压弯构件稳定计算

压弯构件稳定计算

(1)概述

压弯构件实际上就是轴力与弯矩共同作用的构件，也就是轴心受力构件与受弯构件的组合，典型的两种压弯构件如图所示。

同其他构件一样，压弯构件也需同时满足正常使用及承载能力两种极限状态的要求，即

正常使用极限状态：刚度条件;

承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定.

(2) 类型与截面形式

?单向压弯构件: 只绕截面一个形心主轴受弯；

?双向压弯构件: 绕两个形心主轴均有弯矩作用。

?弯矩由偏心轴力引起的压弯构件也称作偏压构件。

?截面形式：

同轴心受力构件一样，分实腹式截面与格构式截面。

实腹式：型钢截面与组合截面

格构式：缀条式与缀板式

?按截面组成方式分为型钢（a、b），钢板焊接组合截面型钢（c、g），组合截面（d、e、f、h、i）

?按截面几何特征分为开口截面，闭口截面（g、h、i、j）

?按截面对称性分为单轴对称截面（d、e、f、n、p），双轴对称截面（其余各图）

?按截面分布连续性分为实腹式截面（a～j）格构式截面（k～p）

(3)破坏形式

强度破坏、整体失稳破坏和局部失稳破坏。

强度破坏：截面的一部分或全部应力都达到甚至超过钢材屈服点的状况。

整体失稳破坏：

?单向压弯构件：

弯矩平面内失稳：极值失稳，应考虑

效应（二阶效应）。

弯矩平面外失稳：弯扭变形，分岔失稳。

?双向压弯构件：一定伴随扭转变形，为分岔失稳。

7.2.1 强度计算

?两个工作阶段，两个特征点。

弹性工作阶段：以边缘屈服为特征点（弹性承载力）；

弹塑性工作阶段：以塑性铰弯矩为特征点（极限承载力）。

7.2.2 极限承载力与相关条件

联立以上两式，消去η，则有如下相关方程

7.2.3 为计算方便，改用线性相关方程, 得《规范》公式 :

?关于±号的说明：如右图所示对于单对称截面，弯矩绕非对称

轴作用时，会出现图示两种控制应力状况。

7.2.4 刚度条件:

?一般情况，刚度由构件的长细比控制，即：

7.3.1 概述

实腹式压弯构件在轴力及弯矩作用下，即可能发生弯矩作用平面内的弯曲失稳，也可能发生弯矩作用平面外的弯曲扭转失稳（类似梁）。两方面在设计中均应保证。

7.3.2 弯矩作用平面内的整体稳定

考虑初弯曲V0的影响

以受压边缘纤维屈服为破坏准则，则有

若令M X=0，则构件变为轴心压杆，则有轴力极限值：

上式成为：

联立a、b两式，消去V0则有：

引入弯矩非均匀分布时的等效弯矩系数，可得:

适用于绕虚轴的格构式及冷弯薄壁型钢压弯构件

如果采用极限承载力准则, 则有

（试验研究与数值分析相结合确定）

适用于实腹式压弯构件及绕实轴的格构式压弯构件

βmx：等效弯矩系数，按产生的最大弯矩相等的原则选用。

对于不对称的工字形截面、T形截面而且弯矩使较大的翼缘受压时，还应按下式计算：

βmx的取值：

（1）两端有相对水平位移（有侧移框架柱）：βmx=1.0（2）两端无相对水平位移：

无横向荷载时：

有端弯矩和横向荷载时：

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

无端弯矩但有一个跨中集中荷载作用：

无端弯矩但有几个横向集中荷载作用或横向均匀荷载作用：βmx=1.0

7.3.3 弯矩作用平面外的整体稳定

首先建立平面外弯扭屈曲的微分方程

进行一系列推导，得到相关方程

最后得到实用设计公式

φb---均匀弯曲的受弯构件整体稳定系数

η---截面影响系数，闭口截面为0.7，其他截面为1.0βtx---等效弯矩系数,可采用下面数值:

βtx的取值

在弯矩作用平面外有支撑时

(1)所考虑段内无横向荷载作用

(2)有端弯矩和横向荷载同时作用

使构件段产生同向曲率，βtx=1.0

使构件段产生异向曲率，βtx=0.85

(3)无端弯矩但有横向荷载作用βtx=1.0

7.4.1格构式压弯构件的计算

(1) 整体稳定计算：绕虚轴

（式7－10），且：

7.4.2单肢稳定计算

弯矩绕虚轴作用时,单肢轴力按下式计算

缀板式构件的计算尚应考虑剪力引起的局部弯矩, 并按压弯构件计算。

其剪力可取下面两个值的较大者。

缀板式构件单肢的平面外稳定计算，可按轴心压杆，计算长度取两相邻侧向支承点间的距离。

7.5.1 按照不允许板件发生局部失稳的准则

翼缘板：

（外伸翼缘）

（两边支承）

腹板：

1.工字形截面

2.箱形截面

腹板的宽厚比不应大于上述值的0.8倍；且当此值小于时, 用该数值。

3.T形截面

7.5.2 考虑利用屈曲后强度的准则

该准则的核心是采用有效截面的概念。即认为腹板局部屈曲后部分截面退出工作，然后考虑有效截面的作用再按此截面进行构件的强度和整体稳定性验算。但计算构件长细比时仍按毛截面考虑。

对于有效截面，目前缺乏统一的计算方法。有待于进一步研究。

压弯构件稳定计算

压弯构件稳定计算 (1)概述 压弯构件实际上就是轴力与弯矩共同作用的构件，也就是轴心受力构件与受弯构件的组合，典型的两种压弯构件如图所示。 同其他构件一样，压弯构件也需同时满足正常使用及承载能力两种极限状态的要求，即 正常使用极限状态：刚度条件; 承载能力极限状态：强度、整体稳定、局部稳定. (2) 类型与截面形式

?单向压弯构件: 只绕截面一个形心主轴受弯； ?双向压弯构件: 绕两个形心主轴均有弯矩作用。 ?弯矩由偏心轴力引起的压弯构件也称作偏压构件。 ?截面形式： 同轴心受力构件一样，分实腹式截面与格构式截面。 ?实腹式：型钢截面与组合截面 ?格构式：缀条式与缀板式 ?按截面组成方式分为型钢（a、b），钢板焊接组合截面型钢（c、g），组合截面（d、e、f、h、i） ?按截面几何特征分为开口截面，闭口截面（g、h、i、j）

?按截面对称性分为单轴对称截面（d、e、f、n、p），双轴对称截面（其余各图） ?按截面分布连续性分为实腹式截面（a～j）格构式截面（k～p） (3)破坏形式 强度破坏、整体失稳破坏和局部失稳破坏。

强度破坏：截面的一部分或全部应力都达到甚至超过钢材屈服点的状况。 整体失稳破坏： ?单向压弯构件： 弯矩平面失稳：极值失稳，应考虑 效应（二阶效应）。 弯矩平面外失稳：弯扭变形，分岔失稳。 ?双向压弯构件：一定伴随扭转变形，为分岔失稳。 7.2.1 强度计算 ?两个工作阶段，两个特征点。 ?弹性工作阶段：以边缘屈服为特征点（弹性承载力）； ?弹塑性工作阶段：以塑性铰弯矩为特征点（极限承载力）。

7.2.2 极限承载力与相关条件 联立以上两式，消去η，则有如下相关方程

拉弯和压弯构件

第六章 拉弯和压弯构件 1. 一压弯构件的受力支承及截面如图所示（平面内为两端铰支支承）。设材料为Q235（2235/y f N mm =），计算其截面强度和弯矩作用平面内的稳定性。 x x y y 6000 6000 N M =80kN.m N=800kN M =120kN.m B -300x12 -300x12 -376x10 图 压弯构件受力示意图 解：截面面积2109.6A cm =，431536.34x I cm =，45403.13y I cm =； 31576.81x W cm =，3360.2y W cm =； 回转半径：16.96x x I i cm A ==，7.02y y I i cm A ==。 （1） 强度验算（右端截面最不利）： 6800000120100.635 1.0109602351576810235 B y x y M N Af W f ?+=+=

拉弯和压弯构件的强度与稳定计算.

拉弯和压弯构件的强度与稳定计算 1．拉弯和压弯构件的强度计算 考虑部分截面发展塑性，《规范》规定的拉弯和压弯构件的强度计算式 f W M A N nx x x n ≤+γ （6-1） 承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，《规范》采用了与式（6-1）相衔接的线性公式 f W M W M A N ny y y nx x x n ≤++γγ （6-2） 式中：n A ——净截面面积； nx W 、ny W ——对x 轴和y 轴的净截面模量； x γ、y γ——截面塑性发展系数。 当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比t b /＞y f /23513，但不超过y f /23515时，应取x γ＝1.0。 对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取x γ＝y γ＝1.0，即不考虑截面塑性发展，按弹性应力状态计算。 2．实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算 目前确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类，一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。 按边缘屈服准则推导的相关公式 y Ex x x x x f N N W M A N =???? ? ?-+??11 （6-4） 式中：x ?——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。 边缘纤维屈服准则认为当构件截面最大受压纤维刚刚屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，更适用于格构式构件。实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载力。

弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件，《规范》采用数值计算方法，考虑构件存在l/1000的初弯曲和实测的残余应力分布，算出了近200条压弯构件极限承载力曲线。然后《规范》借用了弹性压弯构件边缘纤维屈服时计算公式的形式，经过数值运算，得出比较符合实际又能满足工程精度要求的实用相关公式 y Ex px x x f N N W M A N =???? ? ?-+8.01? （6-5） 式中：px W ——截面塑性模量。 弯矩沿杆长为非均匀分布的两端铰支压弯构件，构件的实际承载能力将比由上式算得的值高。为了应用于其他荷载作用时的压弯构件，可用等效弯矩x mx M β （x M 为最大弯矩）代替公式中的x M 来考虑这种有利因素。另外，考虑部分塑性深入截面，采用x x px W W 1γ=，并引入抗力分项系数，即得到《规范》所采用的实腹式压弯构件弯矩作用平面内的稳定计算式 f N N W M A N Ex x x x mx x ≤? ?? ? ? -+'18.01γβ? （6-6） 式中：N ——所计算构件段范围内的轴向压力设计值； x M ——所计算构件段范围内的最大弯矩设计值； x ?——弯矩作用平面内的轴心受压构件的稳定系数； x W 1——弯矩作用平面内的对受压最大纤维的毛截面模量； 'Ex N ——参数，' EX N ＝) 1.1/(22 x EA λπ； mx β——等效弯矩系数，《规范》按下列情况取值： （1）框架柱和两端支承的构件： ①无横向荷载作用时：mx β＝0.65＋0.351M /2M ，1M 和2M 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，1M ＞2M ； 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，mx β＝1.0；使构件产生反向曲率时，mx β＝0.85； ③无端弯矩但有横向荷载作用时：mx β＝1.0。

例题16 实腹式压弯构件的稳定性验算

验算图1所示构件的稳定性。图中荷载为设计值，材料为Q235钢，f =215N/mm 2，构件中间有一侧向支撑点，截面参数为：A =21.27cm 2，I x =267cm 4，i x =3.54cm ，i y =2.88cm 。 x q =36.6k N /m M =74.72y 1y =35.3y x 5 52L110×70×6 图1 【解】 构件截面最大弯矩 M x =ql 2/8=3.63×4.22/8=8.004kN ·m 构件长细比 λx =l 0x /i x =4200/35.4=118.6，λy =l 0y /i y =2100/28.8=72.9 单轴对称截面，绕非对称轴x 的稳定系数?x ，可直接由λx 查附表4.2得到?x =0.444（b 类截面） 绕对称轴的长细比应取计入扭转效应的换算长细比λyz 。长肢相并的双角钢截面可采用简化方法确定，由于b 2/t =70/6=11.67<0.48l 0y /b 2=0.48×2100/70=14.4，因此 9.84)6 21007009.11(9.72)09.11(224 220y 42y yz =××+=+=t l b λλ 属于b 类截面，由λyz 查附表4.2得y ?=0.656 W 1x =I x /y 1=267/3.53=75.6cm 3，W 2x =I x /y 2=267/7.47=35.7cm 3 322 322x 2/ Ex 106 .1181.11027.21102061.1?××××××==πλπEA N =279.5kN βmx =1.0，βtx =1.0，γx1=1.05，γx2=1.20 （1）验算弯矩作用平面内的稳定性 ) 5.279/428.01(1060.7505.110004.811027.21444.01042)/8.01(36 23/Ex 1x x1x mx x ×?×××××+×××=?+N N W M A N γβ? =159.0N/mm 2 ＜f =215 N/mm 2，满足。 ) 5.279/4225.11(107.352.110004.811027.211042)/25.11(36 23/Ex 2x x2x mx ×?×××××?××=??N N W M A N γβ =210.2N/mm 2＜f =215N/mm 2，满足。 （2）验算弯矩作用平面外的稳定性 ?b =1-0.0017λy 235/y f =1-0.0017×72.9235/235=0.876 36231x b x tx y 10 6.75876.010004.810.1102 7.21656.01042×××××+×××=+W M A N ?βη?=150.9N/mm 2＜f =215N/mm 2 所以该截面在弯矩作用平面内、外的稳定性都能满足。

钢结构之拉弯和压弯构件

拉弯和压弯构件 对于压弯构件，当承受的弯矩较小时其截面形式与一般的轴心受压构件相同。当弯矩较大时，宜采用弯矩平面内截面高度较大的双轴或单轴对称截面（图1）。 图1 弯矩较大的实腹式压弯构件截面 设计拉弯构件时，需计算强度和刚度（限制长细比）；设计压弯构件时，需计算强度、整体稳定（弯矩作用平面内稳定和弯矩作用平面外稳定）、局部稳定和刚度（限制长细比）。 拉弯和压弯构件的容许长细比分别与轴心受拉构件和轴心受压构件相同。 一、拉弯和压弯构件的强度计算 拉弯和压弯构件的强度计算式 f W M A N nx x x n ≤+γ （1） 承受双向弯矩的拉弯或压弯构件，采用的计算公式 f W M W M A N ny y y nx x x n ≤++γγ （2） 式中 n A ——净截面面积； nx W 、ny W ——对x 轴和y 轴的净截面模量； x γ、y γ——截面塑性发展系数。 当压弯构件受压翼缘的外伸宽度与其厚度之比t b /＞y f /23513，但不超过 y f /23515时，应取x γ＝1.0。 对需要计算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取x γ＝y γ＝1.0，即按弹性应力状态计算。 二、实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算

确定压弯构件弯矩作用平面内极限承载力的方法很多，可分为两大类，一类是边缘屈服准则的计算方法，一类是精度较高的数值计算方法。 1． 边缘屈服准则 边缘纤维屈服准认为当构件截面最大纤维刚刚屈服时构件即失去承载能力而发生破坏，较适用于格构式构件。按边缘屈服准则导出的相关公式 y Ex x x x x f N N W M A N =??? ? ??-+??11 （3） 式中 x ?——在弯矩作用平面内的轴心受压构件整体稳定系数。 2．最大强度准则 实腹式压弯构件当受压最大边缘刚开始屈服时尚有较大的强度储备，即容许截面塑性深入。因此若要反映构件的实际受力情况，宜采用最大强度准则，即以具有各种初始缺陷的构件为计算模型，求解其极限承载力。 规范修订时，采用数值计算方法，考虑构件存在l/1000的初弯曲和实测的残余应力分布,借用了弹性压弯构件边缘纤维屈服时计算公式的形式，经过数值运算，得出比较符合实际又能满足工程精度要求的实用相关公式 y Ex px x x f N N W M A N =???? ? ?-+8.01? （4） 式中 px W ——截面塑性模量。 3. 实腹式压弯构件整体稳定计算 式（4）仅适用于弯矩沿杆长均匀分布的两端铰支压弯构件，为了把式（4）推广应用于其他荷载作用时的压弯构件，可用等效弯矩x mx M β （x M 为最大弯矩）代替公式中的x M 。另外，考虑部分塑性深入截面，采用x x px W W 1γ=，并引入抗力分项系数，即得到规范所采用的实腹式压弯构件弯矩作用平面内的稳定计算式 f N N W M A N Ex x x x mx x ≤?? ? ? ?-+'18 .01γβ? （5） 式中 N ——轴向压力设计值；

压弯构件的局部稳定

1．压弯构件的局部稳定 为保证压弯构件中板件的局部稳定，《规范》采取了同轴心受压构件相同的方法，限制翼缘和腹板的宽厚比及高厚比。 （1）翼缘的宽厚比 压弯构件的受压翼缘板，其应力情况与受弯构件的受压翼缘基本相同，因此其外伸宽度与厚度之比以及箱形截面翼缘在腹板之间的宽厚比均与受弯构件的宽厚比限值相同。 （2）腹板的宽厚比 1）工字形截面的腹板 腹板高厚比0h /w t 与应力梯度0α之间的关系可近似地用直线式表示： 当0≤0α≤1.6时 y w f t h 235) 255.016(00++≤λα （6-11a ） 当1.6＜0α≤2.0时 y w f t h 235) 2.265.048(00-+≤λα （6-11b ） m ax m in m ax 0σ σ σ α-= 式中：m ax σ——腹板计算高度边缘的最大压应力，计算时不考虑构件的稳定系数和截面塑性 发展系数； m in σ ——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； λ——构件在弯矩作用平面内的长细比，当30≤λ时，取30=λ，当 100>λ时，取 100=λ。 当0α＝0时，式（6-11）与轴心受压构件腹板高厚比的要求相一致，当0α＝2时，式（6-11）与受弯构件中考虑了弯矩和剪力联合作用的腹板高厚比的要求相一致。

2）T 形截面的腹板 当0.10≤α（弯矩较小）时，T 形截面腹板中压应力分布不均的有利影响不大，其宽厚比限值采用与翼缘板相同；当0α＞1.0（弯矩较大）时，此有利影响较大，故提高20％。 a.弯矩使腹板自由边受压 当0.10≤α时 y w f t h 23515 0≤ （6-12a ） 当0.10>α时 y w f t h 235180≤ （6-12b ） b.弯矩使腹板自由边受拉 热轧剖分T 形钢 y w f t h 235) 2.015(0λ+≤ （6-13a ） 焊接T 形钢 y w f t h 235)17.013(0λ+≤ （6-13b ） 3）箱形截面的腹板 考虑两腹板受力可能不一致，且通常翼缘与腹板的连接采用单侧角焊缝，因此翼缘与腹板的约束也不如工字形截面，因而箱形截面的宽厚比限值取为工字形截面腹板的0.8倍，即 当0≤0α≤1.6时 y w f t h 235) 255.016(8.000++≤λα （6-14a ） 当1.6＜0α≤2.0时 y w f t h 235) 2.265.048(8.000-+≤λα （6-14b ） 当式（6- 14）右侧计算值小于y f 23540，取y f 23540 。 4）圆管截面一般圆管截面构件的弯矩不大，故其直径与厚度之比的限值与轴心受压构件的规定相同

工字钢倾覆稳定性和压弯构件的稳定性计算分析

Ansys对工字钢倾覆稳定性和压弯构件的稳定性计算分析 受弯构件件和压弯杆件广泛应用于工程中，本报告通过ansys软件对这类杆件进行分析，对于轴心受压杆件，运用beam189、shell63单元，进行弹性稳定分析，得到其屈曲荷载和变形情况，通过和理论值相比较，验证其正确性。 1前言 钢材具有高强度、质轻、力学性能良好的优点，是制造结构物的一种极好的建筑材料，所以广泛运用于工程实例中，它和钢筋混凝土结构相比，对于充任相同受力功能的构件，具有截面轮廓尺寸小、构件细长和构件柔薄的特点。对于因受压、受弯和受剪等存在受压受压区的构件或板件，如果技术上处理不当，可能使钢结构出现整体失稳或局部失稳。失稳前结构物的变形可能很微小，突然失稳使结构物的几何形状急剧改变而导致结构物完全丧失抵抗能力，以致整体塌落。钢结构的稳定性能是决定其承载力的一个特别重要的因素。对于钢结构稳定性的研究也就极其重要。而轴压杆件和压弯杆件是钢结构的基础，对此杆件进行稳定性分析也就是不可避免的和尤为重要的。所以，非常有必要利用大型通用ANSYS 软件对这类杆件进行分析，得到一系列的研究成果。 2基本理论 结构在荷载作用下由于材料的弹性性能而发生变形，若变形后结构上的荷载保持平衡，这种状态称为弹性平衡。如果结构在平衡状态时，受到扰动而偏离平衡位置，当扰动消除后仍能恢复到原来平衡状态的，这种平衡状态称为稳定平衡状态。根据构件屈曲后的变化，目前结构的稳定类别可以分为平衡分岔失稳，极值点失稳和跃越失稳三种情况。 结构的弹性稳定分析属于平衡分岔失稳，在ANSYS中对应的分析类型是特征值屈曲分析。

关于特征值屈曲分析有以下说明： 1.分析对结构临界失稳力的预测往往要高于结构实际的临界失稳力，因此在实际的工程结构分析时一般不用特征值屈曲分析 2.特征值屈曲分析能够预测临界失稳力的大致所在，可以为非线性屈曲分析及其他试验提供依据 3.特征值屈曲分析所预测的结果我们只取最小的第一阶 4.特载值分析得到的是第一类稳定问题的解，只能得到屈曲荷载和相应的失稳模态，它的优点就是分析简单，计算速度快。 3计算实例分析 3.1 构件尺寸依据 3.1.1关于整体稳定 根据GB 50017-2003《钢结构设计规范》 符合下列情况之一时，可不计算梁的整体稳定性： 1.有辅板（各种钢筋混凝土板和钢板）密铺在梁的受压翼缘上并与其牢固相连，能阻止梁受压翼缘的侧向位移时。 2.H型钢或等截面工字形简支梁受压翼缘的自由长度与其宽度之比不超过4.2.1所规定的数值时。

sap2000精华贴(受益匪浅)

sap2000入门栏2005年精华贴整理(zz) 2011-07-24 11:33:35| 分类： application of f | 标签：sap2000 |字号大中小订阅 1、局部坐标系 在sap2000中点、线、面等单元都有局部坐标系，且用了三种颜色（红、蓝、白）来表示其局部坐标。但我不明白这三种颜色究竟谁代表了axial 1、 axial 2、axial 3？ 答： （a）红色----1轴、白色----2轴、蓝色----3轴。king.zk （b）局部坐标系的规定如下： 1轴为轴向，从i点到j点。当杆件为水平时，2轴的方向与整体坐标系的z轴正向一致；而当杆件为竖直时，2轴方向与整体坐标系X轴正向一致，3轴为右手螺旋规则，依据1、2轴而定。 lijianning 2、SAP2000软件在建立模型时，无法考虑箍筋间距和箍筋直径大小，软件仅能就所配置的端面大小给予适当的箍筋量，而在实际工程中是要考虑这些的，涉及到截面剪力强度大小计算等问题。想问的是，现在很多设计院和研究所已将SAP2000用于实际工程的设计和抗震性能评估，这些结果可靠吗？不知SAP新版本会不会解决这个问题？2005-04-19 答：在实际设计的时候，sap会给出所需要的剪切钢筋面积，这与截面设计时候是否有箍筋没有关系。至于做抗震评估，如果这里你的抗震评估是指使用pushover方法的话，那么也许可以这么做：混凝土的本构关系采用受限制混凝土的曲线，让它来考虑箍筋的作用，这样将问题转移到定义合理的本构关系上去了。ocean2000 3、SAP2000截面设置的梁配筋问题 各位大侠：小弟初涉sap，有几个比较初级的问题： （1）在sap2000中，对于梁、柱的配筋，只对纵筋的截面进行定义，而在实际的结构设计中，还存在箍筋配筋的问题。 （2）在sap2000中，对于梁、柱的配筋，只给了一个截面进行定义，而在实际的结构设计中，梁两端和中间段的配筋有时是不一样的，还有柱也存在这样的问题，大家如何处理的？（3）在进行pushover推覆分析中，要设置塑性铰特性，sap2000给出了默认值，而实际的铰特性小弟认为应该对杆件进行试验，或者用专门的软件来计算，不知大家如何处理？如果用软件来计算，望能告知或者提供上来，不胜感激！ （4）sap2000中进行动力时程分析用到的地震波，其文件格式是什么？地震波的时间间隔是多少？还是完全按照自己处理的地震波的时间间隔来定？ 答： （1）、sap2000在采用混凝土设计的时候会计算判断出所需要的纵筋和箍筋的面积，以结果的形式体现出来，定义截面的时候只是一个初始设置。 （2）、定义截面钢筋面积，是从杆系结构模拟的角度出发的，因此钢筋面积定义在两边和中间并没有什么差别，倒是箍筋的问题很难受，因为箍筋对延性的影响还是很大的，没有考虑箍筋的作用也算是一种保守的做法吧。 （3）、关于塑性铰参数的问题，可以自定义，这个参数可以计算的软件也很多，应该能计算截面M-转角，或者M-曲率的就可以，这两个可以根据塑性铰长度进行转化，自己编写程序也可以啊，采用条带法，可以参考一些钢筋混凝土非线性分析的资料。 （4）、地震波文件采用txt就可以，时间可以自己设置。 4、如何输入fy（屈服强度），fu（抗拉强度）？？ 答：输入标准值, 而不是设计值 cmliu 5、SAP20009.04版本中的“Pattern Live Load Factor”的含义？2005-01-06 答：样式活荷载折减系数。

最全木结构计算

最全 2-6 木结构计算1 2-6-1 木结构计算用表 1．承重结构构件材质等级（表2-97） 承重结构构件材质等级表2-97 注：1．屋面板、挂瓦条等次要构件可根据各地习惯选材，不统一规定其材质等级。 2．本表中的材质等级系按承重结构的受力要求分级，其选材应符合《木结构设计规范》GBJ 5-88材质标准的规定，不得用一般商品材等级标准代替。 2．常用树种木材的强度设计值和弹性模量（表2-98） 常用树种木材的强度设计值和弹性模量（N/mm2）表2-98 1因新的木结构设计规范尚未出版，此处仍按“木结构设计规范”（GBJ 5-88）编写。

强度设计值，应按“局部表面及齿面”一栏的数值采用。木材树种归类说明见《木结构设计规范》附录五。 2．当采用原木时，若验算部位未经切削，其顺纹抗压和抗弯强度设计值和弹性模量可提高15%。 3．当构件矩形截面短边尺寸不小于150mm时，其抗弯强度设计值可提高10%。 4．当采用湿材时，各种木材横纹承压强度设计值和弹性模量，以及落叶松木材的抗弯强度设计值宜降低10%。 5．在表2-99所列的使用条件下，木材的强度设计值及弹性模量应乘以该表中给出的调整系数。 木材强度设计值和弹性模量的调整系数表2-99 注：1．仅有恒荷载或恒荷载所产生的内力超过全部荷载所产生的内力的80%时，应单独以恒荷载进行验算。 2．当若干条件同时出现，表列各系数应连乘。 木材强度检验标准见表2-100。 木材强度检验标准表2-100 注：1．检验时，应从每批木材的总根数中随机抽取3根为试材，在每根试材髓心以外部分切取3个试件为一组，根据各组平均值中最低的一个值确定该批木材的强度等级。 2．试验应按现行国家标准《木材物理力学性能试验方法》进行。并应将试验结果换算到含水率为12%的数值。 3．按检验结果确定的木材强度等级，不得高于表2-98中同树种木材的强度等级。对于树名不详的木材，应按检验结果确定的等级，采用表2-98中该等级B的设计指标。 3．新利用树种木材的强度设计值和弹性模量（表2-101）新利用树种木材的强度设计值和弹性模量（N/mm2）表2-101

基坑工程常用计算参数简表

表1 常用混凝土、钢材料力学参数简表 表2-2 常用型钢几何参数简表 注：表中设计轴力、设计弯矩均为纯压或纯弯构件，作为型钢位檩使用时，双拼其值均乘2。 表2-4 常用型钢立柱、钢管支撑几何参数简表

说明：1、灌注桩强度为水下C25、C30（表中计算按水下C25）； 2、采用均匀配筋； 3、钢筋建议优先采用Ⅲ级钢，表中所列为Ⅱ级钢，保护层厚度为50mm； 4、弯矩值为灌注桩单根分担的弯矩配筋计算； 注：启明星灌注桩计算所得弯矩为单根灌注桩弯矩的标准值。5、含钢量约为110~130kg/m3。

注：表格中上排为计算配筋面积，下排为建议配筋； 说明：1、混凝土强度为C30、C35（实际计算按C30）； 2、采用双面均匀配筋； 3、钢筋建议优先采用Ⅲ级钢，表中所列为Ⅱ级钢，，保护层厚度为35mm； 4、配筋弯矩为①、②中大者。 ①按受弯构件计算： β × =计算弯矩 弯矩 （1） 式（1）中：计算弯矩为支撑平面计算弯矩的最大值；β，支撑体系为开口时取1.13，其余按下式计算， β=0.85（计算长度/实际长度）×1.25(荷载分项系数)=1.0625(实际计算时不得低于1.1)； ②按压弯构件计算： 弯距=计算弯矩×1.25， 压力=计算弯距x0.5 5、含钢量约为120~140kg/m3。 6、钢筋最小净间距不宜小于1.5d（d为主筋直径）。

说明：1、混凝土强度为C30、C35（实际计算按C30）； 2、采用对称均匀配筋； 3、钢筋采用Ⅱ级，保护层厚度为35mm； 4、轴力值为支撑的计算值； （除按抗弯构件验算外，按纯压构件及压弯构件双向控制进行设计，计算弯矩的偏心矩按支撑宽度的10%，配筋率按0.8~1.2%,含钢量80~115Kg/m3考虑）。(稳定系数为0.75考虑，整体安全度大于2.3)。 5、表中（）内数值表示该种截面支撑所能承担的轴力标准值。

拉弯和压弯构件(精)

i x 薁 第六章拉弯和压弯构件 肅 1. 一压弯构件的受力支承及截面如图所示（平面内为两端铰支支承）。设材 料为 Q235（ f y 235N/mm 2），计算其截面强度和弯矩作用平面内的稳定性。 y -300x12 -376x10 x iy 莇 图压弯构件受力示意图 袂 薂 莀 解：截面面积 A 109.6cm 2，I x 31536.34cm 4，I y 5403.13cm 4 ； 3 3 肇 W x 1576.81cm ，W y 360.2cm 3 ； 羄 回转半径：i x , 16.96cm ，i y 、'： 7.02cm 。 (1) (2)蚀强度验算(右端截面最不利)： N M B 800000 120 106 旦 0.635 1.0 蝇 Af y W

芈长细比: l ox 70.75，按照b类截面查表得0.747。 蒂

蒂 M A mx 0.65 0.35 0.883 薈 M B 2 2 5 Kl EA 2.06 10 10960 “「小“ N Ex 2 2 4447.2 kN 螃 70.75 賺 所以有： N mx M x 0.416 0.318 0.734 1.0 x A f y x W x f y 1 0.8 N 蚈 N EX 肅 平面内整体稳定验算合格 蚄 肀 羇 2.某压弯缀条式格构构件，截面如图所示，构件平面内外计算长度 l ox 29.3m ，l oy 18.2m 。已知轴压力（含自重）N=2500kN ，问可以承受的最大 偏心弯 矩M x 为多少。设钢材牌号为 Q235, N 与M x 均为设计值，钢材强度设 计值取 f d 205N/mm 2。 ------------------------ \- ------------------- T i ‘％ —「 J _ ——4 _ : i - ------------ --- i - -------- y i I63a i i ix 1800 1 1-1 螆 图 缀条构件横截面 L125x10 y

钢结构压弯构件验算计算书

钢结构压弯构件验算计算书 一. 基本资料 类型：柱；编号：16； 首节点编号：16；坐标：(12000，12000 ,4900)； 尾节点编号：28；坐标：(12000，12000，12100)； 长度：7.2m 截面：500*500*10*16 设计依据： 钢结构设计规范GB 50017-2003 建筑抗震设计规范GB 50011-2001 二. 计算参数 截面参数： 截面高度：h=50cm 截面宽度：b=50cm 翼缘厚度：t f=1.6cm 腹板厚度：t w=1cm 截面面积：A=206.8cm2 最大截面面积矩：S=2209.78cm3 截面2轴惯性矩：I2=33337.23cm4 截面3轴惯性矩：I3=102278.47cm4 截面2轴抵抗矩：W2=1333.49cm3 截面3轴抵抗矩：W3=4091.14cm3 截面2轴回转半径：i2=12.7cm 截面3轴回转半径：i3=22.24cm 材料参数： 截面钢材类型：Q345 钢材弹性模量：E=206000N/mm2 钢材强度标准值：f y=345N/mm2 强度换算系数：C F=(235/f y)0.5=(235/345)0.5=0.825 构件计算长度： l02=7.62m l03=8.73m 构件长细比： λ2=762.31/12.7=60.04 λ3=872.74/22.24=39.24 三. 强度验算 正应力强度验算 控制工况：1.35D+0.98L 1 首端验算： 控制内力： N=-866.9 kN M2=-344.32 kN·m

M3=-8.06 kN·m 拉弯、压弯构件强度验算： 截面钢材厚度：t=10mm，10mm≤16mm 钢材强度设计值：f=310 N/mm2 截面钢材厚度：t=10mm，10mm≤16mm 钢材抗剪设计值：f v=180 N/mm2 截面塑性发展系数 γ2=1.2 受压翼缘自由外伸宽厚比： b0/t f=24.5/1.6=15.31 γ3=1 截面无削弱，取： W n2=W2=1333.49cm3 W n3=W3=4091.14cm3 弯矩作用在主平面内强度验算： σmax=|N|/A n+|M3|/(γ3*W n3)+|M2|/(γ2*W n2) =866.9×103/206.8×102+8.06×106/(1×4091.14×103) +344.32×106/(1.2×1333.49×103) =259.06 N/mm2≤310N/mm2满足 2 尾端验算： 控制内力： N=-851.12 kN M2=381.82 kN·m M3=10.52 kN·m 拉弯、压弯构件强度验算： 截面钢材厚度：t=10mm，10mm≤16mm 钢材强度设计值：f=310 N/mm2 截面无削弱，取： W n2=W2=1333.49cm3 W n3=W3=4091.14cm3 弯矩作用在主平面内强度验算： σmax=|N|/A n+|M3|/(γ3*W n3)+|M2|/(γ2*W n2) =851.12×103/206.8×102+10.52×106/(1×4091.14×103) +381.82×106/(1.2×1333.49×103) =282.34 N/mm2≤310N/mm2满足 3 杆中M3最大验算： 控制内力： N=-852.55 kN M2=315.81 kN·m M3=8.83 kN·m 拉弯、压弯构件强度验算： 截面钢材厚度：t=10mm，10mm≤16mm 钢材强度设计值：f=310 N/mm2 截面无削弱，取： W n2=W2=1333.49cm3 W n3=W3=4091.14cm3 弯矩作用在主平面内强度验算： σmax=|N|/A n+|M3|/(γ3*W n3)+|M2|/(γ2*W n2) =852.55×103/206.8×102+8.83×106/(1×4091.14×103)

压弯构件

压弯构件 5.3.1 图示为一两端铰支焊接工字形截面压弯杆件，杆长l =10m 。钢材 Q235，f =215N/mm 2 ，E=2.06×105 N/mm 2 。作用于杆上的计算轴向压力和杆端弯 矩见图。试由弯矩作用平面内的稳定性确定该杆能承受多大的弯矩M ? 已知截面 I x =32997cm 4。A=84.8cm 2 ，b 类截面。 解： cm A I i x x 7.198 .8432997 === 150][7.507 .191000 =<== λλx 853.0=x ? 85.07 4 35.065.0=? +=mx β 31137548 32997 22cm h I W x x =?== f N N W M A N Ex x x mx x ≤-+)/8.01(11γβ? N EA N x Ex 62 3222107.67 .50848010206?=???==πλπ 即 215)10 7.6108008.01(10137505.185.08480 853.0108006 33 3 ≤???-??+??M m kN mm N M .159.1059.18=?= 由弯矩作用平面内稳定确定的最大弯矩为: M= 159kN ·m 5.3.2 验算图示端弯矩(设计值)作用情况下压弯构件的承载力是否满足要求。

构件为普通热轧工字钢I10，Q235AF ，假定图示侧向支承保证不发生弯扭屈曲。工 字形截面的特性：A=14.3cm 2，W x =4gcm 3 ，i x =4.14cm 。 解：热轧工字钢截面对强轴x 轴属于a 类。因而，当8014.4103.3/2 0=÷?==x x x i l λ 时， 得783.0=x ?，05.1=x γ 9825.010 5 .935.065.0=? +=mx β kN EA N x Ex 279.645480 103.14102062 23222=????==πλπ 由平面内稳定计算公式： f N N W M A N Ex x x mx x ≤-+) /8.01(11γβ? f mm N <=+=? -????+ ???236 2 3 /8.2105.1963.14) 279 .45416 8.01(104905.110109825.0103.14783.01016由截面强度计算公式 f W M A N x x ≤+γ f mm N <=+=???+??23 6 23/6.2054.1942.1110 4905.11010103.141016

结构设计表格

结构设计表格 在陈洪伟\结构共享目录中有结构设计计算系列表格，如果有兴趣欢迎试用。所有表格都是用Excel编制，并且完全遵循《混凝土结构设计规范》有关规定执行。由于表格中有比较复杂的数学计算和逻辑运算，为了避免误操作破坏公式及表格结构，所有公式栏均用密码锁住，填写表格时只需输入基本数据即可，所有中间计算都是表格自动进行，选取单元格正确输入各种基本数据，一般而言，表格可以得到正确的结果。须注意的是，用Excel时应关闭拖放功能（在工具菜单——选项——编辑中，不选取拖放功能即可），否则会出错。如有问题或不明之处请与陈洪伟联系。 1、结构计算简图； 2、结构主要数据统计； 3、楼面荷载计算表格； 4、梁墙荷载计算表格； 5、矩形板强度、裂缝弹性计算表格——查表法； 6、矩形板强度弹性计算表格——查表法； 7、矩形板强度塑性计算表格； 8、抗拔桩裂缝计算表格； 9、梁裂缝计算表格； 10、梁挠度计算表格； 11、预应力梁挠度计算表格； 12、梁正截面强度计算表格——拉弯、压弯构件； 13、楼体计算表格； 14、SATWE总信息表格。 本人编制了施工图设计提纲（征求意见稿）和SATWE总信息表格，希望大家提出各自的建议及意见，也可以根据这个意见稿的思路编制各自喜爱的版本。以后的工程在进行施工图设计以前专业负责人最好先编制一份施工图设计提纲及结构设计计算总信息表格，并在建筑提资图上绘制结构布置草图，经过校对、审核后再进行施工图设计，这样可以避免许多不必要的返工和矛盾，校对、审核也可以提前介入、了解工程的情况，否则往往是要出图时才知道工程具体情况，如果这时提出较大的原则问题大家都比较麻烦，修改工作量也较大。在设计分工时建议整体计算由一个人负责完成，最好是专业负责人，不同的子项可以由不同的人计算。

压弯构件计算题习题

例1：一块1.5x 0.3m的组合钢模板，其截而形式如图，模板自重0.5kN／m2，其截面模量W＝8.21 x103mm3，惯性距I＝3.63X105mm4，钢材容许应力为210N／mm2，E＝2.1x 105N／mm2，拟用于浇注150mm厚的楼板，试验算其是否能满足施工要求。模板支撑形式为简支，楼板底面外露(即不做抹灰)。 模板及支架自重：q1＝0.5×0.3KN／m2＝0.15kN／m 新浇混凝土自重：q2＝24×0.3×0.15kN／m＝1.08kN／m 钢筋自重：q3＝1.1×0.3×0.15kN／m＝0.05kN／m 施工人员及设备荷载: 均布ql＝2.5kN／m2 集中P＝2.5kN／m 均布荷载作用下的弯矩： M1＝1/8ql2＝1.4×1/8×2.5×0.3×1.52kNm＝0.295kNm 集中荷载作用下的弯矩： M2＝1/4Pl＝1.4 ×1/4×2.5 ×1.5kN／m ＝1.31kNm 集中荷载产生弯矩较大，故取2.5kN的集中荷载作为施工人员及设备荷

载标准值。按图(b)计算其弯矩及应力。 例2 : 某高层混凝土剪力墙厚200 mm，采用大模板施工，模板高2.6m，己知现场施工条件为：混凝土温度20℃，混凝土浇注速度为1.4m/h，混凝土坍落度为6cm，不掺外加剂，向模板倾倒混凝土产生的水平荷载为6.0kN／m2。振捣混凝土产生的水平荷载为4.0 kN／m2，试确定该模板设计的荷载及荷载组合。 解：该模板属于墙厚大于100mm的墙体的侧面模板，计算承载力时要考虑的荷载为倾倒混凝土时产生的荷载和新浇混凝土对模板侧面的压力两项；验算刚度时要考虑的荷载为新浇混凝土对模板侧面的压力。

第6章 压弯构件

第六章压弯构件 教学提示：压弯构件的设计包括强度、整体稳定、局部稳定和刚度四个方面。对于截面有较多削弱或构件端部弯矩大于跨间弯矩的压弯构件需要进行强度计算。而在通常情况下压弯构件的承载力由整体稳定性决定。其中单向压弯构件的整体稳定包括弯矩作用平面内的弯曲失稳和弯矩作用平面外的弯矩失稳；而双向压弯构件则为双向弯矩变形并伴随有扭转变的失稳。局部稳定和刚度的计算与轴心受压构件相仿。 教学要求：掌握压弯构件的基本概念、作用性能和破坏形式，了解压弯构件的应用情况；掌握压弯构件强度验算方法；理解压弯构件整体稳定的原理和设计准则，了解压弯构件弯矩作用平面内、平面外整体稳定验算公式的形成过程，掌握压弯构件整体稳定的验算方法；理解压弯构件局部稳定的概念和原理，掌握压弯构件局部稳定的验算方法。 6.1 压弯构件的可能破坏形式和影响因素 同时承受轴向压力和弯矩的构件称为压弯构件。弯矩可能由偏心轴向力，端弯矩或横向荷载作用产生，如图6.1所示。当弯矩作用在构件截面的一个主轴平面内时称为单向压弯构件，弯矩作用在构件的两个主轴平面时称为双向压弯构件。 图6.1压弯构件 结构中压弯构件的应用十分广泛，如有节间荷载作用的桁架上弦杆、天窗架的侧钢立柱、厂房框架柱及多层和高层建筑的框架柱等。 压弯构件通常采用双轴对称或单轴对称的实腹式、格构式截面。当承受的弯矩较小或正负弯矩绝对值大致相等时，一般采用双轴对称截面，而当弯矩较大或正负弯矩相差较大时，一般采用把截面受力较大一侧适当加大的单轴对称截面，如T形、加一个翼缘的Ⅰ字形或其它实腹式和格构式单轴对称截面。

图6-2 压弯构件截面形式 压弯构件的破坏形式有强度破坏、整体失稳破坏和局部失稳破坏。 压弯构件在轴向压力、弯矩作用下，截面上应力的发展过程与受弯构件相似。当截面的最大应力（边缘屈服准则），截面的一部分应力（有限塑性发展的强度准则）或全截面的应力（全截面屈服准则）达到甚至超过钢材的屈服点作为构件强度极限状态。压弯构件可能因端部弯矩较大，截面有较大削弱或变截面处内力相对较大，而截面面积相对较小时发生强度破坏。 压弯构件的整体失稳破坏形式有多种。其中单向压弯构件一般都使构件截面绕长细比较小的轴受弯。这样，构件可能在弯矩作用平面内弯曲失稳，失稳的可能形式与构件的侧向抗弯刚度和抗扭刚度等有关。而双向压弯构件的整体失稳一定随着构件的扭转变形，发生空间弯扭失稳破坏。 由于组成压弯构件的板件有一部分受压，或同时还受剪（腹板），和轴心受压、受弯构件一样，压弯构件也存在局部屈曲问题。 因此，与轴心受压构件和受弯构件相仿，压弯构件的设计应考虑强度、刚度、整体稳定和局部稳定等四个方面。 6.2 单向压弯构件的强度和刚度 6.2.1 单向压弯构件的强度 单向压弯构件的强度计算，根据不同情况可以采用三种不同的强度设计准则，即边缘屈服准则，部分发展塑性准则和全截面屈服准则。具体情况和计算公式与拉弯构件相同，详见第三章3.3节拉弯构件的强度。 6.2.2单向压弯构件的刚度 和轴心受压构件一样，压弯构件的刚度也以规定它们的容许长细比进行控制，其容许长细比取轴心受压构件的容许长细比。