹塑性）来验算强度3.23.2实腹式单向压弯构件平面内稳定较大受压翼缘毛截面弹性抵抗矩式中：

为考虑抗力分相系数后的欧拉临界力弯矩作用平面内的轴心受压构件稳定系数对实腹式压弯构件，截面可发展一定塑性，规范采用下列公式：

对实腹式压弯构件，截面可发展一定塑性，规范采用下列公式：

压弯构件的最大弯距设计值；压弯构件的最大弯距设计值；vyxz等效弯矩系数（11）悬臂构件，）悬臂构件，（22）框架柱和两端有支撑的构件）框架柱和两端有支撑的构件无横向荷载无横向荷载M1和和M2为端弯矩，使构件件产生同向曲率取同号，为端弯矩，使构件件产生同向曲率取同号，使构件产生反向曲率时取异号，使构件产生反向曲率时取异号，使构件产生同向曲率时，使构件产生同向曲率时，使构件产生反向曲率时，使构件产生反向曲率时，无端弯矩但有横向荷载作用时，无端弯矩但有横向荷载作用时，有端弯矩和横向荷载有端弯矩和横向荷载NNM1M2NNM1M2单轴对称截面（单轴对称截面（TT型钢、双角钢型钢、双角钢TT形截面），当弯矩作用在对称轴形截面），当弯矩作用在对称轴平面内，且使较大翼缘受压时，有可能在受拉侧首先出现塑性，按平面内，且使较大翼缘受压时，有可能在受拉侧首先出现塑性，按下列相关公式进行补充验算下列相关公式进行补充验算:

受拉侧最外纤维的毛截面抵抗矩；受拉侧最外纤维的毛截面抵抗矩；xxxxfy压压拉拉构件在平面外失稳时发生侧扭屈曲，其临界条件可根据N/NyM/Mcr的相关曲线偏安全的采用：

3.33.3实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面外的稳定实腹式单向压弯构件在弯矩作用平面外的稳定平面外失稳平面外失稳yxz将代入相关式，并考虑非等弯矩和截面等因素得平面外稳定计算公式：

弯距作用平面外轴心受压构件的稳定系数；所计算构件段范围内的最大弯距设计；均匀弯曲梁的整体稳定系数。

截面影响系数，箱形截面取0.7，其他截面取1.0等效弯矩系数；3.4实腹式向压弯构件的局部稳定实腹式向压弯构件的局部稳定一、工字形截面和箱形截面的受压翼缘板一、工字形截面和箱形截面的受压翼缘板一、工字形截面和箱形截面的受压翼缘板一、工字形截面和箱形截面的受压翼缘板工字形截面翼缘板工字形截面翼缘板工字形截面翼缘板工字形截面翼缘板自由外伸宽度与其厚度自由外伸宽度与其厚度自由外伸宽度与其厚度自由外伸宽度与其厚度之比应符合：

之比应符合：

之比应符合：

之比应符合：

hhhhwwbb11厚tw厚t箱形截面受压翼缘板箱形截面受压翼缘板箱形截面受压翼缘板箱形截面受压翼缘板在两腹板间的无支宽在两腹板间的无支宽在两腹板间的无支宽在两腹板间的无支宽度与其厚度之比应符合：

度与其厚度之比应符合：

度与其厚度之比应符合：

度与其厚度之比应符合：

塑性发展系数取塑性发展系数取塑性发展系数取塑性发展系数取1111时时时时塑性发展系数取塑性发展系数取塑性发展系数取塑性发展系数取1111时时时时hhhhwwbb00厚t二、工字形截面和箱形截面的腹板二、工字形截面和箱形截面的腹板二、工字形截面和箱形截面的腹板二、工字形截面和箱形截面的腹板（1111）工字形截面和箱形截面的腹板高厚比限值为：

）工字形截面和箱形截面的腹板高厚比限值为：

）工字形截面和箱形截面的腹板高厚比限值为：

）工字形截面和箱形截面的腹板高厚比限值为：

hhhh00ttwwmaxmaxminmin应力梯度腹板计算高度边缘的最大压应力腹板计算高度另一边缘相应的应力，压应力取正，拉应力取负构件在弯距作用平面内的长细比，当时，取，当时，取

（2）箱形截面压弯构件腹板受力与工字形截面相同，但考虑到其腹板边缘嵌固不如工字形截面。

乘0.80.8，但不小于对单向压弯构件，根据其达到承载能力极限状态的破坏形式，应计算其强度、弯矩作用平面内的稳定、弯矩作用平面外的稳定和组成构件的局部稳定。

当为格构式构件时还应计算分肢的稳定。

为了保证其正常使用，则应验算构件的长细比。

对两端支承的压弯构件跨间作用有横向荷载时，还应验算其挠度。

对拉弯构件，一般只需要计算其长细比和强度，不需要计算其稳定。

但在拉弯构件所受弯矩较大而拉力较小时，由于作用已接近受弯构件，就需要验算其整体稳定;在拉力和弯矩作用下出现翼缘板受压时，也需验算翼缘板的局部稳定。

谢谢观看谢谢观看