钢结构基本原理课件：第四章.ppt

2 . 格构柱绕虚轴的换算长细比 单肢的稳定 屈曲形式→ 截面形式、尺寸、杆件长度和杆端支承情况 双轴对称截面→弯曲屈曲； 十字形截面→扭转屈曲； 单轴对称截面→弯曲屈曲（非对称轴） 弯扭屈曲（对 称 轴） 3 格构柱的设计步骤 由 查 设 选槽钢型 号 缀板柱： 设λ1≤40 或 0.5λy (4)设计缀条或缀板. 缀条柱：选缀条 A1≈0.1A (1) (2) 缀条柱分肢长细比 (3) 缀板柱分肢长细比 λ1 0. 5λmax λ1≤ 40 λmax≥50 压柱计算框图 格构式轴心受 三、柱的横隔 沿柱身8m或9b设置 每运送单元端部均应设置 (1)对实轴 设λy =70, b类, 图4.35 例4.4 图 [例4.5] 设计一缀板柱,柱高6m，两端铰接，轴心压力为1000kN（设计值），钢材为Q235钢,截面无孔眼削弱.试分别设计一缀条柱和一缀板柱. [解] 柱的计算长度为lox=loy=6m. 选用2[22a,A=63.6cm2,iy=8.67cm. 验算整体稳定性 查得 (2)对虚轴——确定柱宽 假定λ1=35（约等于0.5λy) 图4.35 例4.4 图 验算对虚轴的稳定性 图4.35 例4.4 图 (3)缀板和横隔 a）缀板间距 图4.35 例4.4 图 选用—180×8， 采用 l1 =96cm。 b）验算缀板线刚度 分肢 缀板 c）缀板与分肢的连接 一侧剪力 缀板与分肢连接处内力为 取 hf=6mm，采用 lw=180mm。 剪应力： 弯矩M产生的应力（垂直焊缝长度方向）： 图4.36 缀板柱简图 横隔采用钢板，间距应小于9倍柱宽（即9×23=207cm）。 合应力： （结束） 某缀板式轴压柱由两槽钢2[20a组成,Q235-AF,柱高为7m, 两端铰接,在柱中间设有一侧向支撑, l0x=7m, l0y=3.5m,全截面的 回转半径 iy =7.86cm, f= 215N/mm2 , 试确定其确定最大承载力 设计值(已知单个槽钢[20a的几何特性: =28.84cm2,I1=128cm4, ) 解： 荷载： 梁支承加劲肋 柱翼缘。 调整定位后，用螺栓固定。 4.5 柱头和柱脚 4.5.1 梁与柱的连接 图4.37 梁与柱的铰接连接 (a) 荷载： 突缘加劲肋 短肋 腹板 焊缝2 焊缝1和承压 焊缝1按N/2计算 焊缝2(2条)按N/2 和M=Nbl/4计算 bl N/2 焊缝1 焊缝2 图4.37 梁与柱的铰接连接 (b) 设隔板---支撑顶板 焊缝按中心荷载计算 图4.37 梁与柱的铰接连接 (c) 图4.37 梁与柱的铰接连接 (d) (e) 4.5.2 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4.38 平板式铰接柱脚 (b) (a) 图4.39 平板式柱脚 图4.38 平板式铰接柱脚 (c) (d) ①底板的面积 ②底板的厚度 底板的厚度通常为20-40mm，不得小于14mm 1 t t 1 （1）底板的计算 图4.40 底板的计算 ③单位宽度上的最大弯矩 四边支撑板 三、二边支撑板 一边支撑板 q=N/An—作用于底板上的压力 β—系数, 由b1/a1查表4.8 α—系数, 由b/a查表4.7 图4.40 底板的计算 靴梁可作为承受底面焊缝传来的均布力 并支承于柱边的双悬臂简支梁计算。 靴梁的高度由其与柱边连接所需的焊缝 长度确定。靴梁的厚度比柱翼缘厚度略小。 隔板可作为支承于靴梁上的简支梁，荷载 按图中阴影面积的底板反力计算。 隔板的厚度不得小于其宽度的1/50，与靴梁 等厚或略薄，高度比靴梁略小。 肋板可按悬臂梁计算，荷载为图中阴影部分 的底板反力。 （2）靴梁的计算 (3)隔板与肋板的计算 [例4.5]设计柱脚。轴心压力设计值为1700kN,柱脚钢材为Q235钢,焊条E43型。基础砼采用C15，其抗压强度设计值 fc=7.2N/mm2。 图4.42 例4.5图 图4.39 平板式柱脚 (a) (b) [解] 采用右图所示柱脚形式。 1、底板尺寸 需要的底板净面积： 采用宽为450mm，长为600mm的底板，毛面积为450×600 =270000mm2，减去锚栓孔面积，大于所需净面积。 图4.42 例4.5图 基础对底板的压应力为： 底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。 区格①为四边支承板 区格②为三边支承板 区格③为悬臂部分 这三种区格的弯矩值相差不大，不必调整底板平面尺寸和 隔板位置。最大弯矩为： 2、