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1、病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程第四章第四章 构件稳定构件稳定钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure1、轴心受压构件的整体和局部稳定、轴心受压构件的整体和局部稳定2、受弯构件的整体和局部稳定、受弯构件的整体和局部稳定3、压弯构件的稳定和截面设计、压弯构件的稳定和截面设计病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStruc
2、ture4.1.1轴心受压构件的整体失稳现象轴心受压构件的整体失稳现象4.1 轴心受压构件的整体稳定轴心受压构件的整体稳定无缺陷的轴心受压构件在压力较小时，只有轴向压缩变形，并保持无缺陷的轴心受压构件在压力较小时，只有轴向压缩变形，并保持直线平衡状态。此时如果有干扰力（或荷载继续加大）使构件产生微直线平衡状态。此时如果有干扰力（或荷载继续加大）使构件产生微小弯曲，当撤去干扰力（或荷载），构件将恢复到原来的直线平衡状小弯曲，当撤去干扰力（或荷载），构件将恢复到原来的直线平衡状态，态，则此构件处于稳定平衡状态则此构件处于稳定平衡状态；若构件不能恢复到原来的直线平衡；若构件不能恢复到原来的直线平衡状
3、态，状态，则此构件处于不稳定平衡状态则此构件处于不稳定平衡状态。第四章第四章 构件稳定构件稳定我们研究的内容就是找出从稳定平衡状态过渡到不稳定平衡状态之我们研究的内容就是找出从稳定平衡状态过渡到不稳定平衡状态之间的临界状态，并将构件控制在临界状态之内，那么构件就是稳定的。间的临界状态，并将构件控制在临界状态之内，那么构件就是稳定的。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.1.2稳定分类稳定分类4.1 轴心受压构件的整体稳定轴心受
4、压构件的整体稳定稳定分岔失稳：屈曲后仍可承载稳定分岔失稳：屈曲后仍可承载 （轴心受力构件）（轴心受力构件）不稳定分岔失稳：屈曲后不可继续承载（压弯构件）不稳定分岔失稳：屈曲后不可继续承载（压弯构件）跃越屈曲：薄壁壳体容易发生跃越屈曲：薄壁壳体容易发生第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure无缺陷的轴心受压构件（双轴对称的工型截面）通常发生无缺陷的轴心受压构件（双轴对称的工型截面）通常发生弯曲失稳弯曲失稳
5、，构件的变形发生了性质上的变化，即构件由直线形式改变为弯曲形式，构件的变形发生了性质上的变化，即构件由直线形式改变为弯曲形式，且这种变化带有突然性。且这种变化带有突然性。对某些抗扭刚度较差的轴心受压构件（十字形截面），当轴心压力达对某些抗扭刚度较差的轴心受压构件（十字形截面），当轴心压力达到临界值时，稳定平衡状态不再保持而发生微扭转。当轴心力在稍微到临界值时，稳定平衡状态不再保持而发生微扭转。当轴心力在稍微增加，则扭转变形迅速增大而使构件丧失承载能力，这种现象称为增加，则扭转变形迅速增大而使构件丧失承载能力，这种现象称为扭扭转失稳转失稳。截面为单轴对称（截面为单轴对称（T T形截面）的轴心受压
6、构件绕对称轴失稳时，由于形截面）的轴心受压构件绕对称轴失稳时，由于截面形心和剪切中心不重合，在发生弯曲变形的同时必然伴随有扭转截面形心和剪切中心不重合，在发生弯曲变形的同时必然伴随有扭转变形，这种现象称为变形，这种现象称为弯扭失稳弯扭失稳。轴心受压构件的三种整体失稳状态轴心受压构件的三种整体失稳状态第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.1.2无缺陷轴心受压构件的屈曲无缺陷轴心受压构件的屈曲理想轴心
7、受压构件理想轴心受压构件（1 1）杆件为等截面理想直杆；）杆件为等截面理想直杆；（2 2）压力作用线与杆件形心轴重合；）压力作用线与杆件形心轴重合；（3 3）材料为匀质，各项同性且无限弹性，符合虎克定律；）材料为匀质，各项同性且无限弹性，符合虎克定律；（4 4）构件无初应力，节点铰支。）构件无初应力，节点铰支。1、弹性弯曲屈曲、弹性弯曲屈曲欧欧拉拉（EulerEuler）早早在在17441744年年通通过过对对理理想想轴轴心心压压杆杆的的整整体体稳稳定定问问题题进进行行的的研研究究，当当轴轴心心力力达达到到临临界界值值时时，压压杆杆处处于于屈屈曲曲的的微微弯弯状状态态。在在弹弹性性微微弯弯状状
8、态态下下，根根据据外外力力矩矩平平衡衡条条件件，可可建建立立平平衡衡微微分分方方程程，求解后得到了著名的求解后得到了著名的欧拉临界力欧拉临界力和和欧拉临界应力欧拉临界应力。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure方程通解：方程通解：临界力：临界力：临界应力：临界应力：临界应力：临界应力：欧拉公式：欧拉公式：第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一
9、定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructureNcr欧拉临界力，常计作欧拉临界力，常计作NE E欧拉临界应力，欧拉临界应力，E材料的弹性模量材料的弹性模量A压杆的截面面积压杆的截面面积 杆件长细比（杆件长细比（ =l0/i）i回转半径（回转半径（i2=I/A）m-m-构件的计算长度系数构件的计算长度系数l-构件的几何长度构件的几何长度1 1、理想轴心受压构件弯曲屈曲临界力随抗弯刚度的增加和构件长度、理想轴心受压构件弯曲屈曲临界力随抗弯刚度的增加和构件长度的减小而增大；的减小而增大； 2 2、当构件两端为其
10、它支承情况时，通过杆件计算长度的方法考虑。、当构件两端为其它支承情况时，通过杆件计算长度的方法考虑。 第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure 实际结构往往是非弹性的，有一定的挠度，有一定的荷载偏心。实际结构往往是非弹性的，有一定的挠度，有一定的荷载偏心。 因此结构稳定承载能力的确定，应该考虑几何缺陷和力学缺陷对整体因此结构稳定承载能力的确定，应该考虑几何缺陷和力学缺陷对整体结构做弹塑性二阶分析。结构做
11、弹塑性二阶分析。第四章第四章 构件稳定构件稳定力学缺陷：初始应力（残余应力），力学参数（弹性模量）力学缺陷：初始应力（残余应力），力学参数（弹性模量）几何缺陷：初挠度，初偏心几何缺陷：初挠度，初偏心病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.1.3力学缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响力学缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响1.1.残余应力的产生和分布规律残余应力的产生和分布规律A、产生的原因 焊接时的不均匀加热和冷却； 型钢热轧后的不均
12、匀冷却； 板边缘经火焰切割后的热塑性收缩； 构件冷校正后产生的塑性变形。B、测量采用锯割法。第四章第四章 构件稳定构件稳定C、残余应力对轴心受力构件的影响强度：无影响刚度：降低稳定承载力：降低病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrincipleso
13、fSteelStructure实际轴心受压构件的整体稳定计算实际轴心受压构件的整体稳定计算轴心受压构件不发生整体失稳的条件为，轴心受压构件不发生整体失稳的条件为，截面应力不大于临界应力，截面应力不大于临界应力，并考虑抗力分项系数并考虑抗力分项系数 R R后，即为：后，即为：（4.234.23）（4.234.23）N轴心压力设计值轴心压力设计值A构件毛截面面积构件毛截面面积 轴轴心心受受压压构构件件整整体体稳稳定定系系数数，可可根根据据表表4.4(a) 和和表表4.4(b)的截面分类和构件长细比，按附录的截面分类和构件长细比，按附录7附表附表7.17.4查出。查出。材料抗压设计强度材料抗压设计强
14、度第四章第四章 构件稳定构件稳定4.1.5实际轴心受压构件的稳定承载力计算方法实际轴心受压构件的稳定承载力计算方法病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure图图4.2.12轴心受压轴心受压构件的局部失稳构件的局部失稳在外压力作用下，截面的某些部分（板在外压力作用下，截面的某些部分（板件），不能继续维持平面平衡状态而产件），不能继续维持平面平衡状态而产生凸曲现象，称为生凸曲现象，称为局部失稳局部失稳。局部失稳。局部失稳会降低构件的承载力
15、。会降低构件的承载力。4.1.6轴心受压实腹构件的局部稳定轴心受压实腹构件的局部稳定第四章第四章 构件稳定构件稳定我国钢结构设计规范用限我国钢结构设计规范用限制板件宽厚比的方法来实制板件宽厚比的方法来实现局部稳定的设计准则。现局部稳定的设计准则。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure两种准则两种准则：一是使构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲，即：一是使构件应力达到屈服前其板件不发生局部屈曲，即局部屈曲临界力不低于屈服应力局部屈
16、曲临界力不低于屈服应力；二是不允许构件的局部失稳先于；二是不允许构件的局部失稳先于整体失稳发生。即整体失稳发生。即局部失稳的临界应力不低于整体失稳临界应力局部失稳的临界应力不低于整体失稳临界应力的的设计准则。也称设计准则。也称等稳定性准则等稳定性准则。 实腹式轴心受压构件的板件应满足实腹式轴心受压构件的板件应满足 式式4.107转变成对板件宽厚比的限值，则变为：转变成对板件宽厚比的限值，则变为： 2轴心受压构件局部稳定的计算方法轴心受压构件局部稳定的计算方法1.确定板件宽（高）确定板件宽（高）厚比限值的准则厚比限值的准则第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内
17、环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure将各种状况的将各种状况的 k、 、 代入代入，得到轴心受压实腹构件的板件的宽得到轴心受压实腹构件的板件的宽厚比限值厚比限值2.轴心受压构件板件宽（高）厚比限值轴心受压构件板件宽（高）厚比限值翼缘翼缘腹板腹板（1）工字形截面工字形截面第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofS
18、teelStructure长细比：长细比：-2508-25012yyxx第四章第四章 构件稳定构件稳定翼缘翼缘腹板腹板病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（2）T形截面形截面t tw wh h0 0翼缘翼缘热轧热轧T型钢型钢焊接焊接T型钢型钢腹板腹板（3）箱形截面箱形截面第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构
19、设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure例例4.1某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示，承受轴心压力设计值（包括自重）所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长，计算长度度l0x=6m，l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=315N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。定性。-2508-25012yyxx第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内
20、环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure惯性矩：惯性矩：回转半径：回转半径：1、截面及构件几何性质计算、截面及构件几何性质计算长细比：长细比：-2508-25012yyxx截面面积截面面积第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure2、整体稳定性验算、整体稳定性验算查表得：查表得：满足整体
21、稳定性要求。满足整体稳定性要求。其整体稳定承载力为：其整体稳定承载力为：截面关于截面关于x轴和轴和y轴都属于轴都属于b类，类，第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure轴心受压构件设计时应满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定的要轴心受压构件设计时应满足强度、刚度、整体稳定和局部稳定的要求。设计时为取得安全、经济的效果应遵循以下原则。求。设计时为取得安全、经济的效果应遵循以下原则。截面设计原则截面设计原则1.
22、等稳定性原则等稳定性原则杆件在两个主轴方向上的整体稳定承载力尽量接近。因此尽可能杆件在两个主轴方向上的整体稳定承载力尽量接近。因此尽可能使两个方向的稳定系数或长细比相等，以达到经济效果。使两个方向的稳定系数或长细比相等，以达到经济效果。2.宽肢薄壁宽肢薄壁在满足板件宽厚比限值的条件下，使截面面积分布尽量远离形心在满足板件宽厚比限值的条件下，使截面面积分布尽量远离形心轴，以增大截面惯性矩和回转半径，提高杆件的整体稳定承载力轴，以增大截面惯性矩和回转半径，提高杆件的整体稳定承载力和刚度。和刚度。4.2实腹式轴心受压构件的截面设计实腹式轴心受压构件的截面设计第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机
23、体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.制造省工制造省工在现有型钢不能满足要求的情况下，充分利用工厂自动焊接等现在现有型钢不能满足要求的情况下，充分利用工厂自动焊接等现代化设备制作，尽量减少工地焊接，以节约成本保证质量。代化设备制作，尽量减少工地焊接，以节约成本保证质量。选用选用能够供应的钢材规格。能够供应的钢材规格。3.连接方便连接方便一般选择开敞式截面，便于与其他构件进行连接。一般选择开敞式截面，便于与其他构件进行连接。轴心受压实腹柱宜
24、采用双轴对称截面。不对称截面的轴心压杆会发轴心受压实腹柱宜采用双轴对称截面。不对称截面的轴心压杆会发生弯扭失稳，往往不很经济。轴心受压实腹柱常用的截面形式有工生弯扭失稳，往往不很经济。轴心受压实腹柱常用的截面形式有工字形、管形、箱形等。字形、管形、箱形等。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.3.1实腹式截面选择实腹式截面选择设计截面时，首先要根据使用要求和上述原则选择截面形式，设计截面时，首先要
25、根据使用要求和上述原则选择截面形式，确定钢号，然后根据轴力设计值确定钢号，然后根据轴力设计值 N和两个主轴方向的计算长度和两个主轴方向的计算长度（l0x和和l0y）初步选定截面尺寸。具体步骤如下：初步选定截面尺寸。具体步骤如下： （2）求截面两个主轴方向所需的回转半径求截面两个主轴方向所需的回转半径 （1）确定所需的截面面积。确定所需的截面面积。假定长细比假定长细比 ，一般在，一般在50100范范围内，当轴力大而计算长度小时，围内，当轴力大而计算长度小时， 取较小值，反之取较大值。如取较小值，反之取较大值。如轴力很小轴力很小 可取容许长细比。根据可取容许长细比。根据 及截面分类查得及截面分类查
26、得 值，按下式值，按下式计算所需的截面面积计算所需的截面面积A。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure对于对于型钢截面型钢截面，根据，根据A、ix、iy查型钢表，可选择型钢的型号。对查型钢表，可选择型钢的型号。对于于焊接组合截面焊接组合截面，根据截面的回转半径，根据截面的回转半径（P339附表附表14）求截面轮廓尺求截面轮廓尺寸，即求高度寸，即求高度h和宽度和宽度b 。如对组合工字形截面表得如对组合工
27、字形截面表得（3 3）确定截面各板件尺寸）确定截面各板件尺寸 对于焊接组合截面，由对于焊接组合截面，由 A和和 h、b ，根据构造要求、局部，根据构造要求、局部稳定和钢材规格等条件，确定截面所有其余尺寸。稳定和钢材规格等条件，确定截面所有其余尺寸。 h0和和b宜取宜取10mm的倍数，的倍数，t和和tw宜取宜取2mm的倍数且应符合钢板规的倍数且应符合钢板规格，格，tw应比应比t小，但一般不小于小，但一般不小于4mm。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 Design
28、PrinciplesofSteelStructure截面验算截面验算（1）强度验算强度验算N轴心压力设计值；轴心压力设计值；An压杆的净截面面积；压杆的净截面面积；f钢材抗压强度设计值。钢材抗压强度设计值。（2 2）刚度验算）刚度验算 压杆长细比过大在杆件运输、安装和使用过程中易变形，压杆长细比过大在杆件运输、安装和使用过程中易变形，故需加以限制。故需加以限制。 第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure
29、N轴心压力设计值，轴心压力设计值，A构件毛截面面积，构件毛截面面积，材料设计强度材料设计强度 轴轴心心受受压压构构件件整整体体稳稳定定系系数数。按按不不同同公公式式计计算算。与与截截面面类类型型、构件长细比构件长细比 、所用钢种有关、所用钢种有关。（3 3）整体稳定验算）整体稳定验算（4 4）局部稳定验算）局部稳定验算对于热轧型钢截面，因板件的宽厚比较大，对于热轧型钢截面，因板件的宽厚比较大，可不进行局部可不进行局部稳定的验算。稳定的验算。翼缘翼缘腹板腹板第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程
30、钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure例例4.3如图所示一管道支架，其支柱的设计压力为如图所示一管道支架，其支柱的设计压力为N1600kN（设计值），柱两端铰接，钢材为（设计值），柱两端铰接，钢材为Q235，截面无孔削，截面无孔削弱弱，试设计此支柱的截面：，试设计此支柱的截面：用普通轧制工字钢，用普通轧制工字钢，用热轧用热轧H型钢，型钢，焊接工字形截面，翼缘板为火焰切割边焊接工字形截面，翼缘板为火焰切割边。xxxxyyyyN NN N解：支柱在两个方向的计算长解：支柱在两个方向的计算长度不相等故取图中所示的截面度不相等故取图中所示的截面朝
31、向，将强轴顺朝向，将强轴顺x轴方向，弱轴方向，弱轴顺轴顺y轴方向，这样柱轴在两轴方向，这样柱轴在两个方向的计算长度分别为个方向的计算长度分别为l0x=600cml0y=300cm第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure1.初选截面初选截面假定假定 90，对于热轧工字钢，当绕轴，对于热轧工字钢，当绕轴x失稳时属于失稳时属于a类截面类截面当当绕轴绕轴y失稳时属于失稳时属于b类截面类截面。一、热轧工字钢一、热
32、轧工字钢查附表查附表17.1得得查附表查附表17.2得得 需要的截面几何量为需要的截面几何量为第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure由附表中不可能选出同时满足由附表中不可能选出同时满足A、ix、iy的型号，可适当照顾到的型号，可适当照顾到A、iy进行选择，试选进行选择，试选I56a，A135.38cm2、ix=22.01cm、iy=3.18cm.2、截面验算、截面验算因截面无孔削弱，可不验算强度；又因
33、轧制工字钢的翼缘和腹因截面无孔削弱，可不验算强度；又因轧制工字钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行刚度和整体稳定验算。板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行刚度和整体稳定验算。满足要求满足要求第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure故整体稳定性满足要求。故整体稳定性满足要求。第四章第四章 构件稳定构件稳定附表17-2病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长
34、繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure由于热轧由于热轧H型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因型钢可以选用宽翼缘的形式，截面宽度较大，因而长细比的假设值可适当减小，假设而长细比的假设值可适当减小，假设 =60，对宽翼缘，对宽翼缘H型钢因型钢因b/h0.8，所以不论对，所以不论对x轴或轴或y轴均属类轴均属类b截面。截面。1、初选截面、初选截面二、热轧二、热轧H型钢型钢查附表查附表17.2得得 需要的截面几何量为需要的截面几何量为第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境
35、的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure由附表由附表4.2中试选中试选HW250250914A92.18cm2、ix=10.8cm、iy=6.29cm2、截面验算、截面验算因截面无孔削弱，可不验算强度；又因轧制钢的翼缘和腹板均因截面无孔削弱，可不验算强度；又因轧制钢的翼缘和腹板均较厚，可不验算局部稳定，只需进行刚度和整体稳定验算。较厚，可不验算局部稳定，只需进行刚度和整体稳定验算。故刚度满足要求故刚度满足要求第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体
36、内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure故整体稳定性满足要求故整体稳定性满足要求第四章第四章 构件稳定构件稳定附表17-2病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure假设假设 60，组合截面一般，组合截面一般b/h0.8不论对不论对x轴或轴或y轴均属轴均属b类类截面截面。1、初选截面、初选截面三、焊接工字钢三、焊接工
37、字钢查附表查附表17.2得得 需要的截面几何量为需要的截面几何量为第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure查附表对工字形截面查附表对工字形截面根据根据h=23cm，b=21cm，和计算的，和计算的A=92.2cm2，设计截面如下图。这设计截面如下图。这一步，不同设计者的差别较大。估计的尺寸一步，不同设计者的差别较大。估计的尺寸h、b只是一个参考，给只是一个参考，给出一个量的概念。设计者可根据钢材的规格与
38、经验确定截面尺寸。出一个量的概念。设计者可根据钢材的规格与经验确定截面尺寸。A=90cm2第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure因截面无孔削弱，可不验算强度。因截面无孔削弱，可不验算强度。故刚度满足要求故刚度满足要求（1）刚度和整体稳定验算）刚度和整体稳定验算2、截面验算、截面验算第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同
39、程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure故整体稳定性满足要求故整体稳定性满足要求（2）局部整体稳定验算）局部整体稳定验算故局部稳定性满足要求故局部稳定性满足要求第四章第四章 构件稳定构件稳定附表17-2病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure 由上述计算结果可知，采用热轧普通工字钢截面比热轧由上述计算结果可知，采用热轧普通工字钢截面比热轧H型钢型钢截面面积约大截
40、面面积约大46。尽管弱轴方向的计算长度仅为强轴方向计算。尽管弱轴方向的计算长度仅为强轴方向计算长度的长度的1/2，但普通工字钢绕弱轴的回转半径太小，因而支柱的承，但普通工字钢绕弱轴的回转半径太小，因而支柱的承载能力是由绕弱轴所控制的，对强轴则有较大富裕，经济性较差。载能力是由绕弱轴所控制的，对强轴则有较大富裕，经济性较差。对于热轧对于热轧H型钢，由于其两个方向的长细比比较接近，用料较经济，型钢，由于其两个方向的长细比比较接近，用料较经济，在设计轴心实腹柱时，宜优先选用在设计轴心实腹柱时，宜优先选用H型钢。焊接工字钢用钢量最少，型钢。焊接工字钢用钢量最少，但制作工艺复杂。但制作工艺复杂。比较上面
41、三种截面面积比较上面三种截面面积热轧工字型钢：热轧工字型钢：A135.38cm2热轧热轧H型钢：型钢：A=92cm2组合工字钢：组合工字钢：A=90cm2第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure轴心受力构件小结轴心受力构件小结实腹式构件和格构式构件实腹式构件和格构式构件格构式构件格构式构件实轴和虚轴实轴和虚轴缀条和缀板缀条和缀板轴轴心心受受力力构构件件轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受压构件轴心受压构件强度
42、强度（承载能力极限状态承载能力极限状态）刚度刚度（正常使用极限状态正常使用极限状态）强度强度刚度刚度（正常使用极限状态正常使用极限状态）稳定稳定（承载能力极限状态承载能力极限状态）轴心受力构件的设计轴心受力构件的设计第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件的强度计算轴心受力构件的强度计算1. 1. 截面无削弱截面无削弱2.有孔洞等削弱有孔洞等削
43、弱轴心受力构件采用螺栓连接时最危险净截面的计算轴心受力构件采用螺栓连接时最危险净截面的计算轴心受力构件的刚度计算（正常使用极限状态）轴心受力构件的刚度计算（正常使用极限状态）第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure轴心受压构件的整体稳定轴心受压构件的整体稳定无缺陷轴心受压构件的屈曲无缺陷轴心受压构件的屈曲1、弹性弯曲屈曲、弹性弯曲屈曲2、弹塑性弯曲屈曲、弹塑性弯曲屈曲第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体
44、侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure力学缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响力学缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲的影响1 1、残余应力影响下短柱的、残余应力影响下短柱的 曲线曲线残余应力对短柱应力应变曲线的影响是：降低了构件的比例极限；当外残余应力对短柱应力应变曲线的影响是：降低了构件的比例极限；当外荷载引起的应力超过比例极限后，残余应力使构件的平均应力应变曲线荷载引起的应力超过比例极限后，残余应力使构件的平均应力应变曲线变成非线性关系，同时减
45、小了截面的有效面积和有效惯性矩，从而降低了变成非线性关系，同时减小了截面的有效面积和有效惯性矩，从而降低了构件的稳定承载力。构件的稳定承载力。=N/AN/A0f fy yf fp prcrcf fy y- -rcrcABC第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure2 2、残余应力对构件稳定承载力的影响、残余应力对构件稳定承载力的影响fy0欧拉临界曲线欧拉临界曲线crxcrxcrycryE E仅考虑残余应力
46、仅考虑残余应力的柱子曲线的柱子曲线 p第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure构件几何缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲影响构件几何缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲影响1 1、构件初弯曲（初挠度）的影响、构件初弯曲（初挠度）的影响0.50v0 0=3mm=3mm1.0Ym/ 0 0v0 0=1mm=1mmv0 0=0=0ABBA有初弯曲的轴心受压构件的荷载挠度曲线如图，具有以下特点：有初弯曲的轴心受压构件的荷载挠度曲
47、线如图，具有以下特点： y和和Y与与 0 0成正比，随成正比，随N N的增大而加速增大；的增大而加速增大； 初弯曲的存在使初弯曲的存在使压杆承载力低于欧拉临界力压杆承载力低于欧拉临界力NE；当；当y趋于无穷时，趋于无穷时，N趋于趋于NEfyfy0欧拉临界曲线欧拉临界曲线对对x x轴轴仅考虑初弯曲的柱子曲线仅考虑初弯曲的柱子曲线对对y y轴轴x xx xy yy y crcr第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStru
48、cture 实际轴心受压构件的整体稳定实际轴心受压构件的整体稳定a、b、c、d四条柱子曲线四条柱子曲线病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure实际轴心受压构件的整体稳定计算公式实际轴心受压构件的整体稳定计算公式轴心受压构件整体稳定计算的构件长细比轴心受压构件整体稳定计算的构件长细比1、截面为双轴对称或极对称构件截面为双轴对称或极对称构件2 2、截面为单轴对称构件、截面为单轴对称构件3、单角钢截面和双角钢组合单角钢截面和双角钢组合T
49、T形截面可采取简化计算形截面可采取简化计算4、单轴对称的轴心受压构件在绕非对称轴以外的任意轴失单轴对称的轴心受压构件在绕非对称轴以外的任意轴失稳时，应按弯扭屈曲计算其稳定性。稳时，应按弯扭屈曲计算其稳定性。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure轴心受压实腹构件的局部稳定轴心受压实腹构件的局部稳定1均匀受压板件的屈曲均匀受压板件的屈曲板在弹性阶段的临界应力表达式为：板在弹性阶段的临界应力表达式为：考虑塑
50、性发展的临界应力表达式：考虑塑性发展的临界应力表达式：第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure2轴心受压构件局部稳定的计算方法轴心受压构件局部稳定的计算方法实腹式轴心受压构件的板件应满足实腹式轴心受压构件的板件应满足 我国钢结构设计规范用限制板件宽厚比的方法来实现局部稳定的设我国钢结构设计规范用限制板件宽厚比的方法来实现局部稳定的设计准则。计准则。翼缘翼缘腹板腹板工字形截面工字形截面第四章第四章 构件稳
51、定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure1截面设计原则截面设计原则等稳定性原则等稳定性原则宽肢薄壁宽肢薄壁实腹式轴心受压构件的截面设计实腹式轴心受压构件的截面设计制造省工制造省工连接方便连接方便2.截面选择截面选择（2）求截面两个主轴方向所需的回转半径求截面两个主轴方向所需的回转半径 （1）确定所需的截面面积。确定所需的截面面积。假定长细比假定长细比 根据根据 及截面分类查及截面分类查得得 值，按下式计算所需的截面面积值，
52、按下式计算所需的截面面积A。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure对于对于型钢截面型钢截面，根据，根据A、ix、iy查型钢表，可选择型钢的型号（附查型钢表，可选择型钢的型号（附录录8 8）。对于）。对于焊接组合截面焊接组合截面，根据截面的回转半径求截面轮廓尺寸，根据截面的回转半径求截面轮廓尺寸，即求高度即求高度h和宽度和宽度b 。（3 3）确定截面各板件尺寸）确定截面各板件尺寸 对于焊接组合截面，由对
53、于焊接组合截面，由 A和和 h、b ，根据构造要求、局部，根据构造要求、局部稳定和钢材规格等条件，确定截面所有其余尺寸。稳定和钢材规格等条件，确定截面所有其余尺寸。 h0和和b宜取宜取10mm的倍数，的倍数，t和和tw宜取宜取2mm的倍数且应符合钢板规的倍数且应符合钢板规格，格，tw应比应比t小，但一般不小于小，但一般不小于4mm。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure3截面验算截面验算（1）强度验算
54、强度验算N轴心压力设计值；轴心压力设计值；An压杆的净截面面积；压杆的净截面面积；f钢材抗压强度设计值。钢材抗压强度设计值。（2 2）刚度验算）刚度验算 第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructureN轴心压力设计值，轴心压力设计值，A构件毛截面面积，构件毛截面面积，材料设计强度材料设计强度 轴轴心心受受压压构构件件整整体体稳稳定定系系数数。按按不不同同公公式式计计算算。与与截截面面类类型型、构件长细比构件长
55、细比 、所用钢种有关、所用钢种有关。（3 3）整体稳定验算）整体稳定验算（4 4）局部稳定验算）局部稳定验算对于热轧型钢截面，因板件的宽厚比较大，可不进行局部稳对于热轧型钢截面，因板件的宽厚比较大，可不进行局部稳定的验算。定的验算。翼缘翼缘腹板腹板第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.4 4.4 梁的整体稳定梁的整体稳定4.4.1梁整体稳定的概念梁整体稳定的概念梁受横向荷载梁受横向荷载P作用，当作
56、用，当P增加到某一数值时，梁将在增加到某一数值时，梁将在截面承载力尚未充分发挥之前截面承载力尚未充分发挥之前突然偏离原来的弯曲变形平突然偏离原来的弯曲变形平面，发生侧向挠曲和扭转面，发生侧向挠曲和扭转，使梁丧失继续承载的能力，这，使梁丧失继续承载的能力，这种现象称为梁的种现象称为梁的整体失稳整体失稳，也称，也称弯扭失稳弯扭失稳或或侧向失稳侧向失稳。图图4.4.1工字形截面简支梁整体弯扭失稳工字形截面简支梁整体弯扭失稳第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 Desig
57、nPrinciplesofSteelStructureXXYY11XXYY图图4.4.1工字形截面简支梁整体弯扭失稳工字形截面简支梁整体弯扭失稳梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最梁维持其稳定平衡状态所承担的最大荷载或最大弯矩，称为大弯矩，称为临界荷载临界荷载或或临界弯矩临界弯矩。第四章第四章 构件稳定构件稳定加大梁的受压翼缘或在加大梁的受压翼缘或在梁的受压翼缘加支撑可梁的受压翼缘加支撑可提高梁的整体稳定性。提高梁的整体稳定性。梁可以看做是受拉构件和受压构件的组合体。梁可以看做是受拉构件和受压构件的组合体。受压翼缘其弱轴为受压翼缘其弱轴为1 -11 -1轴，但由于有腹板作连轴，但由于有腹板
58、作连续支承，（下翼缘和腹板下部均受拉，可以提续支承，（下翼缘和腹板下部均受拉，可以提供稳定的支承），压力达到一定值时，只有供稳定的支承），压力达到一定值时，只有绕绕y y轴屈曲轴屈曲，侧向屈曲后，弯矩平面不再和截面，侧向屈曲后，弯矩平面不再和截面的剪切中心重合，必然产生扭转。的剪切中心重合，必然产生扭转。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure为保证梁不发生整体失稳，梁的最大压应力不应大于临界弯矩为保证梁不发生整体失稳，梁的最大压应
59、力不应大于临界弯矩Mcr产生的的临界压应力产生的的临界压应力 cr，并考虑分项系数，并考虑分项系数。4.4.2梁整体稳定实用算法梁整体稳定实用算法1.1.单向受弯梁单向受弯梁 （4.58） 梁上翼缘的最大设计应力；梁上翼缘的最大设计应力；Mx对强轴弯曲的最大弯矩；对强轴弯曲的最大弯矩；Wx按受压翼缘确定的毛截面模量；按受压翼缘确定的毛截面模量； R抗力分项系数；抗力分项系数；f钢材的抗弯强度设计值（钢材的抗弯强度设计值（=fy/ R）；）； b梁的整体稳定系数梁的整体稳定系数第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不
60、同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.4.3双轴对称工字形截面简支梁纯弯作用下的整体稳定双轴对称工字形截面简支梁纯弯作用下的整体稳定1 1临界弯矩临界弯矩（1 1）基本假定）基本假定 1 1）弯矩作用在最大刚度平面，屈曲时钢梁处于弹性阶段；）弯矩作用在最大刚度平面，屈曲时钢梁处于弹性阶段； 2 2）梁端为夹支座（不能发生）梁端为夹支座（不能发生x,yx,y方向的位移，也不能发生绕方向的位移，也不能发生绕z z方向的转动（有侧向支撑，可发生绕方向的转动（有侧向支撑，可发生绕x,yx,y轴的转动）；梁端截面轴的转动）；
61、梁端截面不受约束，可自由翘曲。不受约束，可自由翘曲。 3 3）梁变形后，力偶矩与原来的方向平行）梁变形后，力偶矩与原来的方向平行( (梁的变形属小变形梁的变形属小变形范围范围) )。图图4.4.1工字形截面简支梁整体弯扭失稳工字形截面简支梁整体弯扭失稳第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure(4.50)双轴对称工字形截面，在纯弯曲作用下，梁整体失稳的临双轴对称工字形截面，在纯弯曲作用下，梁整体失稳的临界
62、弯矩界弯矩Mcr:第四章第四章 构件稳定构件稳定将将It，Iw w，E,G用具体的数值代入可得。用具体的数值代入可得。病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure临界应力临界应力:第四章第四章 构件稳定构件稳定将将为为215N/mm2代入得梁整体稳定系数代入得梁整体稳定系数病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrincip
63、lesofSteelStructure对于不同强度的钢材对于不同强度的钢材对于不同强度的钢材对于不同强度的钢材（4.604.60） y=l1/iy梁在侧向支点间，截面绕梁在侧向支点间，截面绕y-y轴的长细比；轴的长细比；l1受压翼缘侧向支承点间距离（梁的支座处视受压翼缘侧向支承点间距离（梁的支座处视为有侧向支承）；为有侧向支承）；iy梁毛截面对梁毛截面对y轴的截面回转半径；轴的截面回转半径；A梁的毛截面面积；梁的毛截面面积；h、t1梁截面全高、受压翼缘厚度；梁截面全高、受压翼缘厚度；第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖
64、，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure整体稳定系数整体稳定系数 b通用计算公式通用计算公式： b等效临界弯矩系数等效临界弯矩系数； 它主要考虑各种荷载种类和位置所对应的稳定系数与纯弯条件下稳定它主要考虑各种荷载种类和位置所对应的稳定系数与纯弯条件下稳定系数的差异；系数的差异；按附表按附表15采用。采用。（4.61） y=l1/iy梁在侧向支点间，截面绕梁在侧向支点间，截面绕y-y轴的长细比；轴的长细比；l1受压翼缘侧向支点间距离（梁的支座处视为有侧向支承）；受压翼缘侧向支点间距离（梁的支座处视为有侧向支承）；i
65、y梁毛截面对梁毛截面对y轴的截面回转半径；轴的截面回转半径；A梁的毛截面面积；梁的毛截面面积；h、t1梁截面全高、受压翼缘厚度；梁截面全高、受压翼缘厚度； b截面不对称修正系数。截面不对称修正系数。双轴对称工字形截面：双轴对称工字形截面： b=0单轴对称工字形截面取值见规范。单轴对称工字形截面取值见规范。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure当算得的当算得的 b0.6时，时，考虑初弯曲、加荷偏心及残余
66、应力等缺陷考虑初弯曲、加荷偏心及残余应力等缺陷考虑初弯曲、加荷偏心及残余应力等缺陷考虑初弯曲、加荷偏心及残余应力等缺陷的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著的影响，此时材料已进入弹塑性阶段，整体稳定临界力显著降低，降低，降低，降低，必须以必须以 b代替进行修正。代替进行修正。（4.62）轧制普通工字钢轧制普通工字钢根据钢号和侧向支承点间的距离，其根据钢号和侧向支承点间的距离，其 b值值直接由查表得到，当直接由查表得到，当 b值大于值大于0.60.6时，也需要进行修正。时，也需要
67、进行修正。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure1）荷载的类型；荷载的类型；2）荷载的作用位置；荷载的作用位置； 3）梁的侧向刚度梁的侧向刚度EIy、扭转刚度扭转刚度GIt、翘曲刚度翘曲刚度EI；4）受压翼缘的自由长度受压翼缘的自由长度l1；5）梁的支座约束程度。梁的支座约束程度。4.4.4影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施影响梁整体稳定的因素及增强梁整体稳定的措施 提高梁受压翼缘的侧向稳定性
68、是提高梁整体稳定的有效方法。较经济合理的方法是设置侧向支撑，减少梁受压翼缘的自由长度。1.1.影响梁整体稳定的因素影响梁整体稳定的因素2.2.增强梁整体稳定的措施增强梁整体稳定的措施1）增大受压翼缘的宽度增大受压翼缘的宽度；2）在受压翼缘设置侧向支撑在受压翼缘设置侧向支撑；3）当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面当梁跨内无法增设侧向支撑时，宜采取闭合箱形截面；4）增加梁两端的约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端不能发增加梁两端的约束提高其稳定承载力。采取措施使梁端不能发 生扭转。生扭转。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一
69、定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure补充补充. .荷载种类、作用位置及梁端和跨中约束对梁的整体稳定影荷载种类、作用位置及梁端和跨中约束对梁的整体稳定影响响（1 1）荷载种类的影响）荷载种类的影响表表4.3.1双轴对称工字形截面简支梁的弯扭屈曲系数双轴对称工字形截面简支梁的弯扭屈曲系数荷载种类纯弯作用纯弯作用均布荷载作用于形心均布荷载作用于形心集中力集中力作作用于形心用于形心k值值MMMMM从纯弯到均部荷载作用再到集中力作用，梁的整体稳定能力从纯弯到均部荷载作用再到集中力作用，梁的整体稳定能力逐次
70、提高。逐次提高。（2 2）梁端和跨中侧向约束的影响）梁端和跨中侧向约束的影响增加梁端和跨中侧向约束有利于提高梁的临界弯矩。增加梁端和跨中侧向约束有利于提高梁的临界弯矩。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（3）荷载作用点位置的影响荷载作用点位置的影响 荷载作用在剪心之上（上翼缘）加速屈曲，不利；荷载作用荷载作用在剪心之上（上翼缘）加速屈曲，不利；荷载作用在剪心之下（下翼缘）延缓屈曲，有利。在剪心之下
71、（下翼缘）延缓屈曲，有利。梁梁发发生生扭扭转转时时，作作用用在在上上翼翼缘缘的的荷荷载载P P对对弯弯曲曲中中心心产产生生不不利利的的附附加加扭扭矩矩PePe，使使梁梁的的扭扭转转加加剧剧，助助长长梁梁屈屈曲曲，从从而而降低了梁的临界荷载；降低了梁的临界荷载；荷荷载载作作用用在在下下翼翼缘缘，附附加加扭扭矩矩会会减减缓缓梁的扭转变形，提高梁的临界荷载。梁的扭转变形，提高梁的临界荷载。oeP oeP 第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrincipl
72、esofSteelStructure 4.4.6 不需验算梁的整体稳定的情况不需验算梁的整体稳定的情况 （1）H型钢或工字形截面简支梁受压翼缘自由长度型钢或工字形截面简支梁受压翼缘自由长度l1与其与其宽度宽度b1之比不超过下表所列数值时之比不超过下表所列数值时。H型钢或工字形截面简支梁不需验算整体稳定性的最大型钢或工字形截面简支梁不需验算整体稳定性的最大l1/b1值值第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructu
73、re（3 3）对箱形截面简支梁，当满足对箱形截面简支梁，当满足h/b06，且，且l1/b195（235/fy）时结构就不会丧失整体稳定。时结构就不会丧失整体稳定。图图4.4.5箱形截面箱形截面 （2 2）有有刚刚性性铺铺板板密密铺铺在在梁梁的的受受压压翼翼缘缘上上并并与与其其牢牢固固相相连连接接，能能阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。阻止梁受压翼缘侧向位移（截面扭转）时。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStr
74、ucture 例例4-5：某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都某简支梁，焊接工字形截面，跨度中点及两端都设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷设有侧向支承，可变荷载标准值及梁截面尺寸如图所示，荷载作用于梁的上翼缘，设梁的自重为载作用于梁的上翼缘，设梁的自重为1.57kN/m，材料为，材料为Q235，试计算此梁的整体稳定性。，试计算此梁的整体稳定性。解解：步骤步骤1判定是否要进行整体稳定的验算判定是否要进行整体稳定的验算梁受压翼缘自由长度梁受压翼缘自由长度l16m，l1/b1600272216，因此应计算梁的整体稳定。因此应计算梁的整体稳定。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原
75、体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure步骤步骤2计算梁的截面几何参数计算梁的截面几何参数梁截面几何参数：梁截面几何参数：Ix=4050106mm4，Iy32.8106mm4A=13800mm2，Wx570104mm3步骤步骤3计算梁的最大弯矩设计值计算梁的最大弯矩设计值第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理
76、 DesignPrinciplesofSteelStructure查表得：查表得： b=1.15；代入代入 b计算公式得：计算公式得： b=1.1520.6,需要修正，需要修正， b=0步骤步骤4计算整体稳定系数计算整体稳定系数步骤步骤5校核梁的整体稳定校核梁的整体稳定故梁的整体稳定可以保证故梁的整体稳定可以保证第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure 受弯构件在荷载作用下，受弯构件在荷载作用下，当荷载
77、达到某一值时，梁的腹当荷载达到某一值时，梁的腹板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形鼓曲，板和受压翼缘将不能保持平衡状态，发生出平面波形鼓曲，称为梁的称为梁的局部失稳局部失稳。梁的局部稳定问题，其实质是组成梁的。梁的局部稳定问题，其实质是组成梁的矩形薄板在各种应力的作用下的屈曲问题。矩形薄板在各种应力的作用下的屈曲问题。4.6.2 4.6.2 梁板件的局部稳定梁板件的局部稳定图图4.6.4局部失稳局部失稳现象现象受压翼缘屈曲受压翼缘屈曲腹板屈曲腹板屈曲第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理
78、过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure局部失稳的后果局部失稳的后果：恶化工作条件，降低构件的承载能力，动力荷载作用下易引恶化工作条件，降低构件的承载能力，动力荷载作用下易引起疲劳破坏。起疲劳破坏。还可能因为梁刚度不足，挠度过大，影响正常使用；钢结构还可能因为梁刚度不足，挠度过大，影响正常使用；钢结构表面锈蚀严重，耐久性差。表面锈蚀严重，耐久性差。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinc
79、iplesofSteelStructure4.6.2梁受压翼缘的局部稳定梁受压翼缘的局部稳定翼缘板受力较为简单，按翼缘板受力较为简单，按限制板件宽厚比限制板件宽厚比的方法来保证局部的方法来保证局部稳定性。稳定性。第四章第四章 构件稳定构件稳定强度计算考虑截面塑性发展时：强度计算考虑截面塑性发展时：强度计算不考虑截面塑性发展强度计算不考虑截面塑性发展（ x x=1.0=1.0）时时：病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure梁腹板受力复
80、杂，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法梁腹板受力复杂，厚度较小，主要承受剪力，采用加大板厚的方法来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。来保证腹板的局部稳定不经济，也不合理。一般采用加劲肋的方法一般采用加劲肋的方法来减小板件尺寸，来减小板件尺寸，防止腹板屈曲。防止腹板屈曲。从而提高局部稳定承载力。从而提高局部稳定承载力。4.6.3梁腹板的局部稳定梁腹板的局部稳定横向加劲肋横向加劲肋主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；主要防止剪应力和局部压应力作用下的腹板失稳；纵向加劲肋纵向加劲肋主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；主要防止弯曲压应力可能引起的腹板失稳；短加劲肋短加劲肋主要防止局
81、部压应力下的腹板失稳。主要防止局部压应力下的腹板失稳。纵向加劲肋纵向加劲肋横向加劲肋横向加劲肋短加劲肋短加劲肋第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure(p147)时，应配置横向加劲肋；时，应配置横向加劲肋；或按计算需要时，应在弯曲受压较大区格，加配纵向加劲肋。局部或按计算需要时，应在弯曲受压较大区格，加配纵向加劲肋。局部压应力很大的梁，应在受压区配置短加劲肋。压应力很大的梁，应在受压区配置短加劲肋。（4
82、）梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。）梁的支座处和上翼缘受有较大固定集中荷载处，宜设置支承加劲肋。（3）第四章第四章 构件稳定构件稳定4.4.梁腹板加劲肋设置原则梁腹板加劲肋设置原则病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure压弯构件弯矩作用平面内失稳压弯构件弯矩作用平面内失稳在在N和和M同时同时作用下，一开始构件就在弯矩作用平面内发生变作用下，一开始构件就在弯矩作用平面内发生变形，呈弯曲状态，当形，呈弯曲状态
83、，当N和和M同时增加到一定大小同时增加到一定大小时则到达极限状态，超过此极限状态，要维持内时则到达极限状态，超过此极限状态，要维持内外力平衡，只能减外力平衡，只能减小小N和和M。在弯矩作用平面内在弯矩作用平面内只产生只产生弯曲屈曲弯曲屈曲。图图4.5.1压弯构件的整体失稳压弯构件的整体失稳4.5实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算 4.5.1压弯构件整体失稳形式压弯构件整体失稳形式压弯构件弯矩作用平面外失稳压弯构件弯矩作用平面外失稳当构件在弯当构件在弯矩作用平面外没有足够的支撑以阻止其产生侧矩作用平面外没有足够的支撑以阻止其产生侧向位移和扭转时，构件
84、可能发生向位移和扭转时，构件可能发生弯扭屈曲弯扭屈曲而破而破坏，这种弯扭屈曲又称为压弯构件弯矩作用平坏，这种弯扭屈曲又称为压弯构件弯矩作用平面外的整体失稳。面外的整体失稳。双向压弯构件的失稳双向压弯构件的失稳同时产生双向弯曲变同时产生双向弯曲变形并伴随有扭转变形属形并伴随有扭转变形属弯扭失稳弯扭失稳。 第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure 4.5.2单向压弯构件弯矩作用平面内的整体稳定单向压弯构件弯
85、矩作用平面内的整体稳定确确定定压压弯弯构构件件弯弯矩矩作作用用平平面面内内极极限限承承载载力力的的方方法法可可分分为为两两类类，即即：极限荷载计算方法极限荷载计算方法和和相关公式方法相关公式方法。1.极限荷载计算法极限荷载计算法采用解析法或数值法直接求解压弯构件弯矩作用平面内的极限荷载。采用解析法或数值法直接求解压弯构件弯矩作用平面内的极限荷载。解析法解析法是在各种近似假定的基础上，通过理论方法求得构件在是在各种近似假定的基础上，通过理论方法求得构件在弯矩作用平面内极限荷载的解析解。弯矩作用平面内极限荷载的解析解。数值法数值法可以求得单一构件弯矩作用平面内极限承载力的数值解，可以求得单一构件弯
86、矩作用平面内极限承载力的数值解，可以考虑构件的几何缺陷和残余应力的影响，适用于各种边界可以考虑构件的几何缺陷和残余应力的影响，适用于各种边界条件以及弹塑性工作阶段，是最常用的方法。条件以及弹塑性工作阶段，是最常用的方法。2.相关公式计算法相关公式计算法即建立即建立轴力和弯矩相关公式轴力和弯矩相关公式来验算压弯构件弯矩作用平面内的极来验算压弯构件弯矩作用平面内的极限承载力。目前各国设计规范中压弯构件弯矩作用平面内整体稳限承载力。目前各国设计规范中压弯构件弯矩作用平面内整体稳定验算多采用相关公式法，利用定验算多采用相关公式法，利用边缘屈服准则边缘屈服准则，可以建立压弯构，可以建立压弯构件弯矩作用平
87、面内稳定计算的轴力和弯矩相关公式。件弯矩作用平面内稳定计算的轴力和弯矩相关公式。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure规范规定单向压弯构件弯矩作用平面内整体稳定验算公式为：规范规定单向压弯构件弯矩作用平面内整体稳定验算公式为：（4.75）3.压弯构件弯矩作用平面内整体稳定的计算公式压弯构件弯矩作用平面内整体稳定的计算公式a)冷弯薄壁型压弯构件和绕虚轴弯曲的格构式压弯构件冷弯薄壁型压弯构件和绕虚轴弯曲的
88、格构式压弯构件b)实腹式压弯构件和绕实轴弯曲的格构式压弯构件实腹式压弯构件和绕实轴弯曲的格构式压弯构件（4.85）c)对于单轴对称截面压弯构件，当弯矩作用在对称轴平面内且对于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，有可能在较小翼缘或无翼缘一侧产生较大使较大翼缘受压时，有可能在较小翼缘或无翼缘一侧产生较大的拉应力而出现破坏。对于这种情况，除按式的拉应力而出现破坏。对于这种情况，除按式(4.85)计算外，计算外，还应补充如下计算还应补充如下计算第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病
89、理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure（4.86）N验算截面处的轴力验算截面处的轴力A压弯构件的截面面积压弯构件的截面面积Mx验算截面处的弯矩验算截面处的弯矩 x截面塑性发展系数截面塑性发展系数W1,x、W2x最大受压纤维的毛截面模量和受压较小翼缘或无翼最大受压纤维的毛截面模量和受压较小翼缘或无翼缘端的毛截面模量缘端的毛截面模量 mx-等效弯矩系数等效弯矩系数第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 D
90、esignPrinciplesofSteelStructure1）悬臂构件和在内力分析中未考虑二阶效应的无支撑框架和）悬臂构件和在内力分析中未考虑二阶效应的无支撑框架和弱支撑框架柱弱支撑框架柱 mx=1.02）框架柱和两端支承的构件）框架柱和两端支承的构件无横向荷载作用时无横向荷载作用时 mx=0.65+0.35M1/M2，M1和和M2是构件两端的弯矩。是构件两端的弯矩。 M2 M1 。当两端弯矩。当两端弯矩使构件产生同向曲率时，取同号，反之取异号。使构件产生同向曲率时，取同号，反之取异号。有端弯矩和横向荷载同时作用时有端弯矩和横向荷载同时作用时使构件产生同向曲率，使构件产生同向曲率， mx=
91、1.0；产生反向曲率，产生反向曲率， mx=0.85。有关有关 mx取值，规范规定如下：取值，规范规定如下：无端弯矩有横向荷载作用时无端弯矩有横向荷载作用时： mx=1.0。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.5.3实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算1、单向压弯构件弯矩作用平面外整体稳定、单向压弯构件弯矩作用平面外整体稳定开开口口薄薄壁壁截截面面压压
92、弯弯构构件件的的抗抗扭扭刚刚度度及及弯弯矩矩作作用用平平面面外外的的抗抗扭扭刚刚度度通通常常较较小小，当当构构件件在在弯弯矩矩作作用用平平面面外外没没有有足足够够的的支支撑撑以以阻阻止止其其产产生生侧侧向向位位移移和和扭扭转转时时，构构件件可可能能发发生生弯弯扭扭屈屈曲曲而而破破坏坏，这这种种弯弯扭扭屈屈曲称为压弯构件弯矩作用平面外整体失稳。曲称为压弯构件弯矩作用平面外整体失稳。压弯构件弯矩作用平面外整体稳定计算公式压弯构件弯矩作用平面外整体稳定计算公式规范规定单向压弯构件弯矩作用平面外整体稳定验算公式为：规范规定单向压弯构件弯矩作用平面外整体稳定验算公式为：（4.96）第四章第四章 构件稳定
93、构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructureN验算截面处的轴力验算截面处的轴力A压弯构件的截面面积压弯构件的截面面积Mx计算构件段范围内计算构件段范围内(构件侧向支撑点间构件侧向支撑点间)的最大弯矩的最大弯矩 截面影响系数，箱形截面取截面影响系数，箱形截面取0.7，其他截面取，其他截面取1.0 y弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数，对单轴对称截弯矩作用平面外的轴心受压构件稳定系数，对单轴对称截面应考虑扭转效应，采用换算长细比确
94、定面应考虑扭转效应，采用换算长细比确定 b均匀弯曲的受弯构件的整体稳定系数按，对工形截面和均匀弯曲的受弯构件的整体稳定系数按，对工形截面和T形截面的非悬臂构件可按受弯构件整体稳定系数的近似公式计算形截面的非悬臂构件可按受弯构件整体稳定系数的近似公式计算(P117公式公式4-.63-67)；对闭口截面取；对闭口截面取1.0 tx-计算弯矩平面外稳定的等效弯矩系数计算弯矩平面外稳定的等效弯矩系数（4.96）第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinci
95、plesofSteelStructure所计算段内有端弯矩又有横向力作用所计算段内有端弯矩又有横向力作用产生相同曲率时，产生相同曲率时， tx=1.0；产生反向曲率时；产生反向曲率时 tx=0.851）在弯矩作用平面外有支承的构件，应根据两相邻支承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荷载和内力情况确定。点间构件段内荷载和内力情况确定。有关有关 tx取值按下列方法采用取值按下列方法采用所计算的段内无横向荷载作用所计算的段内无横向荷载作用 tx=0.65+0.35M2/M1所计算段内无端弯矩，但有横向力作用所计算段内无端弯矩，但有横向力作用 tx=1.0M1和和M2是构件两端
96、的弯矩。是构件两端的弯矩。 M2 M1 。当两端弯矩使构件。当两端弯矩使构件产生同向曲率时，取同号，反之取异号。产生同向曲率时，取同号，反之取异号。2）弯矩作用平面外为悬臂构件：弯矩作用平面外为悬臂构件： tx=1.0第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure 2双向压弯构件的稳定承载力计算双向压弯构件的稳定承载力计算规范规定，弯矩作用在两个主平面内的双轴对成实腹式规范规定，弯矩作用在两个主平面内的双轴对
97、成实腹式工字形截面和箱形截面的压弯构件，其稳定按下列公式工字形截面和箱形截面的压弯构件，其稳定按下列公式计算：计算：（a）（b）xyeyexx1y1eyxyexx1y1第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure4.6.3实腹式压弯构件的局部稳定实腹式压弯构件的局部稳定1受压翼缘板的宽厚比限值受压翼缘板的宽厚比限值实腹式压弯构件的板件与轴压和受弯构件的板件的受力相似，其实腹式压弯构件的板件与轴压和受弯构件的
98、板件的受力相似，其局部稳定也是采用限制板件的宽（高）厚比的办法来保证。局部稳定也是采用限制板件的宽（高）厚比的办法来保证。外伸翼缘板外伸翼缘板（P156）两边支承翼缘板两边支承翼缘板当构件强度和整体稳定不考虑截面塑性发展时，式（当构件强度和整体稳定不考虑截面塑性发展时，式（P156）可放宽）可放宽至：至：第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure图图4.6.3压弯构件腹压弯构件腹板弹性状态受力情况板弹性状
99、态受力情况maxminahw板厚板厚tw腹板受力较复杂。同时受不均匀压力和剪力的作用。腹板受力较复杂。同时受不均匀压力和剪力的作用。2腹板的高厚比限值腹板的高厚比限值腹板的局部稳定主要与压应力的不均腹板的局部稳定主要与压应力的不均匀分布的梯度有关。匀分布的梯度有关。 0应力梯度应力梯度 max腹板计算高度边缘的最大压应力腹板计算高度边缘的最大压应力 min腹板计算高度另一边缘相应的应力，腹板计算高度另一边缘相应的应力，压应力为正，拉应力为负压应力为正，拉应力为负 0( max- min)/ max（P154）（1）.工字形和工字形和H形截面的腹板形截面的腹板 规范规定工字形和规范规定工字形和H
100、 H形截面压弯构件腹板高厚比限值：形截面压弯构件腹板高厚比限值：（4.171）当当0 o1.6时时:第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure当当1.6 o2.0时时:（4.172） 构件在弯矩作用平面内的长细比；构件在弯矩作用平面内的长细比；当当 30时，取时，取 =30， 100时，取时，取 =100。(2).箱形截面的腹箱形截面的腹板板考虑到两块腹板可能受力不均，将按公式（考虑到两块腹板可能受力不均
101、，将按公式（4.171）和（）和（4.172）确定）确定的高厚比值乘的高厚比值乘0.8的折减系数。的折减系数。但不应小于但不应小于 。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure(3).T形截面的腹形截面的腹板板当当 01.0时时当当 01.0时时当弯矩作用在当弯矩作用在T形截面对称轴内并使腹板自由边受压时：形截面对称轴内并使腹板自由边受压时：当弯矩作用在当弯矩作用在T形截面对称轴内并使腹板自由边受拉时：形
102、截面对称轴内并使腹板自由边受拉时：第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure例题例题6.1：某压弯构件的简图、截面尺寸、受力和侧向支承情某压弯构件的简图、截面尺寸、受力和侧向支承情况如图所示，试验算所用截面是否满足强度、刚度和稳定性况如图所示，试验算所用截面是否满足强度、刚度和稳定性要求。钢材为要求。钢材为Q235钢，翼缘为焰切边；构件承受静力荷载设钢，翼缘为焰切边；构件承受静力荷载设计值计值F=100k
103、N和和N=900kN。第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure1.内力（设计值）内力（设计值）轴心力轴心力N=900kN弯弯矩矩 2.截面特性和长细比：截面特性和长细比： l0x=16m，l0y=8m刚度满足要求刚度满足要求第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 Design
104、PrinciplesofSteelStructure 3.强度验算强度验算满足要求满足要求4.在弯矩作用平面内的稳定性验算在弯矩作用平面内的稳定性验算满足要求满足要求第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure讨论：本例题中若中间侧向支承点由中央一个改为两个（各在讨论：本例题中若中间侧向支承点由中央一个改为两个（各在l/3点即点即D和和E点），结果如何？点），结果如何？5.在弯矩作用平面外的稳定性验算：在弯矩作用平面外的稳定性验算： AC段（或段（或CB段）两端弯矩为段）两端弯矩为M1=400kN.m，M20，段内，段内无横向荷载：无横向荷载：满足要求满足要求第四章第四章 构件稳定构件稳定病原体侵入机体，消弱机体防御机能，破坏机体内环境的相对稳定性，且在一定部位生长繁殖，引起不同程度的病理生理过程钢结构设计原理钢结构设计原理 DesignPrinciplesofSteelStructure6.局部稳定验算局部稳定验算翼缘的宽厚比翼缘的宽厚比腹板计算高度边缘的应力腹板计算高度边缘的应力腹板高厚比腹板高厚比满足要求满足要求第四章第四章 构件稳定构件稳定
