第4章軸心受力構(gòu)件4(2011)

1、45 柱頭和柱腳一、柱頭（梁與柱的連接鉸接）一、柱頭（梁與柱的連接鉸接）（一）連接構(gòu)造（一）連接構(gòu)造 為了使柱子實現(xiàn)軸心受壓，并安全將荷載傳至基礎(chǔ)，為了使柱子實現(xiàn)軸心受壓，并安全將荷載傳至基礎(chǔ)，必須合理構(gòu)造柱頭、柱腳。必須合理構(gòu)造柱頭、柱腳。 設(shè)計原則是：傳力明確、過程簡潔、經(jīng)濟合理、設(shè)計原則是：傳力明確、過程簡潔、經(jīng)濟合理、安全可靠，并具有足夠的剛度且構(gòu)造又不復(fù)雜。安全可靠，并具有足夠的剛度且構(gòu)造又不復(fù)雜。 梁與柱的連接一般可分為三類：梁與柱的連接一般可分為三類： 其一，鉸接連接，這種連接柱身只承受梁端的豎向剪其一，鉸接連接，這種連接柱身只承受梁端的豎向剪力，梁與柱軸線間的夾角可以自由改變，

2、節(jié)點的轉(zhuǎn)動不受力，梁與柱軸線間的夾角可以自由改變，節(jié)點的轉(zhuǎn)動不受約束；約束； 其二，剛性連接，這種連接柱身在承受梁端豎向剪其二，剛性連接，這種連接柱身在承受梁端豎向剪力的同時，還將承受梁端傳遞的彎矩，梁與柱軸線間的夾力的同時，還將承受梁端傳遞的彎矩，梁與柱軸線間的夾角在節(jié)點轉(zhuǎn)動時保持不變；角在節(jié)點轉(zhuǎn)動時保持不變； 其三，半剛性連接，介于鉸接連接和剛性連接之間，其三，半剛性連接，介于鉸接連接和剛性連接之間，這種連接除承受梁端傳來的豎向剪力外，還可以承受一定這種連接除承受梁端傳來的豎向剪力外，還可以承受一定數(shù)量的彎矩，梁與柱軸線間的夾角在節(jié)點轉(zhuǎn)動時將有所改數(shù)量的彎矩，梁與柱軸線間的夾角在節(jié)點轉(zhuǎn)動時

3、將有所改變，但又受到一定程度的約束。變，但又受到一定程度的約束。 在實際工程中，上述理想的剛性連接是很少存在的。在實際工程中，上述理想的剛性連接是很少存在的。通常，按梁端彎矩與梁柱曲線相對轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，確定通常，按梁端彎矩與梁柱曲線相對轉(zhuǎn)角之間的關(guān)系，確定梁與柱連接節(jié)點的類型。梁與柱連接節(jié)點的類型。 當(dāng)梁與柱的連接節(jié)點只能傳遞理想剛性連接彎矩的當(dāng)梁與柱的連接節(jié)點只能傳遞理想剛性連接彎矩的20%20%以下時，即可認(rèn)為是鉸接連接。以下時，即可認(rèn)為是鉸接連接。 當(dāng)梁與柱的連接節(jié)點能夠承受理想剛性連接彎矩的當(dāng)梁與柱的連接節(jié)點能夠承受理想剛性連接彎矩的90%90%以上時，即可認(rèn)為是剛性連接。以上時，即

4、可認(rèn)為是剛性連接。 半剛性連接的彎矩半剛性連接的彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系較為復(fù)雜，它隨連轉(zhuǎn)角關(guān)系較為復(fù)雜，它隨連接形式、構(gòu)造細(xì)節(jié)的不同而異。進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須通接形式、構(gòu)造細(xì)節(jié)的不同而異。進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，必須通過試驗或其他方法提供較為準(zhǔn)確的節(jié)點彎矩過試驗或其他方法提供較為準(zhǔn)確的節(jié)點彎矩轉(zhuǎn)角關(guān)系。轉(zhuǎn)角關(guān)系。設(shè)計部門很難辦到，因此目前較少采用半剛性連接節(jié)點。設(shè)計部門很難辦到，因此目前較少采用半剛性連接節(jié)點。4.3.1 梁與柱的鉸接連接梁與柱的鉸接連接1梁支承于柱頂?shù)你q接連接梁支承于柱頂?shù)你q接連接 圖圖8.3.18.3.1為梁支承在柱頂?shù)你q接構(gòu)造。梁的支座反力通過柱為梁支承在柱頂?shù)你q接構(gòu)造。梁的支座反力通過柱

5、頂板傳給柱身，頂板與柱身采用焊縫連接。每個梁端與柱采用螺頂板傳給柱身，頂板與柱身采用焊縫連接。每個梁端與柱采用螺栓連接，使其位置固定在柱頂板上。頂板厚度一般取栓連接，使其位置固定在柱頂板上。頂板厚度一般取1620mm1620mm。 在圖在圖8.3.18.3.1（a a）中，梁端加勁肋對準(zhǔn)柱的翼緣板，使梁的）中，梁端加勁肋對準(zhǔn)柱的翼緣板，使梁的支座支力通過梁端加勁肋直接傳給柱的翼緣。這種連接形式構(gòu)造支座支力通過梁端加勁肋直接傳給柱的翼緣。這種連接形式構(gòu)造簡單，施工方便，適用于相鄰梁的支座反力相等或差值較小的情簡單，施工方便，適用于相鄰梁的支座反力相等或差值較小的情況。當(dāng)兩相鄰梁支座反力不等且相差

6、較大時（例如左跨梁有活荷況。當(dāng)兩相鄰梁支座反力不等且相差較大時（例如左跨梁有活荷載，右跨梁無活荷載），柱將產(chǎn)生較大的偏心彎矩。設(shè)計時柱身載，右跨梁無活荷載），柱將產(chǎn)生較大的偏心彎矩。設(shè)計時柱身除按軸心受壓構(gòu)件計算外，還應(yīng)按壓彎構(gòu)件進行驗算。兩相鄰梁除按軸心受壓構(gòu)件計算外，還應(yīng)按壓彎構(gòu)件進行驗算。兩相鄰梁在調(diào)整、安裝就位后，用連接板和螺栓在靠近梁下翼緣處連接起在調(diào)整、安裝就位后，用連接板和螺栓在靠近梁下翼緣處連接起來。來。 在圖在圖8.3.18.3.1（b b）中，梁端采用突緣支座，突緣板底部刨平）中，梁端采用突緣支座，突緣板底部刨平（或銑平），與柱頂板直接頂緊，梁的支座反力通過突緣板作用（或銑

7、平），與柱頂板直接頂緊，梁的支座反力通過突緣板作用在柱身的軸線附近。這種連接即使兩相鄰梁支座反力不相等時，在柱身的軸線附近。這種連接即使兩相鄰梁支座反力不相等時，對柱所產(chǎn)生的偏心彎矩也很小，柱仍接近軸心受壓狀態(tài)。對柱所產(chǎn)生的偏心彎矩也很小，柱仍接近軸心受壓狀態(tài)。 梁的支座反力主要由柱的腹板來承受，所以柱腹板的厚度梁的支座反力主要由柱的腹板來承受，所以柱腹板的厚度不能太薄。在柱頂板之下的柱腹板上應(yīng)設(shè)置一對加勁肋以加強不能太薄。在柱頂板之下的柱腹板上應(yīng)設(shè)置一對加勁肋以加強腹板。加勁肋與柱腹板的豎向焊縫連接要按同時傳遞剪力和彎腹板。加勁肋與柱腹板的豎向焊縫連接要按同時傳遞剪力和彎矩計算，因此加勁肋要

8、有足夠的長度，以滿足焊縫強度和應(yīng)力矩計算，因此加勁肋要有足夠的長度，以滿足焊縫強度和應(yīng)力均勻擴散的要求。加勁肋與頂板的水平焊縫連接應(yīng)按傳力需要均勻擴散的要求。加勁肋與頂板的水平焊縫連接應(yīng)按傳力需要計算。為了加強柱頂板的抗彎剛度，在柱頂板中心部位加焊一計算。為了加強柱頂板的抗彎剛度，在柱頂板中心部位加焊一塊墊板。為了便于制造和安裝，兩相鄰梁之間預(yù)留塊墊板。為了便于制造和安裝，兩相鄰梁之間預(yù)留1020mm1020mm間隙。在靠近梁下翼緣處的梁支座突緣板間填以合適的填板，間隙。在靠近梁下翼緣處的梁支座突緣板間填以合適的填板，并用螺栓相連。并用螺栓相連。 在圖在圖8.3.18.3.1（c c）為梁支承

9、在格構(gòu)式柱頂?shù)你q接連接構(gòu)造。）為梁支承在格構(gòu)式柱頂?shù)你q接連接構(gòu)造。為了保證格構(gòu)式柱兩單肢受力均勻，不論是綴條式還是綴板式為了保證格構(gòu)式柱兩單肢受力均勻，不論是綴條式還是綴板式柱，在柱頂處應(yīng)設(shè)置端綴板，并在兩個單肢的腹板內(nèi)側(cè)中央處柱，在柱頂處應(yīng)設(shè)置端綴板，并在兩個單肢的腹板內(nèi)側(cè)中央處設(shè)置豎向隔板，使格構(gòu)式柱在柱頭一段變?yōu)閷嵏故健＿@樣，梁設(shè)置豎向隔板，使格構(gòu)式柱在柱頭一段變?yōu)閷嵏故?。這樣，梁支承在格構(gòu)式柱頂連接構(gòu)造可與實腹式柱的同樣處理。支承在格構(gòu)式柱頂連接構(gòu)造可與實腹式柱的同樣處理。2梁支承于柱側(cè)面的鉸接連接梁支承于柱側(cè)面的鉸接連接 梁連接在柱的側(cè)面上，在柱側(cè)面設(shè)置承托，以支承梁的支梁連接在柱的

10、側(cè)面上，在柱側(cè)面設(shè)置承托，以支承梁的支座反力，其鉸接構(gòu)造如圖座反力，其鉸接構(gòu)造如圖8.3.2所示。所示。 當(dāng)梁的支座反力不大時，可采用如圖當(dāng)梁的支座反力不大時，可采用如圖8.3.2（a）所示的連接）所示的連接構(gòu)造。梁端可不設(shè)支承加勁肋，直接放在柱的承托上，用普通構(gòu)造。梁端可不設(shè)支承加勁肋，直接放在柱的承托上，用普通螺栓固定其位置。梁端與柱側(cè)面預(yù)留一定間隙，在梁腹板靠近螺栓固定其位置。梁端與柱側(cè)面預(yù)留一定間隙，在梁腹板靠近上翼緣處設(shè)一短角鋼和柱身相連，以防止梁端向平面外方向產(chǎn)上翼緣處設(shè)一短角鋼和柱身相連，以防止梁端向平面外方向產(chǎn)生偏移。這種連接形式比較簡單，施工方便。生偏移。這種連接形式比較簡單

11、，施工方便。 當(dāng)梁的支座反力較大時，可采用如圖當(dāng)梁的支座反力較大時，可采用如圖8.3.28.3.2（b b）所示的連）所示的連接構(gòu)造。梁的支座反力由突緣板傳給承托，承托一般用厚鋼板接構(gòu)造。梁的支座反力由突緣板傳給承托，承托一般用厚鋼板制作，有時為了安裝方便，也可采用加勁后的角鋼。承托的厚制作，有時為了安裝方便，也可采用加勁后的角鋼。承托的厚度應(yīng)比梁端突緣板的厚度大度應(yīng)比梁端突緣板的厚度大1012mm1012mm，承托的寬度應(yīng)比梁端，承托的寬度應(yīng)比梁端突緣板的寬度大突緣板的寬度大10mm10mm。承托與柱側(cè)面用焊縫相連。承托的頂。承托與柱側(cè)面用焊縫相連。承托的頂面應(yīng)刨平，和梁端突緣板頂緊并以局部

12、承壓傳力。面應(yīng)刨平，和梁端突緣板頂緊并以局部承壓傳力。 考慮到梁端支座反力偏心的不利影響，承托與柱的連接焊考慮到梁端支座反力偏心的不利影響，承托與柱的連接焊縫按縫按1.251.25倍梁端支座反力來計算。為了便于安裝，梁端與柱側(cè)倍梁端支座反力來計算。為了便于安裝，梁端與柱側(cè)面應(yīng)預(yù)留面應(yīng)預(yù)留510mm510mm的間隙，安裝時加填板并設(shè)置構(gòu)造螺栓，以的間隙，安裝時加填板并設(shè)置構(gòu)造螺栓，以固定梁的位置。當(dāng)兩相鄰梁的支座反力相差較大時，應(yīng)考慮偏固定梁的位置。當(dāng)兩相鄰梁的支座反力相差較大時，應(yīng)考慮偏心影響，對柱身應(yīng)按壓彎構(gòu)件進行驗算。心影響，對柱身應(yīng)按壓彎構(gòu)件進行驗算。 （二）、傳力途徑（二）、傳力途徑傳

13、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柱頂板柱頂板加勁肋加勁肋柱柱梁梁梁梁突緣突緣墊板墊板填板填板填板填板構(gòu)造螺栓構(gòu)造螺栓（三）、柱頭的計算（三）、柱頭的計算(1)(1)梁端局部承壓計算梁端局部承壓計算梁設(shè)計中講授梁設(shè)計中講授(2)(2)柱頂板柱頂板 平面尺寸超出柱輪平面尺寸超出柱輪廓尺寸廓尺寸15-20mm15-20mm，厚度不，厚度不小于小于14mm14mm。（3 3）加勁肋）加勁肋 加勁肋與柱腹板的連接焊縫按承受剪力加勁肋與柱腹板的連接焊縫按承受剪力V=N/ /2和彎矩和彎矩M=Nl l/ /4計算。計算。N/2l l/2l

14、 l15-20mm15-20mm15-20mm15-20mmt14mmt14mm8.3.2 梁與柱的剛性連接梁與柱的剛性連接 框架梁與柱的連接節(jié)點做成剛性連接，可以增框架梁與柱的連接節(jié)點做成剛性連接，可以增強框架的抗側(cè)移剛度，減小框架橫梁的跨中彎矩。強框架的抗側(cè)移剛度，減小框架橫梁的跨中彎矩。在多、高層框架中梁與柱的連接節(jié)點一般都是采用在多、高層框架中梁與柱的連接節(jié)點一般都是采用剛性連接。梁與柱節(jié)點的剛性連接就是要保證將梁剛性連接。梁與柱節(jié)點的剛性連接就是要保證將梁端的彎矩和剪力可以有效地傳給柱子。圖端的彎矩和剪力可以有效地傳給柱子。圖8.3.3是梁是梁與柱的剛性連接構(gòu)造圖。與柱的剛性連接構(gòu)造

15、圖。 圖圖8.3.3（a）所示為多層框架工字形梁和工字形柱全焊接剛）所示為多層框架工字形梁和工字形柱全焊接剛性連接。梁翼緣與柱翼緣采用坡口對接焊縫連接。性連接。梁翼緣與柱翼緣采用坡口對接焊縫連接。 為了便于梁翼緣處坡口焊縫的施焊和設(shè)置襯板，在梁腹板為了便于梁翼緣處坡口焊縫的施焊和設(shè)置襯板，在梁腹板兩端上、下角處各開兩端上、下角處各開r=3035mm的半園孔。梁翼緣焊縫承受由的半園孔。梁翼緣焊縫承受由梁端彎矩產(chǎn)生的拉力和壓力；梁腹板與柱翼緣采用角焊縫連接梁端彎矩產(chǎn)生的拉力和壓力；梁腹板與柱翼緣采用角焊縫連接以傳遞梁端剪力。這種全焊接節(jié)點的優(yōu)點是省工省料，缺點是以傳遞梁端剪力。這種全焊接節(jié)點的優(yōu)點

16、是省工省料，缺點是梁需要現(xiàn)場定位、工地高空施焊，不便于施工。梁需要現(xiàn)場定位、工地高空施焊，不便于施工。 為了消除上述缺點，可以將框架橫梁做成兩段，并把短梁為了消除上述缺點，可以將框架橫梁做成兩段，并把短梁段在工廠制造時先焊在柱子上，如圖段在工廠制造時先焊在柱子上，如圖8.3.3（b）所示，在施工現(xiàn)）所示，在施工現(xiàn)場再采用高強度螺栓摩擦型連接將橫梁的中間段拼接起來。場再采用高強度螺栓摩擦型連接將橫梁的中間段拼接起來。 框架橫梁拼接處的內(nèi)力比梁端處小，因而有利于高強度螺框架橫梁拼接處的內(nèi)力比梁端處小，因而有利于高強度螺栓連接的設(shè)計。栓連接的設(shè)計。 圖圖8.3.38.3.3（c c）為梁腹板與柱翼緣

17、采用連接角鋼和高強度）為梁腹板與柱翼緣采用連接角鋼和高強度螺栓連接，并利用高強度螺栓兼作安裝螺栓。螺栓連接，并利用高強度螺栓兼作安裝螺栓。 橫梁安裝就位后再將梁的上、下翼緣與柱的翼緣用坡口對橫梁安裝就位后再將梁的上、下翼緣與柱的翼緣用坡口對接焊縫連接。接焊縫連接。 這種節(jié)點連接包括高強度螺栓和焊縫兩種連接件，要求它這種節(jié)點連接包括高強度螺栓和焊縫兩種連接件，要求它們聯(lián)合或分別承受梁端的彎矩和剪力，常稱為混合連接。們聯(lián)合或分別承受梁端的彎矩和剪力，常稱為混合連接。 4-6柱腳節(jié)點柱腳節(jié)點1 .柱腳的形式與構(gòu)造柱腳的形式與構(gòu)造 柱腳的作用是將柱的下端固定于基礎(chǔ)，并將柱身柱腳的作用是將柱的下端固定于

18、基礎(chǔ)，并將柱身所受的內(nèi)力傳給基礎(chǔ)?；A(chǔ)一般由鋼筋混凝土做成，所受的內(nèi)力傳給基礎(chǔ)?；A(chǔ)一般由鋼筋混凝土做成，其強度遠比鋼材低。為此，需要將柱身的底端放大，其強度遠比鋼材低。為此，需要將柱身的底端放大，以增加其與基礎(chǔ)頂部的接觸面積，使接觸面上的壓應(yīng)以增加其與基礎(chǔ)頂部的接觸面積，使接觸面上的壓應(yīng)力小于或等于基礎(chǔ)混凝土的抗壓強度設(shè)計值。力小于或等于基礎(chǔ)混凝土的抗壓強度設(shè)計值。 柱腳按其與基礎(chǔ)的連接方式不同，可分為鉸接和柱腳按其與基礎(chǔ)的連接方式不同，可分為鉸接和剛接兩種型式。剛接兩種型式。 圖圖8.6.1是幾種常用的鉸接柱腳型式，主要用于軸心是幾種常用的鉸接柱腳型式，主要用于軸心受壓柱。受壓柱。 圖圖8

19、.6.1 (a) 在柱子下端直接與底板焊接。柱子壓力在柱子下端直接與底板焊接。柱子壓力由焊縫傳給底板，由底板擴散并傳給基礎(chǔ)。由于底板在各由焊縫傳給底板，由底板擴散并傳給基礎(chǔ)。由于底板在各方向均為懸臂，在基礎(chǔ)反力作用下，底板抗彎剛度較弱。方向均為懸臂，在基礎(chǔ)反力作用下，底板抗彎剛度較弱。所以這種柱腳型式只適用于柱子軸力較小的情況。所以這種柱腳型式只適用于柱子軸力較小的情況。 當(dāng)柱子軸力較大時，通常采用圖當(dāng)柱子軸力較大時，通常采用圖8.6.1(b)、(c)、(d)所所示的柱腳型式。在柱子底板上設(shè)置靴梁、隔板和肋板，底示的柱腳型式。在柱子底板上設(shè)置靴梁、隔板和肋板，底板被分隔成若干小的區(qū)格。底板上的

20、靴梁、隔板和肋板相板被分隔成若干小的區(qū)格。底板上的靴梁、隔板和肋板相當(dāng)于這些小區(qū)格板塊的邊界支座，改變了底板的支承條件。當(dāng)于這些小區(qū)格板塊的邊界支座，改變了底板的支承條件。在基礎(chǔ)反力作用下，底板的最大彎矩值變小了。在基礎(chǔ)反力作用下，底板的最大彎矩值變小了。 柱子軸力通過豎向角焊縫傳給靴梁，靴梁再通過水柱子軸力通過豎向角焊縫傳給靴梁，靴梁再通過水平角焊縫傳給底板。平角焊縫傳給底板。 圖圖8.6.1(b)8.6.1(b)中，靴梁焊在柱翼緣的兩側(cè)，在靴梁之中，靴梁焊在柱翼緣的兩側(cè)，在靴梁之間設(shè)置隔板，以增加靴梁的側(cè)向剛度；同時，底板被進間設(shè)置隔板，以增加靴梁的側(cè)向剛度；同時，底板被進一步分成更小的區(qū)

21、格，底板中的彎矩也因此而減小。一步分成更小的區(qū)格，底板中的彎矩也因此而減小。 圖圖8.6.1(c)8.6.1(c)是格構(gòu)柱僅采用靴梁的柱腳型式。是格構(gòu)柱僅采用靴梁的柱腳型式。 圖圖8.6.1(d)8.6.1(d)在靴梁外側(cè)設(shè)置肋板，使柱子軸力向兩在靴梁外側(cè)設(shè)置肋板，使柱子軸力向兩個方向擴散，通常在柱的一個方向采用靴梁，另一方向個方向擴散，通常在柱的一個方向采用靴梁，另一方向設(shè)置肋板，底板宜做成正方形或接近正方形。設(shè)置肋板，底板宜做成正方形或接近正方形。 此外，在設(shè)計柱腳中的連接焊縫時，要考慮施焊的此外，在設(shè)計柱腳中的連接焊縫時，要考慮施焊的方便與可能性。方便與可能性。 柱腳通過預(yù)埋在基礎(chǔ)上的錨

22、栓來固定。錨栓按柱腳柱腳通過預(yù)埋在基礎(chǔ)上的錨栓來固定。錨栓按柱腳是鉸接還是剛接進行布置和固定。鉸接柱腳只沿著一條是鉸接還是剛接進行布置和固定。鉸接柱腳只沿著一條軸線設(shè)置兩個連接于底板上的錨栓（圖軸線設(shè)置兩個連接于底板上的錨栓（圖8.6.1），錨栓固），錨栓固定在底板上，對柱端轉(zhuǎn)動約束很小，承受的彎矩也很小，定在底板上，對柱端轉(zhuǎn)動約束很小，承受的彎矩也很小，接近于鉸接。底板上的錨栓孔的直徑應(yīng)比錨栓直徑大接近于鉸接。底板上的錨栓孔的直徑應(yīng)比錨栓直徑大0.51.0倍，并做成倍，并做成U形缺口，待柱子就位并調(diào)整到設(shè)計形缺口，待柱子就位并調(diào)整到設(shè)計位置后，再用墊板套住錨栓并與底板焊牢。在鉸接柱腳位置后，

23、再用墊板套住錨栓并與底板焊牢。在鉸接柱腳中，錨栓不需計算。中，錨栓不需計算。 柱腳的剪力主要依靠底板與基礎(chǔ)之間的摩擦力來傳柱腳的剪力主要依靠底板與基礎(chǔ)之間的摩擦力來傳遞。當(dāng)僅靠摩擦力不足以承受水平剪力時，應(yīng)在柱腳底板遞。當(dāng)僅靠摩擦力不足以承受水平剪力時，應(yīng)在柱腳底板下面設(shè)置抗剪鍵，如圖下面設(shè)置抗剪鍵，如圖8.6.3所示，抗剪鍵可用方鋼、短所示，抗剪鍵可用方鋼、短T形鋼做成。也可將柱腳底板與基礎(chǔ)上的預(yù)埋件用焊接連接。形鋼做成。也可將柱腳底板與基礎(chǔ)上的預(yù)埋件用焊接連接。 2.2.柱腳的計算柱腳的計算(1)(1)底板的面積底板的面積 假設(shè)基礎(chǔ)與底板間的假設(shè)基礎(chǔ)與底板間的壓應(yīng)力均勻分布。壓應(yīng)力均勻分布

24、。式中：式中：f fc c-混凝土軸心抗壓設(shè)計強度；混凝土軸心抗壓設(shè)計強度；l l-基礎(chǔ)混凝土局部承壓時的強度提高系數(shù)。基礎(chǔ)混凝土局部承壓時的強度提高系數(shù)。 f fc c 、l l均按均按混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范取值。取值。A An n底版凈面積，底版凈面積，A An n =B =BL-AL-A0 0。A Ao o-錨栓孔面積，一般錨栓孔直徑為錨栓直徑的錨栓孔面積，一般錨栓孔直徑為錨栓直徑的 1 11.51.5倍。倍。)634( clnfNA c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1靴梁靴梁隔板隔板底板底板L La a1 1 構(gòu)件截面高度；構(gòu)件截面高

25、度；t t1 1 靴梁厚度一般為靴梁厚度一般為101014mm14mm；c c 懸臂長度，懸臂長度，c=3c=34 4倍螺栓直倍螺栓直 徑徑d d，d=2024mm，則則 L L 可求?？汕?。(2)(2)底板的厚度底板的厚度 底板的厚度，取決于受力大小，可將其分為不同底板的厚度，取決于受力大小，可將其分為不同受力區(qū)域：一邊受力區(qū)域：一邊( (懸臂板懸臂板) )、兩邊、三邊和四邊支承板。、兩邊、三邊和四邊支承板。 一邊支承部分（懸臂板）一邊支承部分（懸臂板）)644(221 cqMnANq ctaB2211 c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L 二相鄰邊

26、支承部分：二相鄰邊支承部分： )654(222 aqM - -對角線長度；對角線長度； -系數(shù)，與系數(shù)，與 有關(guān)。有關(guān)。 2a22/ab式中：式中：b b2 2/a/a2 20.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.90.91.01.01.11.1 1.21.20.0260.026 0.0420.042 0.0560.056 0.0720.0720.0850.0850.0920.092 0.1040.104 0.1110.111 0.1200.120 0.1250.125c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L La a2 2

27、b b2 2b2 內(nèi)角頂點至對角線的垂直距離；內(nèi)角頂點至對角線的垂直距離； 三邊支承部分：三邊支承部分： )664(213 aqM - -自由邊長度；自由邊長度； -系數(shù)，與系數(shù)，與 有關(guān)。有關(guān)。 1a11/ab式中：式中：c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L當(dāng)當(dāng)b b1 1/a/a1 10.30.3時，可按懸臂長度為時，可按懸臂長度為b b1 1的懸臂板計算。的懸臂板計算。b b1 1/a/a1 10.30.30.40.40.50.50.60.60.70.70.80.80.90.91.01.01.11.1 1.21.20.0260.026 0.042

28、0.042 0.0560.056 0.0720.0720.0850.0850.0920.092 0.1040.104 0.1110.111 0.1200.120 0.1250.125b1 垂直于自由邊的寬度；垂直于自由邊的寬度； 四邊支承部分：四邊支承部分： )674(24 aqM 式中：式中： a-四邊支承板短邊長度；四邊支承板短邊長度； b-四邊支承板長邊長度；四邊支承板長邊長度； 系數(shù)，與系數(shù)，與b/a有關(guān)。有關(guān)。 )684(146maxmax4321max mmfMtMMMMM故故，底底板板厚厚：，取取b/ab/a1.01.01.11.11.21.21.31.31.41.41.51.5

29、1.61.61.71.71.81.81.91.92.02.03.03.0 4.04.0 0.040.048 80.050.055 50.060.063 30.060.069 90.070.075 50.080.081 10.080.086 60.090.091 10.00.095950.090.099 90.100.101 10.110.119 90.120.125 5c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L 在柱腳制造時，柱身往往做得稍短一些在柱腳制造時，柱身往往做得稍短一些見圖見圖8.6.1(c)，在柱，在柱身與底板之間僅采用構(gòu)造焊縫相連。在焊縫計算時

30、，假定柱端與身與底板之間僅采用構(gòu)造焊縫相連。在焊縫計算時，假定柱端與底板之間的連接焊縫不受力，柱端對底板只起劃分底板區(qū)格支承底板之間的連接焊縫不受力，柱端對底板只起劃分底板區(qū)格支承邊的作用。柱壓力邊的作用。柱壓力N是由柱身通過豎向焊縫傳給靴梁，再傳給底是由柱身通過豎向焊縫傳給靴梁，再傳給底板。焊縫計算包括：柱身與靴梁之間豎向連接焊縫承受柱壓力板。焊縫計算包括：柱身與靴梁之間豎向連接焊縫承受柱壓力N作用的計算；靴梁與底板之間水平連接焊縫承受柱壓力作用的計算；靴梁與底板之間水平連接焊縫承受柱壓力N作用的作用的計算。同時要求：每條豎向焊縫的計算長度不應(yīng)大于計算。同時要求：每條豎向焊縫的計算長度不應(yīng)大

31、于60hf。 靴梁的高度根據(jù)靴梁與柱身之間的豎向焊縫長度來確定，其靴梁的高度根據(jù)靴梁與柱身之間的豎向焊縫長度來確定，其厚度略小于柱翼緣板厚度。厚度略小于柱翼緣板厚度。 在底板均布反力作用下，靴梁按支承于柱側(cè)邊的雙懸臂簡支在底板均布反力作用下，靴梁按支承于柱側(cè)邊的雙懸臂簡支梁計算。根據(jù)靴梁所承受的最大彎矩和最大剪力，驗算其抗彎和梁計算。根據(jù)靴梁所承受的最大彎矩和最大剪力，驗算其抗彎和抗剪強度?？辜魪姸?。 2 2靴梁的計算靴梁的計算3隔板、肋板的計算隔板、肋板的計算 隔板應(yīng)具有一定的剛度，才能起支承底板和側(cè)向隔板應(yīng)具有一定的剛度，才能起支承底板和側(cè)向支撐靴梁的作用。為此，隔板的厚度不得小于寬度的支

32、撐靴梁的作用。為此，隔板的厚度不得小于寬度的1/50，且厚度不小于，且厚度不小于10mm。 隔板按支承在靴梁側(cè)邊的簡支梁計算，承受由底隔板按支承在靴梁側(cè)邊的簡支梁計算，承受由底板傳來的基礎(chǔ)反力作用，荷載按圖板傳來的基礎(chǔ)反力作用，荷載按圖8.6.1(b)所示陰影面所示陰影面積的底板反力計算。根據(jù)其承受的荷載，計算隔板與積的底板反力計算。根據(jù)其承受的荷載，計算隔板與底板之間的連接焊縫（隔板內(nèi)側(cè)不易施焊，僅有外側(cè)底板之間的連接焊縫（隔板內(nèi)側(cè)不易施焊，僅有外側(cè)焊縫）、驗算隔板強度、計算隔板與靴梁之間的焊縫。焊縫）、驗算隔板強度、計算隔板與靴梁之間的焊縫。隔板的高度由其與靴梁連接的焊縫長度決定。隔板的高

33、度由其與靴梁連接的焊縫長度決定。 肋板按懸臂梁計算，荷載按圖肋板按懸臂梁計算，荷載按圖8.6.1(d)所示的陰所示的陰影面積的底板反力計算。應(yīng)計算肋板及其連接的強度。影面積的底板反力計算。應(yīng)計算肋板及其連接的強度。 隔板截面驗算：隔板截面驗算：fhtMWM 2126 抗抗彎彎：vfhtVItVS 1225 . 1 抗抗剪剪：qh h1 1a a1 1)(502812121取取整整ataqVaqM 式中：式中：(5)(5)靴梁及隔板與底板間的焊縫的計算靴梁及隔板與底板間的焊縫的計算 按正面角焊縫，承擔(dān)全部軸力計算，焊腳尺寸由按正面角焊縫，承擔(dān)全部軸力計算，焊腳尺寸由構(gòu)造確定。構(gòu)造確定。wfwff

34、flhN 7 . 0 柱腳零件間的焊縫布置柱腳零件間的焊縫布置焊縫布置原則：焊縫布置原則：考慮施焊的方便與可能考慮施焊的方便與可能一、柱頭一、柱頭 自學(xué)自學(xué)二、柱腳二、柱腳 1 1、鉸接柱腳：同軸壓柱腳、鉸接柱腳：同軸壓柱腳 2 2、剛接柱腳、剛接柱腳: : 框架柱多采用剛接柱腳。有時，單層框架也采用鉸接柱腳，框架柱多采用剛接柱腳。有時，單層框架也采用鉸接柱腳，其構(gòu)造和計算與軸心受壓柱的鉸接柱腳相似。所不同的是鉸接其構(gòu)造和計算與軸心受壓柱的鉸接柱腳相似。所不同的是鉸接柱腳還要承受剪力。如果水平剪力超過底板與基礎(chǔ)間的摩擦力，柱腳還要承受剪力。如果水平剪力超過底板與基礎(chǔ)間的摩擦力，鉸接柱腳一般要采

35、取抗剪構(gòu)造措施，如圖所示。鉸接柱腳一般要采取抗剪構(gòu)造措施，如圖所示。 1 1）整體式剛性柱腳）整體式剛性柱腳 適用于實腹柱及分肢間距小的壓彎構(gòu)件，常適用于實腹柱及分肢間距小的壓彎構(gòu)件，常 用形式如圖用形式如圖A A： 2 2）分離式剛性柱腳）分離式剛性柱腳 適用于分肢間距大的壓彎構(gòu)件，常用形式如圖適用于分肢間距大的壓彎構(gòu)件，常用形式如圖B B：8.78.7 壓彎構(gòu)件的柱頭和柱腳壓彎構(gòu)件的柱頭和柱腳圖圖A圖圖B3 3、整體式剛性柱腳的設(shè)計、整體式剛性柱腳的設(shè)計1 1底板的計算底板的計算 圖圖8.6.2(a)8.6.2(a)為整體式柱腳構(gòu)造圖。柱為整體式柱腳構(gòu)造圖。柱腳的傳力過程與軸心受壓柱腳類似

36、，即腳的傳力過程與軸心受壓柱腳類似，即柱子內(nèi)力由柱身傳給靴梁，再傳至底板。柱子內(nèi)力由柱身傳給靴梁，再傳至底板。但是，由于框架柱腳同時有彎矩和軸心但是，由于框架柱腳同時有彎矩和軸心壓力作用，底板下的壓力不是均勻分布壓力作用，底板下的壓力不是均勻分布的，并且可能出現(xiàn)拉力。如果底板下出的，并且可能出現(xiàn)拉力。如果底板下出現(xiàn)拉力，則此拉力由錨栓來承受?，F(xiàn)拉力，則此拉力由錨栓來承受。 假定柱腳底板與基礎(chǔ)接觸面的壓應(yīng)力假定柱腳底板與基礎(chǔ)接觸面的壓應(yīng)力成直線分布，底板下基礎(chǔ)的最大壓應(yīng)力成直線分布，底板下基礎(chǔ)的最大壓應(yīng)力按下式計算：按下式計算：2min2max66blMblNfblMblNc 2 2）底板厚度確

37、定）底板厚度確定 同軸壓柱腳，計算各區(qū)格板彎矩時，可取同軸壓柱腳，計算各區(qū)格板彎矩時，可取其范圍內(nèi)的最大反力。其范圍內(nèi)的最大反力。1）底面積確定）底面積確定 底板寬度底板寬度b由構(gòu)造確定，由構(gòu)造確定，c=2030cm; 底板長度底板長度l計算確定計算確定:3 3）錨栓計算）錨栓計算 承擔(dān)承擔(dān)MM作用下產(chǎn)生的拉力，且錨栓是柱腳與基作用下產(chǎn)生的拉力，且錨栓是柱腳與基礎(chǔ)牢固連接的關(guān)鍵部件，其直徑大小由計算確定。礎(chǔ)牢固連接的關(guān)鍵部件，其直徑大小由計算確定。 xaxNMNt 點點的的距距離離；錨錨栓栓至至基基底底受受壓壓區(qū)區(qū)合合力力作作用用點點的的距距離離；錨錨栓栓至至彎彎矩矩和和剪剪力力；換換算算至至

38、底底板板處處的的、式式中中： xNaNMa ax xtNM N 合力點合力點由由NNt t即可查得錨栓個數(shù)和直徑即可查得錨栓個數(shù)和直徑錨栓承擔(dān)的拉力：錨栓承擔(dān)的拉力：注意：注意：u以上計算是假定底板為剛性，計算值偏大；以上計算是假定底板為剛性，計算值偏大；u由于栓徑較大，故應(yīng)考慮螺紋處的應(yīng)力集中，鋼材的強度取由于栓徑較大，故應(yīng)考慮螺紋處的應(yīng)力集中，鋼材的強度取值應(yīng)降低，詳見規(guī)范；值應(yīng)降低，詳見規(guī)范；u由于底板的剛度不足，錨栓不能直接連于底板，以防止底板由于底板的剛度不足，錨栓不能直接連于底板，以防止底板變形而使錨栓不能可靠受拉，連接處應(yīng)做構(gòu)造處理，詳見教變形而使錨栓不能可靠受拉，連接處應(yīng)做構(gòu)造處理，詳見教材。材。 hMNN213）靴梁、隔板及其焊縫計算）靴梁、隔板及其焊縫計算 A、靴梁的高度按柱與其連接焊縫的長度確定，每側(cè)焊縫承擔(dān)、靴梁的高度按柱與其連接焊縫的長度確定，每側(cè)焊縫承擔(dān)的軸力為：的軸力為： 靴梁的高度由靴梁與柱身之間的焊縫長度確定，其高度靴梁的高度由靴梁與柱身之間的焊縫長度確定，其高度不宜小于不宜小于450mm。靴梁按雙懸臂簡支梁驗算截面強度，荷載。靴梁按雙懸臂簡支梁驗算截面強度，荷載按底板上不均勻反力的最大值計算。按底板上不均勻反力的最大值計算。 靴梁與底板之間的連接焊縫按承受底板下不均勻基礎(chǔ)反靴梁與底板之間的連接