压弯构件的截面通常做 成在弯矩作用方向具有 较大的截面尺寸。
图7.1.2 压弯构件的截面形式
钢结构设计原理 Design Principles of Steel Structure
第七章 拉弯、压弯构件
3、 拉弯、压弯构件的设计内容
拉弯构件： 承载能力极限状态：强度
正常使用极限状态：刚度
压弯构件： 强度
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第七章 拉弯、压弯构件
边缘纤维屈服准则 以构件截面边缘纤维屈服的弹性受力阶段极限状态作为强
度计算的承载能力极限状态。此时构件处于弹性工作阶段。 全截面屈服准则
构件的最大受力截面的全部受拉和受压区的应力都达到屈 服，此时，该截面在轴力和弯矩的共同作用下形成塑性铰。 部分发展塑性准则
当轴力很大（N>Awfy）时,塑性 1
Mx M px
1
（7.2.4b）
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第七章 拉弯、压弯构件
构件的N/Np-Mx/Mpx关系 曲线均呈凸形。与构件的截
N Np
图7.2.2 压弯构件N/Np-Mx/Mpx关系曲线
第七章 拉弯、压弯构件
1、拉弯、压弯构件的应用和截面形式 2、拉弯、压弯构件的强度 3、实腹式压弯构件在弯矩作用平面内的稳定计算 4、实腹式压弯构件在弯矩作用平面外的稳定计算 5 6、实腹式压弯构件的截面设计 7、格构式压弯构件的计算
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承载能 力极限 状态
稳定
正常 使用 极限 状态
刚度
实腹式
整体稳定 局部稳定
平面内稳定 平面外稳定
格构式
弯矩绕实轴作用 弯矩绕虚轴作用
max max x , y [ ]
[] 取值同轴压构件。
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第七章 拉弯、压弯构件
N A
Mx Wex
fy
（7.2.1）
N、Mx——验算截面处的轴力和弯矩；
A——验算截面处的截面面积；
Wex——验算截面处的绕截面主轴x轴的截面模量； NP——屈服轴力 ， NP＝Afy; Mex——屈服弯矩 ， Mex＝Wexfy
N Np
Mx M ex
1
（7.2.2）
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第七章 拉弯、压弯构件
2.全截面屈服准则
构件最危险截面处于塑性工作阶段时，塑性中和轴可能在腹板
或翼缘内。当轴力较小（N≤Awfy）时,塑性中和轴在腹板内，可得N 和Mx的相关公式：
=Aw/Af
2 12
4 1
2
N Np
Mx M px
1
（7.2.4a）
NP——屈服轴力 ， NP＝Afy; Mpx——塑性弯矩 ， Mpx＝Wpxfy
第七章 拉弯、压弯构件
§7.1拉弯、压弯构件的应用和截面形式
1、拉弯、压弯构件的应用
构件同时承受轴心压（拉）力和绕截面 形心主轴的弯矩作用，称为压弯（拉弯） 构件。根据绕截面形心主轴的弯矩，有 单向压（拉）弯构件；双向压（拉）弯 构件。弯矩由偏心轴力引起时，也称作 偏压（或拉）构件。
钢结构中压弯和拉弯构件的应用广泛， 例如有节间荷载作用的桁架上下弦杆、 受风荷载作用的墙架柱、工作平台柱、 支架柱、单层厂房结构及多高层框架结 构中的柱等等。
N Mx 1
Np xM ex
（7.2.7）
x—塑性发展系数，其值与截面的形式、塑性区的深度有关。 一般控制塑性发展深度≤0.15h。
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面形状，腹板翼缘面积比有
1.0
关。在设计中简化采用直线
关系式，其表达式为：
当N/Np≤0.13时:
Mx M px
1
（7.2.5a）
1
2 1
当N/Np>0.13时:
0.13
N 1 M x 1 （7.2.5b） 0
Np 1.15 M px
考虑轴心力引起的附加弯矩和剪力
的不利影响，规范偏于安全采用一条斜 直线（图中虚线）代替曲线。
构件的最大受力截面的部分受拉和受压区的应力达到屈服 点，至于截面中塑性区发展的深度根据具体情况给定。此时， 构件处在弹塑性工作阶段。
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第七章 拉弯、压弯构件
1.边缘屈服准则
构件处于弹性工作阶段，在最危险截面上，截面边缘处的最大应 力达到屈服点，即：
N Np
Mx M ex
1
（7.2.2）
N Mx 1 Np M px
（7.2.6）
比较式（7.2.2）和式（7.26）可以看出，两者都是线性关系式，差
别仅在于第二项。在式（7.2.2）中因在弹性阶段，用的是截面的
弹性抵抗矩 Wx ；而在式（7.2.6）中因在全塑性阶段，用的则是截 面的塑性抵抗矩 Wpx ，因此介于弹性和全塑性阶段之间的弹塑性 阶段也可以采用直线关系式如下，引入塑性发展系数x，即：
图7.1.1 压弯、拉弯构件
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第七章 拉弯、压弯构件
2、截面形式
实腹式和格构式
实腹式截面：热轧型钢 截面、冷弯薄壁型钢截 面和组合截面。 当构件计算长度较大且 受力较大时，为了提高 截面的抗弯刚度，还常 常采用格构式截面。
§7.2 拉弯、压弯构件的强度
7.2.1 拉弯、压弯构件的强度计算准则
对拉弯构件、截面有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。
hw h
h (1-2)h h
Af=bt y
x Mx x Aw=hwtw
y
fy
fy
fy
fy H
N
H
fy
fy
(a) (b) (c)
(d)
图7.2.1 压弯构件截面应力的发展过程
式（7.2.4b） 式（7.2.5b）
N Mx 1 Np M px
式（7.2.4a）
4 1.0 4 1
式（7.2.5a）
Mx M px
N Mx 1 Np M px
（7.2.6）
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3.部分发展塑性准则