壓彎構件和拉彎構件的應用和截面形式
2022-06-27 10:15 陜西鋼結構 華邦建設
構件同時承受軸心壓(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生，彎矩由偏心軸力引起時，也稱為偏壓(或拉)構件。當彎矩作用在截面的一個主軸平面內時稱為單向壓彎(或拉彎)構件，同時作用在兩個主軸平面內時稱為雙向壓彎(或拉彎)構件。由于壓彎構件是受彎構件和軸心受壓構件的組合，因此壓彎構件也稱為梁柱。
在鋼結構中壓彎構件和拉彎構件的應用十分廣泛，例如有節間荷載作用的桁架上下弦桿、受風荷載作用的墻架柱、工作平臺柱、支架柱、單層廠房結構及多高層框架結構中的柱等等大多是壓彎(或拉彎)構件。
與軸心受力構件一樣，壓彎構件和拉彎構件也可以按其截面形式分為實腹式構件和格構式構件兩種，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。當受力較小時，可以選用熱軋型鋼或冷彎薄壁型鋼。當受力較大時，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。除了實腹式截面外，當構件計算長度較大且受力較大時，為了提高截面的抗彎剛度，還采用格構式截面。對稱截面一般適用于所受彎矩值不大或正負彎矩值相差不大的情況;非對稱截面適用于所受彎矩值較大、彎矩不變號或正負彎矩值相差較大的情況，即在受力較大的一側適當加大截面和在彎矩作用平面內加大截面高度。在格構式構件中，通常使彎矩繞虛軸作用，以便根據承受彎矩的需要，更靈活地調整分肢間距。此外，構件截面沿軸線可以變化，例如，工業建筑中的階形柱、門式剛架中的楔形柱等。截面形式的選擇，取決于構件的用途、荷載、制作、安裝、連接構造以及用鋼量等諸多因素。不同的截面形式，在計算方法上會有若干差別。
在進行設計時，壓彎構件和拉彎構件需要同時滿足正常使用極限狀態和承載能力極限狀態的要求。在滿足正常使用極限狀態方面，與軸心受力構件一樣，壓彎構件和拉彎構件也是通過限制構件長細比來保證構件的剛度要求，拉彎構件和壓彎構件的容許長細比與軸心受力構件相同。壓彎構件承載能力極限狀態的計算，包括強度、整體穩定和局部穩定計算，其中整體穩定計算包括彎矩作用平面內穩定和彎矩作用平面外穩定的計算。拉彎構件承載力極限狀態的計算通常僅需要計算其強度，但是，當構件所承受的彎矩較大時，需按受彎構件進行整體穩定和局部穩定計算。
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