何若全第5章軸心受力構(gòu)件

1、Suzhou University of Science f N A Suzhou University of Science i h y x 4. 由求得的由求得的A、h、b，綜合考慮構(gòu)造、局部穩(wěn)定、鋼，綜合考慮構(gòu)造、局部穩(wěn)定、鋼 材規(guī)格等，確定截面尺寸。材規(guī)格等，確定截面尺寸。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 5. 截面驗(yàn)算：截面驗(yàn)算： l 截面有削弱時(shí)，進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算；截面有削弱時(shí)，進(jìn)行強(qiáng)度驗(yàn)算； l 整體穩(wěn)定驗(yàn)算；整體穩(wěn)定驗(yàn)算； l 局部穩(wěn)定驗(yàn)算；局部穩(wěn)定驗(yàn)算； l 對(duì)于熱軋型鋼截面，因板件的寬厚比

2、較大，可對(duì)于熱軋型鋼截面，因板件的寬厚比較大，可 不進(jìn)行局部穩(wěn)定的驗(yàn)算。不進(jìn)行局部穩(wěn)定的驗(yàn)算。 l 剛度驗(yàn)算；剛度驗(yàn)算； l 構(gòu)造要求。構(gòu)造要求。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 b+40mm 0h s 30 03h h0 橫 向 加 勁 勒 加 勁 勒 縱 向 s 15 b ts sb 20tw235fy (a) (b) bz 10tw tz0.75 wt tw a tw 間距 0 橫 隔 9倍截面的 較大寬度，8m 3h0 橫向加勁勒 間距 3h0 橫向加勁勒 橫向加勁勒 bs h0 30 +40mm

3、 b st 15 s h Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 分肢分肢 綴件綴件 綴板綴板 綴條綴條 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 p 垂直于分肢腹板平面的形心軸垂直于分肢腹板平面的形心軸實(shí)軸實(shí)軸y-y p 垂直于分肢綴件平面的形心軸垂直于分肢綴件平面的形心軸虛軸虛軸x-x Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 0 x l 對(duì)于格構(gòu)柱：

4、當(dāng)繞虛軸失穩(wěn)時(shí)，柱的剪切變形較對(duì)于格構(gòu)柱：當(dāng)繞虛軸失穩(wěn)時(shí)，柱的剪切變形較 大，剪力造成的附加撓曲影響就不能忽略。對(duì)虛軸的大，剪力造成的附加撓曲影響就不能忽略。對(duì)虛軸的 整體穩(wěn)定計(jì)算，以加大長(zhǎng)細(xì)比的辦法來考慮剪切變形整體穩(wěn)定計(jì)算，以加大長(zhǎng)細(xì)比的辦法來考慮剪切變形 的影響，加大后的長(zhǎng)細(xì)比稱為換算長(zhǎng)細(xì)比。的影響，加大后的長(zhǎng)細(xì)比稱為換算長(zhǎng)細(xì)比。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 式中：式中： A 兩個(gè)柱肢的毛截面面積之和；兩個(gè)柱肢的毛截面面積之和； A1x 斜綴條的毛截面面積之和；斜綴條的毛截面面積之和； 整個(gè)柱對(duì)

5、虛軸的長(zhǎng)細(xì)比。整個(gè)柱對(duì)虛軸的長(zhǎng)細(xì)比。 x 1 01 1 i l 單肢對(duì)平行于虛軸的形心軸單肢對(duì)平行于虛軸的形心軸1-11-1軸的長(zhǎng)細(xì)比。軸的長(zhǎng)細(xì)比。 1x 2 0 x 27A/A x 2 1 2 x0 x l雙肢綴條柱雙肢綴條柱 l雙肢綴板柱雙肢綴板柱 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 l1 l1 l 綴條柱綴條柱l1取節(jié)間距離。取節(jié)間距離。l 綴板柱綴板柱l1取綴板之間的凈距離。取綴板之間的凈距離。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)

6、件軸心受力構(gòu)件 n繞實(shí)軸繞實(shí)軸y-y 的整體穩(wěn)定計(jì)算與實(shí)腹式構(gòu)件相同。的整體穩(wěn)定計(jì)算與實(shí)腹式構(gòu)件相同。 f A N y n繞虛軸繞虛軸x-x 的整體穩(wěn)定計(jì)算采用的整體穩(wěn)定計(jì)算采用換算長(zhǎng)細(xì)比換算長(zhǎng)細(xì)比 ox。 f A N x Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 四、格構(gòu)式軸心受壓柱分肢的穩(wěn)定性四、格構(gòu)式軸心受壓柱分肢的穩(wěn)定性 l 為防止單肢件失穩(wěn)先于整體失穩(wěn)，應(yīng)考慮分肢的穩(wěn)定性。為防止單肢件失穩(wěn)先于整體失穩(wěn)，應(yīng)考慮分肢的穩(wěn)定性。 p綴條柱：綴條柱： 1 1m ax 1 0.7 l i 1 1max min 1

7、40,0.5 l i p綴板柱：綴板柱： Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 五、格構(gòu)式軸心受壓柱的截面設(shè)計(jì)五、格構(gòu)式軸心受壓柱的截面設(shè)計(jì) 1.確定格構(gòu)柱的截面確定格構(gòu)柱的截面 u 按對(duì)實(shí)軸的整體穩(wěn)定選擇柱肢截面按對(duì)實(shí)軸的整體穩(wěn)定選擇柱肢截面 假設(shè)假設(shè)查表得查表得 y 則所需要的構(gòu)件截面面積為：則所需要的構(gòu)件截面面積為： 3 2 1 0 0 01 0 6 1 9 3 0 .7 5 12 1 5 N Am m f Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸

8、心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 x 1 2 27 A A y 則有： （綴條柱） x 2 1 2 y （綴板柱） 確定柱的寬度確定柱的寬度 bix 1 x i xx l 0 由等穩(wěn)條件由等穩(wěn)條件 yox u 按對(duì)虛軸的整體穩(wěn)定確定兩分肢的距離按對(duì)虛軸的整體穩(wěn)定確定兩分肢的距離 2. 確定格構(gòu)柱的截面確定格構(gòu)柱的截面 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 二、綴材計(jì)算二、綴材計(jì)算 n軸心受壓格構(gòu)柱平行于綴材面的剪力為：軸心受壓格構(gòu)柱平行于綴材面的剪力為： 1 N ncos V b 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按軸設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)按軸 心受壓計(jì)算，心

9、受壓計(jì)算， 3. 綴材設(shè)計(jì)綴材設(shè)計(jì) 綴條設(shè)計(jì)綴條設(shè)計(jì) Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 2、綴板設(shè)計(jì)、綴板設(shè)計(jì) V1/2 l12l12 V1/2 a/2 T a lV T 11 T M d 2 11l V M 肢肢件件軸軸線線間間距距a a 綴綴板板中中心心間間距距式式中中： 1 1 l T和和M即為綴板與肢件連接處的即為綴板與肢件連接處的 設(shè)計(jì)內(nèi)力。設(shè)計(jì)內(nèi)力。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 l 柱的頂部與梁（桁架）

10、連接的部分稱為柱頭。柱的頂部與梁（桁架）連接的部分稱為柱頭。 l 作用是通過柱頭將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到柱身。作用是通過柱頭將上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到柱身。 設(shè)計(jì)的原則：設(shè)計(jì)的原則：傳力明確、傳力明確、 安全可靠、安全可靠、 經(jīng)濟(jì)合理，經(jīng)濟(jì)合理， 便于制造和安裝。便于制造和安裝。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 n梁支于柱頂梁支于柱頂 柱頂板柱頂板 傳力路線：傳力路線： 梁梁 突緣突緣 柱頂板柱頂板 加勁肋加勁肋 柱身柱身 焊縫焊縫墊板墊板焊縫焊縫焊縫焊縫 Suzhou University of Science

11、& Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 n梁連接于柱側(cè)面梁連接于柱側(cè)面 承托承托 刨平頂緊刨平頂緊 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 l 柱下端與基礎(chǔ)相連的部分稱為柱腳。柱下端與基礎(chǔ)相連的部分稱為柱腳。 l 柱腳的作用是將柱身所受的力傳遞和分布到基礎(chǔ)柱腳的作用是將柱身所受的力傳遞和分布到基礎(chǔ), 并將柱固定于基礎(chǔ)。并將柱固定于基礎(chǔ)。 p柱腳的分類柱腳的分類 鉸接柱腳鉸接柱腳 只傳遞軸力只傳遞軸力 (軸心受壓柱采用軸心受壓柱采用) 剛接柱腳剛接柱腳 傳遞軸力和彎矩傳遞軸力和彎矩 (偏心受

12、壓柱采用偏心受壓柱采用) Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 僅有底板的柱腳僅有底板的柱腳 底板底板 底板底板 L B (a) (b) n 底版是把柱的底部放大，以增加其與基礎(chǔ)項(xiàng)部的底版是把柱的底部放大，以增加其與基礎(chǔ)項(xiàng)部的 接觸面積。接觸面積。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 有靴梁帶隔板的柱腳有靴梁帶隔板的柱腳 隔板隔板 錨栓錨栓 靴梁靴梁 底板底板靴梁靴梁 底板底板 隔板隔板 Suzhou University o

13、f Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 有靴梁、肋板的柱腳有靴梁、肋板的柱腳 肋板肋板 靴梁靴梁 a1 b1 靴梁靴梁 n 靴梁、隔板和肋板可靴梁、隔板和肋板可 以增加柱與底板的連接以增加柱與底板的連接 焊縫長(zhǎng)度，并將底板分焊縫長(zhǎng)度，并將底板分 隔成幾個(gè)區(qū)格，減小底隔成幾個(gè)區(qū)格，減小底 板的彎矩。板的彎矩。 n錨栓是用來將柱腳固錨栓是用來將柱腳固 定在基礎(chǔ)中的。定在基礎(chǔ)中的。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 n 連接焊縫：連接焊縫： 焊縫焊縫連接柱與靴梁，連接柱

14、與靴梁， 單面焊，單面焊，4條；條； 焊縫焊縫連接靴梁與底板，連接靴梁與底板， 單面焊，單面焊，2條；條； 焊縫焊縫連接隔板與靴梁，連接隔板與靴梁， 單面焊，單面焊，4條；條； 焊縫焊縫連接隔板與底板，連接隔板與底板， 單面焊，單面焊，2條；條； 隔板隔板 錨栓錨栓 靴梁靴梁 底板底板 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 n 傳力途徑傳力途徑 柱柱 靴梁靴梁 底板底板 混凝土基礎(chǔ)混凝土基礎(chǔ) 隔板（肋板）隔板（肋板） Suzhou University of Science & Technology 第第5章章

15、 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 l底板的面積底板的面積 An底板凈面積，底板凈面積，An = BL- -A0 ； c 基礎(chǔ)混凝土局部承壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù)；基礎(chǔ)混凝土局部承壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù)； fcc 基礎(chǔ)混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值基礎(chǔ)混凝土抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值 。 c cc ca1 B t1t1 a b1 靴梁靴梁 隔板隔板 底板底板 L Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 l 底板的厚度底板的厚度 底板的厚度取決于底板的厚度取決于各區(qū)格板單位寬度上的最大彎各區(qū)格板單位寬度上的最大彎 矩矩，板的不同受力區(qū)域有：一邊，板的不同

16、受力區(qū)域有：一邊( (懸臂板懸臂板) )、兩邊、三邊和、兩邊、三邊和 四邊支承板。四邊支承板。 一邊支承（懸臂板）一邊支承（懸臂板） 2 1 2 cq M n ANq Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 二相鄰邊支承：二相鄰邊支承： 2 22 aqM 對(duì)角線長(zhǎng)度；對(duì)角線長(zhǎng)度；a1自由邊長(zhǎng)度；自由邊長(zhǎng)度； 系數(shù)，與系數(shù)，與 有關(guān)。有關(guān)。 2 a 22 /ab 式中：式中： 三邊支承：三邊支承： )( 2 13 664 aqM Suzhou University of Science & Technology 第

17、第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 四邊支承部分：四邊支承部分： 2 4 aqM 式中：式中： a 四邊支承板短邊長(zhǎng)度；四邊支承板短邊長(zhǎng)度； b 四邊支承板長(zhǎng)邊長(zhǎng)度；四邊支承板長(zhǎng)邊長(zhǎng)度； 系數(shù)，與系數(shù)，與b/a有關(guān)。有關(guān)。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 l 靴梁高度靴梁高度ha由其與柱邊由其與柱邊4條豎向連接焊縫長(zhǎng)度條豎向連接焊縫長(zhǎng)度 確定，厚度可取等于或小于柱翼緣的厚度。確定，厚度可取等于或小于柱翼緣的厚度。 2 awf hlh所以： 且取且取10的倍數(shù)。的倍數(shù)。所以：所以： Suzhou Unive

18、rsity of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 l 靴梁按支承于柱身兩側(cè)連接焊縫處的單跨雙懸靴梁按支承于柱身兩側(cè)連接焊縫處的單跨雙懸 臂梁計(jì)算，根據(jù)所承受的最大彎矩和最大剪力臂梁計(jì)算，根據(jù)所承受的最大彎矩和最大剪力 值，驗(yàn)算靴梁的抗彎和抗剪強(qiáng)度。值，驗(yàn)算靴梁的抗彎和抗剪強(qiáng)度。 N 4 N 4 M2 M1 V1 V2 2 1 2 MqBl VqBl Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 l靴梁及隔板的連接焊縫計(jì)算靴梁及隔板的連接焊縫計(jì)算 w f wff f lh

19、N 7 . 0 隔板的厚度不得小于其長(zhǎng)度的隔板的厚度不得小于其長(zhǎng)度的1/50，高度略，高度略 小于靴梁的高度。隔板可視為簡(jiǎn)支于靴梁的簡(jiǎn)支小于靴梁的高度。隔板可視為簡(jiǎn)支于靴梁的簡(jiǎn)支 梁，承受圖中陰影面積的底板反力。梁，承受圖中陰影面積的底板反力。 b1a a1c c Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 肋板按懸臂梁計(jì)算，承受的荷載為圖中所示的肋板按懸臂梁計(jì)算，承受的荷載為圖中所示的 陰影部分的底板反力。陰影部分的底板反力。 肋板肋板 a1 b1 l肋板與靴梁間的連接焊縫計(jì)算肋板與靴梁間的連接焊縫計(jì)算 Suzho

20、u University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 剛性柱腳剛性柱腳 加勁板加勁板 地腳螺栓地腳螺栓 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件 3.在選擇軸心受壓構(gòu)件的截面形式時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮板件較薄而比較寬大在選擇軸心受壓構(gòu)件的截面形式時(shí)，應(yīng)優(yōu)先考慮板件較薄而比較寬大 開展截面，以保證在相同的截面積下獲得較高的回轉(zhuǎn)半徑及較小的長(zhǎng)開展截面，以保證在相同的截面積下獲得較高的回轉(zhuǎn)半徑及較小的長(zhǎng) 細(xì)比。細(xì)比。 、 2.軸心受力構(gòu)件的剛度性能一般用長(zhǎng)細(xì)比度量，對(duì)軸心

21、受壓構(gòu)件而言，軸心受力構(gòu)件的剛度性能一般用長(zhǎng)細(xì)比度量，對(duì)軸心受壓構(gòu)件而言， 長(zhǎng)細(xì)比太大除可能影響正常使用而外，還使得其整體穩(wěn)定承載力降低，長(zhǎng)細(xì)比太大除可能影響正常使用而外，還使得其整體穩(wěn)定承載力降低， 因此需要對(duì)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比加以限制。因此需要對(duì)構(gòu)件的長(zhǎng)細(xì)比加以限制。 1.鋼材具有良好的塑性性能，即鋼材的力學(xué)性能可簡(jiǎn)化為理想彈塑性材鋼材具有良好的塑性性能，即鋼材的力學(xué)性能可簡(jiǎn)化為理想彈塑性材 料，因此在進(jìn)行截面強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，可以不考慮彈性材料截面開孔時(shí)存在料，因此在進(jìn)行截面強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，可以不考慮彈性材料截面開孔時(shí)存在 的應(yīng)力集中現(xiàn)象，以凈截面達(dá)到鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度作為強(qiáng)度破壞的條件。的應(yīng)力集中現(xiàn)象，以凈截面達(dá)到鋼材的設(shè)計(jì)強(qiáng)度作為強(qiáng)度破壞的條件。 4.4.實(shí)際工程中的軸心受壓構(gòu)件必然存在桿件的初彎曲、荷載的初偏心以實(shí)際工程中的軸心受壓構(gòu)件必然存在桿件的初彎曲、荷載的初偏心以 及殘余應(yīng)力的影響，這些初始缺陷將降低桿件的整體穩(wěn)定承載力。根據(jù)及殘余應(yīng)力的影響，這些初始缺陷將降低桿件的整體穩(wěn)定承載力。根據(jù) 不同的截面形式，規(guī)范采用不同的截面形式，規(guī)范采用4 4條柱子曲線來計(jì)算軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定條柱子曲線來計(jì)算軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定 承載力。承載力。 Suzhou University of Science & Technology 第第5章章 軸心受力構(gòu)件