【钢结构基础】4.5 压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算_百度...
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4.5 压弯构件的面内和面外稳定性及截面选择计算
在压弯构件中，当轴线压力N和弯矩M共同作用时，可能会出现弯矩作用平面内的失稳现象。例如，当构件抵抗弯扭能力强或侧向支撑充足，防止弯扭变形时，可能在平面内发生整体弯曲失稳。压弯构件的承载能力可通过图4-36解释，随着压力N增加，非线性挠度v也随之增大。在弹性阶段，压力-挠度曲线与轴压杆临界力相同；但钢材的弹塑性使曲线变为ABC，超过A点后，塑性发展加快，形成不稳定平衡。B点是承载能力极限，超过它便丧失整体稳定性，表现为极值点失稳。
压弯构件失稳时，塑性通常先在受压侧发展，也可能在受拉侧随后出现，影响因素包括截面特性、构件长度及初始缺陷。图4-36的曲线c考虑了初始弯曲和残余应力，C点为塑性铰，B点则代表极限承载力，B点在C点之前，反映了塑性的影响。
实腹式压弯构件在平面内稳定，计算方法有近似法和数值积分法。近似法假设挠曲线为正弦波，而数值积分法则考虑实际曲率和残余应力。但近似法对残余应力的处理不足，数值积分法则更精确且实用。
为了简化计算，实用公式基于弹性压弯构件边缘屈服的准则。例如，对图4-38的构件，有等效弯矩系数βm的概念，用于考虑非均匀弯矩的影响。公式（4-74）可用于计算工字形截面的压弯构件在不同荷载条件下的稳定性能。
压弯构件在平面外的稳定性，尤其是开口截面，需要考虑抗扭刚度。双轴对称工字形截面在弯矩作用平面外，弹性弯扭屈曲临界力的计算涉及扭矩平衡和弯曲平衡。对于单轴对称截面，需要考虑形心和剪心的差异，计算公式更为复杂。
格构式压弯构件设计时，要考虑截面选择和缀材连接。在不同的主平面内，构件可能绕实轴或虚轴失稳，计算方法根据失稳类型调整。缀材的计算则参考格构式轴压构件的原理，确保平面内外的稳定性。
