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壓彎構(gòu)件和拉彎構(gòu)件的應(yīng)用和截面形式
2022-06-27 10:15 陜西鋼結(jié)構(gòu) 華邦建設(shè)
構(gòu)件同時(shí)承受軸心壓(或拉)力和繞截面形心主軸的彎矩作用，稱為壓彎(或拉彎)構(gòu)件。彎矩可能由軸心力的偏心作用、端彎矩作用或橫向荷載作用等因素產(chǎn)生，彎矩由偏心軸力引起時(shí)，也稱為偏壓(或拉)構(gòu)件。當(dāng)彎矩作用在截面的一個(gè)主軸平面內(nèi)時(shí)稱為單向壓彎(或拉彎)構(gòu)件，同時(shí)作用在兩個(gè)主軸平面內(nèi)時(shí)稱為雙向壓彎(或拉彎)構(gòu)件。由于壓彎構(gòu)件是受彎構(gòu)件和軸心受壓構(gòu)件的組合，因此壓彎構(gòu)件也稱為梁柱。
在鋼結(jié)構(gòu)中壓彎構(gòu)件和拉彎構(gòu)件的應(yīng)用十分廣泛，例如有節(jié)間荷載作用的桁架上下弦桿、受風(fēng)荷載作用的墻架柱、工作平臺(tái)柱、支架柱、單層廠房結(jié)構(gòu)及多高層框架結(jié)構(gòu)中的柱等等大多是壓彎(或拉彎)構(gòu)件。
與軸心受力構(gòu)件一樣，壓彎構(gòu)件和拉彎構(gòu)件也可以按其截面形式分為實(shí)腹式構(gòu)件和格構(gòu)式構(gòu)件兩種，常用的截面形式有熱軋型鋼截面、冷彎薄壁型鋼截面和組合截面。當(dāng)受力較小時(shí)，可以選用熱軋型鋼或冷彎薄壁型鋼。當(dāng)受力較大時(shí)，可以選用鋼板焊接組合截面或型鋼與型鋼、型鋼與鋼板的組合截面。除了實(shí)腹式截面外，當(dāng)構(gòu)件計(jì)算長(zhǎng)度較大且受力較大時(shí)，為了提高截面的抗彎剛度，還采用格構(gòu)式截面。對(duì)稱截面一般適用于所受彎矩值不大或正負(fù)彎矩值相差不大的情況;非對(duì)稱截面適用于所受彎矩值較大、彎矩不變號(hào)或正負(fù)彎矩值相差較大的情況，即在受力較大的一側(cè)適當(dāng)加大截面和在彎矩作用平面內(nèi)加大截面高度。在格構(gòu)式構(gòu)件中，通常使彎矩繞虛軸作用，以便根據(jù)承受彎矩的需要，更靈活地調(diào)整分肢間距。此外，構(gòu)件截面沿軸線可以變化，例如，工業(yè)建筑中的階形柱、門(mén)式剛架中的楔形柱等。截面形式的選擇，取決于構(gòu)件的用途、荷載、制作、安裝、連接構(gòu)造以及用鋼量等諸多因素。不同的截面形式，在計(jì)算方法上會(huì)有若干差別。
在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，壓彎構(gòu)件和拉彎構(gòu)件需要同時(shí)滿足正常使用極限狀態(tài)和承載能力極限狀態(tài)的要求。在滿足正常使用極限狀態(tài)方面，與軸心受力構(gòu)件一樣，壓彎構(gòu)件和拉彎構(gòu)件也是通過(guò)限制構(gòu)件長(zhǎng)細(xì)比來(lái)保證構(gòu)件的剛度要求，拉彎構(gòu)件和壓彎構(gòu)件的容許長(zhǎng)細(xì)比與軸心受力構(gòu)件相同。壓彎構(gòu)件承載能力極限狀態(tài)的計(jì)算，包括強(qiáng)度、整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定計(jì)算，其中整體穩(wěn)定計(jì)算包括彎矩作用平面內(nèi)穩(wěn)定和彎矩作用平面外穩(wěn)定的計(jì)算。拉彎構(gòu)件承載力極限狀態(tài)的計(jì)算通常僅需要計(jì)算其強(qiáng)度，但是，當(dāng)構(gòu)件所承受的彎矩較大時(shí)，需按受彎構(gòu)件進(jìn)行整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定計(jì)算。
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