钢结构第四章(轴心受力构件).ppt

§4.5 柱头和柱脚 突缘 加劲肋 柱顶板 加劲肋顶面承压 或水平角焊缝1 加劲肋 传力途径： 竖向角焊缝2 柱身 焊缝1 焊缝2 bl N/2 焊缝2(2条)按N/2 和M=Nbl/4计算 焊缝1按N/2计算 图4.33 梁与柱的铰接连接 (b) ? ? 柱顶板 加劲肋 柱 梁 梁 突缘 垫板 填板 填板 构造螺栓 垫板 §4.5 柱头和柱脚 柱头的计算 (1)梁端突缘加劲肋计算 梁设计中讲授 (2)柱顶板 平面尺寸超出柱轮廓尺寸15-20mm，厚度不小于16mm。 （3）加劲肋 加劲肋与柱顶板的连接焊缝1按承受N/2计算； 加劲肋与柱腹板的连接焊缝2按承受剪力V=N/2和弯矩M=Nbl/4计算。 15-20mm 15-20mm t≥16mm 格构柱柱头：设隔板---支撑顶板 焊缝按中心荷载计算 §4.5 柱头和柱脚 图4.33 梁与柱的铰接连接 (c) (d) (e) §4.5 柱头和柱脚 图4.33 梁与柱的铰接连接 4.5.2 柱脚 §4.5 柱头和柱脚 柱脚的构造应使柱身的内力可靠地传给基础，并和基础有牢固的连接。 图4.34 平板式铰接柱脚 (b) (a) 4.5.2 柱脚 §4.5 柱头和柱脚 锚栓用以固定柱脚位置，沿轴线布置2个，直径20-24mm。 参照H型截面，翼缘2-250×14，腹板-250×8 3.焊接工字形截面 (1)试选截面 (h) 图4.25 例4.4图 (2)整体稳定和长细比验算 ＜ ＜ 因对 x 轴、对式 y 轴 b 类,故由长细比的较大值查表 长细比： (h) 图4.25 例4.4图 翼缘板： 腹 板： （4）构造 ，不设加劲肋 腹板与翼缘的连接焊缝， 取hf =6mm (3)局部稳定 ＜ ＜ §4.4 轴心受压柱的设计 4.4.2 格构柱设计 1. 截面形式 格构式轴心受压构件组成 肢件——槽钢、工字钢、角钢、钢管 缀材——缀条、缀板 缀条 肢件 缀板 肢件 l1 轴心受压柱受力较大或柱的长度较大时，宜采用格构式柱。 图4.4 格构式柱的截面型式 (b) x x y y 虚轴 虚轴 x x y y 虚轴 虚轴 x y x y x y (a) 虚轴 虚轴 虚轴 实轴 实轴 肢件：受力件。 由2肢（工字钢或槽钢）、4肢（角钢）、3肢（圆管）组成。 §4.4 轴心受压柱的设计 §4.4 轴心受压柱的设计 缀条和缀板 一般设置在分肢翼缘两侧平面内，其作用是将各分肢连成整体，使其共同受力，并承受绕虚轴弯曲时产生的剪力。 缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成，它们与分肢翼缘组成桁架体系；缀板常用钢板，与分肢翼缘组成刚架体系。 实轴和虚轴 格构式构件截面中，通过肢件腹板的主轴叫实轴，通过缀材面的主轴叫虚轴。 缀件 截面选取原则： 尽可能做到等稳定性要求。 §4.4 轴心受压柱的设计 2. 格构柱绕虚轴的换算长细比 实腹式轴心受压构件弯曲屈曲时，剪切变 形影响很小，一般可忽略不计。 格构式轴心受压构件绕实轴屈曲时，因绕实轴弯曲产生的剪力由柱肢件承担，变形小，剪切应变能小，可忽略。其稳定计算方法与实腹式构件相同。 但是，绕虚轴弯曲屈曲时，两分肢非实体相连，剪力由缀材承担，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹式构件腹板弱，除弯曲变形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定承载力有所降低。 设计时，常用加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响。 规范在设计上用换算长细比?0x代替对 x 轴的长细比 ?x来考虑剪切变形对临界力的影响。 (1)双肢缀条柱 §4.4 轴心受压柱的设计 根据弹性稳定理论（欧拉公式），考虑剪力的影响后，临界应力为： 则稳定计算： 规范在设计上用换算长细比?0x代替对x轴的长细比?x来考虑剪切变形对临界力的影响。 V V 由于不同的缀材体系剪切刚度不同，单位剪力作用下的轴线转角γ亦不同，所以换算长细比计算就不相同。通常有两种缀材体系，即缀条式和缀板式体系，其换算长细比计算如下： ① 双肢缀条柱 设一个节间两侧斜缀条面积之和为A1；节间长度为l1；斜缀条长度为： 单位剪力作用下其内力为： V=1 V=1 △ △d γ γ l1 ld α a b c d b’ §4.4 轴心受压柱的设计 斜缀条与柱轴线的夹角 V V §4.4 轴心受压柱的设计 假设变形和剪切角有限微小，故水平变位为： 剪切角γ为： 因此，斜缀条的轴向变形为： V=1 V=1 △ △d γ γ l1 ld α a b c d b’ e 代入 则有： 由于α＝40o～70o