拉弯构件和压弯构件是在承受轴心拉力或轴心压力的同时还承受弯矩作用的构件。

构件截面出现塑性铰时，轴向压力N和弯矩M的相关关系可以根据力的平衡条件得到。按图5-3d所示的应力分布图，内力的计算分为两种情况。

1）当中和轴在腹板范围内，即N≤A₀f_y时，有

N=（1-2α）h₀t_wf_y=（1-2α）A₀f_y （5-1）

近似取h=h₀，则

M=A₁h₀f_y+αh₀t_wf_y（1-α）h₀=A₁h₀f_y+α（1-α）A₀h₀f_y （5-2）

从以上两式中消去α可得

令A₁=γA₀，η=1+2γ，A=2A₁+A₀=A₀（1+2γ）=ηA₀，则由式（5-3）可得

当只有轴向压力而无弯矩作用时，截面所能承受的最大压力为全截面的屈服压力，即

N_P=Af_y=ηA₀f_y （5-5）

当只有弯矩而无轴向压力作用时，截面所能承受的最大弯矩为全截面的塑性铰弯矩，即

由式（5-1）、式（5-4）～式（5-6）可得N和M的相关公式为

2）当中和轴在翼缘范围内，即N＞A₀f_y时，按上述相同的方法可以导得

可以将式（5-7）和式（5-8）画成如图5-4所示的N/N_P和M/M_P的无量纲化的相关曲线，此曲线是外凸的。因工字形截面翼缘和腹板尺寸的多样化，相关曲线在一定范围内变动，图5-4中的阴影区画出了常用工字形截面绕强轴和弱轴弯曲的相关曲线的变动范围。

图5-4 压弯和拉弯构件强度相关曲线(www.daowen.com)

为了计算简便并偏于安全，拉弯或压弯构件的强度计算可采用直线式相关关系，即

令N_P=A_nf_y，并和受弯构件的强度计算一样，考虑截面部分发展塑性，用γ_xW_nx和γ_yW_ny分别代替截面对两个主轴的塑性模量，再引入抗力分项系数后，可以得到规范规定的拉弯和压弯构件的强度计算公式。

单向拉弯或压弯构件的强度计算公式为

双向拉弯或压弯构件的强度计算公式为

式中 A_n——净截面面积；

W_nx、W_ny——分别为对x轴和y轴的净截面模量；

γ_x、γ_y——截面塑性发展系数，按表4-1选用。

当压弯构件受压翼缘的自由外伸宽度与其厚度之比大于而不超过时，应取γ_x=1.0。

对需要验算疲劳的拉弯和压弯构件，宜取γ_x=γ_y=1.0，即不考虑塑性发展，按构件始终在弹性阶段工作计算。

【例5-1】 如图5-5所示为40c钢构件，承受轴心拉力设计值F=700kN，两端铰接，在跨中1/3处作用者集中荷载F=65kN，钢材为Q235。试计算构件的强度。

图5-5 40c钢构件（例5-1）

【解】 由40c查《热轧型钢》（GB/T706—2008）中热轧普通工字钢截面特性表得：A_n=102.112cm²，W_x=1190cm³

（1）构件的最大弯矩 M_x=Fa=65×2=130kN·m

（2）强度验算 查得：γ_x=1.05，f=215N/mm²。

（满足要求）