第4章轴心受力构件解说.pptVIP

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2017-03-17 发布于湖北
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第4章轴心受力构件解说.ppt

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图4-10单角钢截面和双角钢T形组合截面返回图4-11 I形、箱形及T形截面返回图4-12轴心受压构件腹板纵向加劲肋返回图4-13腹板屈曲后的有效截面返回图4-14实腹式轴心受压构件常用截面返回表4-6三肢柱和四肢柱格构式轴心受压构件换算长细比返回图4-16缀条内力返回图4-17缀板内力计算返回图4-18格构式构件的横隔返回图4-22支承于柱顶的铰接柱头构造返回图4-23支承于柱侧的铰接柱头构造返回图4-24平板式柱脚构造返回表4-7四边支承板弯M系数a 返回表4-8三边支承板或两相邻边支承板弯M系数β 返回 * 4.4　格构式轴心受压构件设计４.４.３　格构式轴心受压构件的缀件设计１．剪力值计算轴心受压构件屈曲时，纵向力将在垂直于构件轴线方向有分力（横向剪力）。此剪力由缀材承受，因此，需要首先计算出横向剪力的数值，然后才能进行缀材的设计。《钢结构设计规范》（ＧＢ５００１７—２００３）规定最大剪力按式（４-３１）计算：上一页下一页返回 4.4　格构式轴心受压构件设计２．缀材计算（１）缀条计算。以图４-１６所示双肢缀条柱为例，缀条平面受力可按平面桁架进行计算，由此缀条可视为以柱肢为弦杆的平行弦桁架的腹杆，其内力与桁架腹杆的计算方法相同。将剪力Vｍａｘ平均分配到两个缀条平面内，则每个缀条平面所受剪力为V１＝Vｍａｘ／２。根据截面法知斜缀条所受轴心拉（压）力为由于剪力的方向不定，斜缀条可能受拉也可能受压，在荷载大小相同的情况下，受压更为不利，所以应按轴心压杆计算，保证其强度、稳定性和刚度的安全。上一页下一页返回 4.4　格构式轴心受压构件设计（２）缀板计算。缀板柱每个缀材面可视为一个以缀板为横梁、分肢为框架立柱的多层框架，并近似假定当其整体挠曲时反弯点在各层分肢中点和缀板中点，如图４-１７（ａ）所示。据此，在横向剪力作用下，以图４-１７（ｂ）所示的简图为计算模型，可得缀板内力为剪力：弯M：式中　l１———缀板中心线间的距离； a———分肢轴线间的距离。上一页下一页返回 4.4　格构式轴心受压构件设计４.４.４　格构式轴心受压构件的构造要求１．缀条构造要求缀条采用角钢，其最小尺寸应满足下列要求：等边角钢：不小于４５×４。不等边角钢：不小于５６×３６×４。缀条布置时应尽量满足其轴线与分肢轴线交于一点，且两者夹角在４０°～７０°范围内。斜缀条可采用三面围焊与分肢相连，设有横缀条时，为有足够空间进行焊缝施焊，可加设节点板。上一页下一页返回 4.4　格构式轴心受压构件设计２．缀板构造要求缀板不宜采用厚度小于６ｍｍ的钢板，其长度应满足与每侧分肢的搭接长度在２０～３０ｍｍ。缀板与分肢可以采用三面围焊，也可以仅用缀板端部纵向焊缝连接。３．横隔格构柱的中部为空心的，没有实体材料填充，抗扭刚度较差。因而，为了提高柱的抗扭刚度，保证构件在运输和安装过程中截面不歪扭变形及较好的传递内力，应设置横隔。横隔可用钢板［图４-１８（ａ）］或交叉角钢［图４-１８（ｂ）］做成。除了每个运输单元两端的端横隔外，横隔沿柱纵向的设置应满足下列要求：（１）每隔不超过８ｍ或柱截面较大宽度的９倍处设置一个横隔；（２）每个运输单元不得少于２个横隔；上一页下一页返回 4.4　格构式轴心受压构件设计（３）柱身直接受较大集中力处设置横隔（以避免分肢局部受弯）。４.４.５　格构式轴心受压构件的截面设计１．确定所采用分肢的截面形式通常，当轴心压力不太大时，分肢可采用槽钢（槽钢多以肢尖朝内的方向放置）或工字钢等热轧型钢；而当轴心压力很大且处于采用格构式构件的合理范围时，常用角钢和钢板组成的槽形截面或钢板组成的Ｉ形截面作为分肢。２．按实轴（设为y－y轴）整体稳定条件选择分肢截面格构式轴心受压构件对实轴的整体稳定计算与实腹式轴心受压构件相同，所以可以用与实腹式轴心受压构件相同的方法确定其分肢截面；然后，马上进行实轴的整体稳定性和刚度验算，全部通过后进行下一步分肢间距的计算。这样，可以减少后续由于分肢截面不合格而导致的返工，从而减少设计步骤、节约时间。上一页下一页返回 4.4　格构式轴心受压构件设计３．按虚轴（设为x－x轴）与实轴（设为y－y轴）等稳定性条件确定两分肢间距为了使构件在实际使用过程中两主轴方向的承载力都得到充分的发挥，从而提高材料的利用率，在设计过程中应注意满足虚轴与实轴等稳定性。据此可知，两主轴方向的长细比应相等，即λ０ｘ＝λｙ。由此条件并按A１≈０．１A预选缀条的角钢型号；按λ１≤０．５λｙ，且不大于４０，确定分肢长细比后，即可求得虚轴方向所需的长细比λｘｒｅｑ：４．截面验算（１）强度验算。按式（