受弯构件（V+M）
V 0.5Vd M Me
0.5Vd V Vd
M
Mf
(Me
M
f
)[1
(
V 0.5Vd
1)2 ]
双轴对称截面
M f Af (hw t) f
压弯构件（V+M+N）
V 0.5Vd
M
M
N e
Me
NWe
/ Ae
0.5Vd V Vd
M
M
N f
(M
N e
M
N f
)[1
156 .8N / mm 2
2
198 .310 6 300 40375 10 4
64.5 10 3 6800
137 .9N / mm 2
腹板边缘正应力比值
1 137 .9 0.879 2 156 .8
腹板在正应力作用下的凸曲系数
16
K (1 )2 0.112(1 )2 (1 )
b1 15 235
t
fy
• H形钢腹板高厚比
hw 250 235
tw
fy
腹板屈曲后强度
• 抗剪强度&板件失稳 • 腹板抗剪承载力
Vd hwtw fv '
• hw - 腹板平均高度；δhw<60mm/m • tw - 腹板厚度；
腹板屈曲后抗剪强度设计值
w 0.8 fv ' fv
0.8 w 1.4 fv ' [1 0.64(w 0.8)] fv w 1.4 fv ' (1 0.275w ) fv
17.6N
/ mm2
1,
39.6
刚架柱 1-1 6800 40375 1068 1311 243.1 39.6
0-0 4880 7733 1067 52.25 125.9 46.8
（2）楔形柱腹板的有效宽度计算 大头截面： 腹板边缘的最大应力
1
198 .310 6 300 40375 10 4
64.5 10 3 6800
B 15tw 235 / f y
刚架柱平面内稳定计算
N0
mx M1
f
x Ae0 [1 (N0 / N 'Ex0 )x ]We1
N 'Ex0 2 EAe0 /(1.12 )
钢结构规范压弯构件平面内稳定
N
mx M x
f
x A xW1x[1 0.8(N / N 'Ex )]
变截面柱平面内计பைடு நூலகம்长度
– 腹板受拉区全部有效 – 腹板受压区有效宽度
he hw
ρ– 有效宽度系数；
有效宽度系数ρ
0.8 1
0.8 1.2 1 0.9( 0.8) 1.2 0.64 0.24( 1.2)
反应腹板受压时稳定性的参数
28.1
hw / tw k 235 / f y
板件在正应力下屈曲系数
k
16 (1 )2 0.112(1 )2 (1 )
其中 2 / 1
有效高度的分布
有效高度的分布
0 he1 2he /(5 ) he2 he he1
0 he1 0.4he he2 0.6he
刚架构件强度计算
• 受弯构件
– 剪力V+弯矩M
• 压弯构件
– 剪力V+弯矩M+轴力N
• 摇摆柱的计算长度系数为1.0
刚架柱平面外稳定计算
N0 t M1 f y Ae0 bWe1
b
4320
2 y
0
A0 h0 Wx 0
( s )4 ( y0t0 )2 ( 235)
w
4.4h0 f y
b 'b
s 1 0.023
lh0 Af
w 1 0.00358
l iy' 0
y0
s
l iy' 0
刚架梁设计
• 平面内按压弯构件计算强度
– 坡度<1:5,轴力很小
• 平面外按压弯构件计算稳定
– 计算长度L：受压翼缘最大侧向支撑点间距； – 隅撑 – L<L0时，可不计算斜梁稳定性
L0 16B 235 / f y
例题
• 单跨双坡门式刚架，材料Q235BF，等截面 梁，楔形柱，H296~616x200x6x8。已知大 头截面内力M1=198.3kN*m，N1=64.5kN， V1=27.3kN；小头截面内力N0=85.8kN， V0=31.6kN。试验算刚架柱是否满足设计要 求。
(
V 0.5Vd
1)2 ]
双轴对称截面
M
N f
Af
(hw
t)( f
N
/
A)
横向加劲肋设置
• 较大固定集中荷载作用处及翼缘转折处 • 其它位置根据计算需要确定 • 利用腹板屈曲后抗剪强度时, a=hw~2hw • 加劲肋应按轴心受压构件验算
– N=P+Ns – 计算长度hw – 截面为加劲肋和两侧宽B腹板
16
21
(1 0.879)2 0.112(1 0.879)2 (1 0.879)
与板件受弯、受压有关的系数
28.1
hw / tw
k 235/( R1 )
600/ 6
0.66
28.1 21 235/(1.087156.8)
大头截面腹板全部有效。
小头截面：
腹板压应力
0
85800 4880
• 截面高度线性变化的刚架柱
h0 h
• 计算方法
– 查表法-用于柱脚铰接的刚架柱 – 一阶分析法 – 二阶分析法
查表法-用于柱脚铰接的刚架柱
• 单跨刚架楔形边柱
h0 h
K1 Ic1 / h
K2 Ib0 /(2s)
• 多跨刚架楔形边柱（中柱为摇摆柱）
h0 h
1 (Pli / hli ) (Pfi / hfi )
第五章 门式刚架构件设计
• 弹性设计方法 • 设计过程
– 初选截面 – 作用效应计算 – 内力组合 – 构件设计 – 调整截面 –…
门式刚架构件设计
• 板件宽厚比 • 腹板屈曲后强度 • 刚架构件强度计算 • 刚架柱平面内稳定计算 • 刚架柱平面外稳定计算 • 刚架梁设计
板件宽厚比限制
• H形钢受压翼缘板宽厚比
（a）刚架几何尺寸
（b）梁、柱大头截面尺寸 （c）柱小头截面尺寸
【解】 (1)计算截面几何特性
刚架梁、柱的毛截面几何特性
构件 名称
刚架梁
截A 面 (mm2)
2-2 6800
Ix (104mm4)
40375
Iy (104mm4)
1068
Wx
ix
(103mm3) (mm)
1311 243.1
iy (mm)
反应腹板受剪时稳定性的参数
w 37
hw / tw k 235 / f y
板件在剪应力下屈曲系数
a / hw 1 k 4 5.34 /(a / hw )2 a / hw 1 k 5.34 4 /(a / hw )2
a – 横向加劲肋间距；
无加劲肋时 k 5.34
腹板有效宽度
• 腹板屈曲后，按有效宽度计算截面特性