钢结构拉弯构件通常是强度破坏,以截面出现塑性较作为承载力极限。拉弯构件-般只需进行强度和刚度计算,但当弯矩较大而拉力较小时,拉弯构件与梁的受力状态接近,也应考虑和计算构件的整体稳定以及受压板件或分肢的局部稳定。
钢结构单向压弯构件整体破坏有以下三种形式:第一种为强度破坏。当钢结构构件上有孔洞等削弱较多时或杆端弯矩大于构件中间部分弯矩时,有可能发生强度破坏。第二种破坏形式为弯矩作用平面内丧失整体稳定性。当构件在轴心力N和弯矩M共同作用下,开始加载后构件就在弯矩作用平面内发生弯曲变形(图6-3α)。用U表示构件中高截面处弯矩作用平面内的位移,若材料为无限弹性体,N~v曲线如图6-3( b)中OAB所示,在N接近欧拉荷载时,自趋向无限大。实际钢结构所用钢材为弹塑性材料, N - v曲线为OACD。当N不超过Nux时, v随着N的加大而增大(OAC段),构件内、外力矩的平衡是稳定的。当N达到UNux后,N-v曲线如CD段所示,在减小荷载情况下v仍不断增大,戳面内力矩已不能与外力矩保持稳定的平衡。称这种现象为压弯构件丧失弯矩作用平面内的整体稳定,它属于弯曲失稳。图中C点是构件由稳定平衡过渡到不稳定平衡的临界点,也是N - v曲线的极值点,属于极值失稳。称相应于C点的轴力Nux为极限荷载、破坏荷载或最大荷载。第三种破坏形式为弯矩作用平面外丧失整体稳定性。当压弯构件侧向刚度较小时,一旦荷载达某一值,构件将突然发生弯矩作用平面外的弯曲变形,并伴随绕纵向剪切中心轴的扭转,而发生破坏。称这种现象为压弯构件丧失弯矩作用平面外的整体稳定,它属于弯扭失稳(屈曲)。上述两种整体稳定性质不同,应分别研究它们的计算方法。
双向压弯构件的整体失稳变形为双向弯曲井伴随扭转,属于弯扭失稳。
组成压弯构件的部分或全部板件可能受压,若受压板件发生屈曲,即发生局部失稳(屈曲),将导致压弯构件整体稳定承载力降低。
对于钢结构压弯构件,应进行强度、刚度、整体稳定性和局部稳定性计算。