钢结构设计原理

拉弯、压弯构件强度按净截面验算。单向弯矩时：$\dfrac{N}{A_n}\pm\dfrac{M_x}{\gamma_x W_{nx}}\le f$；双向弯矩时叠加$M_y/(\gamma_y W_{ny})$项。式中$A_n$、$W_{nx}$、$W_{ny}$为净截面几何量，$f$为钢材强度设计值。

$\gamma_x$、$\gamma_y$为截面塑性发展系数，反映部分截面进入塑性后的承载力提高。对工字形截面对$x$轴（强轴）常取$\gamma_x=1.05$，对$y$轴常取$\gamma_y=1.20$；直接承受动力荷载时宜取$\gamma=1.0$。

公式中轴力项与弯矩项同号或异号取决于验算纤维位置：拉弯时最大拉应力纤维取“+”；压弯时最大压应力纤维亦按不利组合取绝对值最大的一侧。强度验算本质是边缘正应力不超过$f$。

当弯矩很小、接近轴心受力时，强度公式退化为$N/A_n\le f$；当轴力很小、接近受弯时，退化为$M/(\gamma W_n)\le f$。中间状态用相关公式线性（或按规范）组合。

开孔、螺栓孔等削弱处必须用净截面$A_n$、$W_n$；若孔位于受压区且板件局部稳定有保证，有时可按毛截面计算弯矩项，但仍应按规范区分受拉、受压孔洞的处理。

强度满足并不等于压弯构件安全：长细比较大或弯矩较大时，整体稳定往往先于强度控制。设计时应同时完成稳定验算，不能仅凭强度公式选截面。

计算步骤概要：①求设计轴力$N$与弯矩$M_x$、$M_y$；②取净截面特性；③确定$\gamma_x$、$\gamma_y$；④代入强度相关式与$f$比较；⑤不满足则加大截面或调整孔洞布置。