鋼結(jié)構(gòu)4-1_index

1、第第四四章章 1 1、了解、了解“軸心受力構(gòu)件軸心受力構(gòu)件”的應(yīng)用和截面形式；的應(yīng)用和截面形式； 2 2、掌握軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算掌握軸心受拉構(gòu)件設(shè)計(jì)計(jì)算； 3 3、了解、了解“軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件”穩(wěn)定理論的基本概念和穩(wěn)定理論的基本概念和分析方法；分析方法； 4 4、掌握現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于掌握現(xiàn)行規(guī)范關(guān)于“軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件”設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)計(jì)計(jì)算方法，重點(diǎn)及難點(diǎn)是構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定；方法，重點(diǎn)及難點(diǎn)是構(gòu)件的整體穩(wěn)定和局部穩(wěn)定； 5 5、掌握實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)方法。掌握實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)方法。大綱要求大綱要求4-14-1 概概 述述一、軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用一、軸心受力構(gòu)件的應(yīng)用3.

2、3.塔塔架架1.1.桁架桁架2.2.網(wǎng)架網(wǎng)架3.3.軸心受壓柱軸心受壓柱單擊圖片播放單擊圖片播放柱 身柱 腳柱 頭l1（ 虛 軸 ）（ 實(shí) 軸 ）( b ) 格 構(gòu) 式 柱 （ 綴 板 式 ）柱 身柱 腳( a ) 實(shí) 腹 式 柱xyyxxyyx柱 頭綴板l01（ 虛 軸 ）（ 實(shí) 軸 ）( c ) 格 構(gòu) 式 柱 （ 綴 條 式 ）yxyxl01=l1綴條4.4.實(shí)腹式軸壓柱與格構(gòu)式軸壓柱實(shí)腹式軸壓柱與格構(gòu)式軸壓柱二、軸心受壓構(gòu)件的截面形式二、軸心受壓構(gòu)件的截面形式截面形式可分為：截面形式可分為：實(shí)腹式實(shí)腹式和和格構(gòu)式格構(gòu)式兩大類。兩大類。1、實(shí)腹式截面、實(shí)腹式截面2、格構(gòu)式截面、格構(gòu)式截面

3、截面由兩個(gè)或多個(gè)型鋼肢件通過綴材連接而成。截面由兩個(gè)或多個(gè)型鋼肢件通過綴材連接而成。4-24-2 軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度軸心受力構(gòu)件的強(qiáng)度和剛度一、強(qiáng)度計(jì)算（承載能力極限狀態(tài)）一、強(qiáng)度計(jì)算（承載能力極限狀態(tài)） N軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值；軸心拉力或壓力設(shè)計(jì)值； An n構(gòu)件的凈截面面積；構(gòu)件的凈截面面積； f f鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。鋼材的抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。)14(n fAN 軸心受壓軸心受壓構(gòu)件，當(dāng)構(gòu)件，當(dāng)截面無削截面無削弱時(shí)，強(qiáng)弱時(shí)，強(qiáng)度不必計(jì)度不必計(jì)算。算。軸心受力構(gòu)軸心受力構(gòu)件件軸心受拉構(gòu)件軸心受拉構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件軸心受壓構(gòu)件強(qiáng)度強(qiáng)度 （承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)）剛度剛度 （正常使

4、用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）強(qiáng)度強(qiáng)度剛度剛度 （正常使用極限狀態(tài)正常使用極限狀態(tài)）穩(wěn)定穩(wěn)定（承載能力極限狀態(tài)承載能力極限狀態(tài)）二、剛度計(jì)算（正常使用極限狀態(tài)）二、剛度計(jì)算（正常使用極限狀態(tài)）截截面面的的回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半徑徑； AIi)24(0 il構(gòu)構(gòu)件件的的計(jì)計(jì)算算長長度度； 0l取取值值詳詳見見規(guī)規(guī)范范或或教教材材。構(gòu)構(gòu)件件的的容容許許長長細(xì)細(xì)比比，其其 保證構(gòu)件在運(yùn)輸、安裝、使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過保證構(gòu)件在運(yùn)輸、安裝、使用時(shí)不會(huì)產(chǎn)生過大變形。大變形。 4-34-3 軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定軸心受壓構(gòu)件的穩(wěn)定一、軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定一、軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定（一）軸壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的基本理論（一）軸壓構(gòu)件

5、整體穩(wěn)定的基本理論1 1、軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)形式軸心受壓構(gòu)件的失穩(wěn)形式 理想的軸心受壓構(gòu)件理想的軸心受壓構(gòu)件( (桿件挺直、荷載無偏心、桿件挺直、荷載無偏心、無初始應(yīng)力、無初彎曲、無初偏心、截面均勻等）無初始應(yīng)力、無初彎曲、無初偏心、截面均勻等）的失穩(wěn)形式分為：的失穩(wěn)形式分為：（1 1）彎曲失穩(wěn)彎曲失穩(wěn)-只發(fā)生彎曲變形，截面只繞一個(gè)主只發(fā)生彎曲變形，截面只繞一個(gè)主軸旋轉(zhuǎn)，桿縱軸由直線變?yōu)榍€，是雙軸對稱截面常見軸旋轉(zhuǎn)，桿縱軸由直線變?yōu)榍€，是雙軸對稱截面常見的失穩(wěn)形式；的失穩(wěn)形式；單擊圖片播放單擊圖片播放（2 2）扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)扭轉(zhuǎn)失穩(wěn)-失穩(wěn)時(shí)除桿件的支撐端外，各截面失穩(wěn)時(shí)除桿件的支撐端外，各截面均

6、繞縱軸扭轉(zhuǎn)，均繞縱軸扭轉(zhuǎn)，是某些雙軸對稱截面可能發(fā)生的失穩(wěn)形是某些雙軸對稱截面可能發(fā)生的失穩(wěn)形式；式；單擊圖片播放單擊圖片播放（3 3）彎扭失穩(wěn)彎扭失穩(wěn)單軸對稱截面繞對稱軸屈曲時(shí)，桿單軸對稱截面繞對稱軸屈曲時(shí)，桿件發(fā)生彎曲變形的同時(shí)必然伴隨著扭轉(zhuǎn)。件發(fā)生彎曲變形的同時(shí)必然伴隨著扭轉(zhuǎn)。單擊圖片播放單擊圖片播放2.2.軸心受壓桿件的彈性彎曲屈曲軸心受壓桿件的彈性彎曲屈曲l lNNFFFNNNNNcrNcrNcrNcrNNNcrNcrA穩(wěn)穩(wěn)定定平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)B隨隨遇遇平平衡衡狀狀態(tài)態(tài)C臨臨界界狀狀態(tài)態(tài))64()54(222222 EEAlEINcrcr 通常剪切變形的影響較小，可忽略不計(jì)，即得歐通

7、常剪切變形的影響較小，可忽略不計(jì)，即得歐拉臨界力和臨界應(yīng)力：拉臨界力和臨界應(yīng)力： 上述推導(dǎo)過程中，假定上述推導(dǎo)過程中，假定E為常量為常量（材料滿足虎克定（材料滿足虎克定律），所以律），所以crcr不應(yīng)大于材料的比例極限不應(yīng)大于材料的比例極限f fp p，即：，即：PppcrfEfE :22或或長長細(xì)細(xì)比比3.3.軸心受壓桿件的彈塑性彎曲屈曲軸心受壓桿件的彈塑性彎曲屈曲crcrf fp p0E E1dd ddEt 當(dāng)當(dāng)crcr大于大于f fp p后后-曲線為曲線為非線性非線性, ,crcr難以確定。難以確定。切線模量理論切線模量理論22,22,ttcrttcrElIENNcr,rNcr,rlx

8、xy ycrcr,t,t中和軸中和軸假定假定: :A A、達(dá)到臨界力、達(dá)到臨界力N Ncr,tcr,t時(shí)桿件時(shí)桿件 挺直挺直; ;B B、桿微彎時(shí)、桿微彎時(shí), ,軸心力增加軸心力增加 N N，其產(chǎn)生的平均壓，其產(chǎn)生的平均壓 應(yīng)力與彎曲拉應(yīng)力相等。應(yīng)力與彎曲拉應(yīng)力相等。 所以應(yīng)力、應(yīng)變?nèi)孛嬖黾樱瑹o退降區(qū)，切線模所以應(yīng)力、應(yīng)變?nèi)孛嬖黾?，無退降區(qū)，切線模量量Et通用于全截面。由于通用于全截面。由于N較較Ncr,t小的多，近似取小的多，近似取Ncr,t作為臨界力。因此以作為臨界力。因此以Et替代彈性屈曲理論臨界力公替代彈性屈曲理論臨界力公式中的式中的E，即得該理論的臨界力和臨界應(yīng)力：即得該理論的臨

9、界力和臨界應(yīng)力：（二）初始缺陷對壓桿穩(wěn)定的影響（二）初始缺陷對壓桿穩(wěn)定的影響 但試驗(yàn)結(jié)果卻常位于但試驗(yàn)結(jié)果卻常位于藍(lán)色虛線藍(lán)色虛線位置，即試驗(yàn)值小位置，即試驗(yàn)值小于理論值。這主要由于壓桿于理論值。這主要由于壓桿初始缺陷初始缺陷的存在。的存在。 如前所述，如果將鋼材視為理想的彈塑性材料，如前所述，如果將鋼材視為理想的彈塑性材料，則壓桿的臨界力與長細(xì)比的關(guān)系曲線則壓桿的臨界力與長細(xì)比的關(guān)系曲線（柱子曲線）（柱子曲線）應(yīng)為：應(yīng)為：f fy y0f fy y=f=fp p1.01.00ycrf yyfE 歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線初始缺陷初始缺陷幾何缺陷：幾何缺陷：初彎曲初彎曲、初偏心初偏心等；等；力學(xué)

10、缺陷：力學(xué)缺陷：殘余應(yīng)力殘余應(yīng)力、材料不均勻等。、材料不均勻等。1 1、殘余應(yīng)力的影響、殘余應(yīng)力的影響（1 1）殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因及其分布）殘余應(yīng)力產(chǎn)生的原因及其分布A A、產(chǎn)生的原因、產(chǎn)生的原因 焊接時(shí)的不均勻加熱和冷卻，如前所述；焊接時(shí)的不均勻加熱和冷卻，如前所述； 型鋼熱扎后的不均勻冷卻；型鋼熱扎后的不均勻冷卻； 板邊緣經(jīng)火焰切割后的熱塑性收縮；板邊緣經(jīng)火焰切割后的熱塑性收縮； 構(gòu)件冷校正后產(chǎn)生的塑性變形。構(gòu)件冷校正后產(chǎn)生的塑性變形。 實(shí)測的殘余應(yīng)力分布較復(fù)雜而離散，分析時(shí)常采用實(shí)測的殘余應(yīng)力分布較復(fù)雜而離散，分析時(shí)常采用其簡化分布圖（計(jì)算簡圖）：其簡化分布圖（計(jì)算簡圖）：+-0.361

11、f0.361fy y0.805f0.805fy y(a)熱扎工字鋼熱扎工字鋼0.3f0.3fy y0.3f0.3fy y0.3f0.3fy y(b)熱扎熱扎H型鋼型鋼f fy y(c)扎制邊焊接扎制邊焊接0.3f0.3fy y1 1f fy y(d)焰切邊焊接焰切邊焊接0.2f0.2fy yf fy y0.75f0.75fy y(e)焊接焊接0.53f0.53fy yf fy y2 2f fy y2 2f fy y( f )熱扎等邊角鋼熱扎等邊角鋼(2)(2)、殘余應(yīng)力影響下短柱的、殘余應(yīng)力影響下短柱的-曲線曲線 以熱扎以熱扎H型鋼短柱為例：型鋼短柱為例：0.3f0.3fy y0.3f0.3f

12、y y0.3f0.3fy y0.3f0.3fy yrcrc=0.3f=0.3fy y=0.7f=0.7fy yf fy y（A）0.7f0.7fy yfffp p=f=fy y-rcrc時(shí)，截面出現(xiàn)塑時(shí)，截面出現(xiàn)塑性區(qū)，應(yīng)力分布如圖。性區(qū)，應(yīng)力分布如圖。) 94(424)(222222222 kEtbhhkbtEIIExxxxxexxcrx 軸軸屈屈曲曲時(shí)時(shí)：對對 柱屈曲可能的彎曲形式有兩種：柱屈曲可能的彎曲形式有兩種：沿強(qiáng)軸（沿強(qiáng)軸（x x軸）軸）和和沿弱軸（沿弱軸（y y軸）軸）因此，臨界應(yīng)力為：因此，臨界應(yīng)力為：)104(12212)(2322332222 kEtbkbtEIIEyyyy

13、yeyycry 軸軸屈屈曲曲時(shí)時(shí)：對對f fy yacacb1 1rtbrc )114(225 . 022)(2 kfbtkkbtbtfrtrcyrtrcycrycrx 或或 顯然，殘余應(yīng)力對弱軸的影響顯然，殘余應(yīng)力對弱軸的影響要大于對強(qiáng)軸的影響要大于對強(qiáng)軸的影響（k k11）。th htkbkbb bxxy)94(424)(222222222 kEtbhhkbtEIIExxxxxexxcrx 軸軸屈屈曲曲時(shí)時(shí)：對對)104(12212)(2322332222 kEtbkbtEIIEyyyyyeyycry 軸軸屈屈曲曲時(shí)時(shí)：對對 為消掉參數(shù)為消掉參數(shù)k k，有以下補(bǔ)充方程：，有以下補(bǔ)充方程：由

14、由abcabcabcabc得得: :f fy yacacb1 1rtbrc rtrcrtrckbkb 11即即：由力的平衡可得截面平均應(yīng)力由力的平衡可得截面平均應(yīng)力: :EffEyyn 縱坐標(biāo)是臨界應(yīng)力與屈服強(qiáng)度的比值縱坐標(biāo)是臨界應(yīng)力與屈服強(qiáng)度的比值, ,橫坐標(biāo)是相橫坐標(biāo)是相對長細(xì)比對長細(xì)比( (正則化長細(xì)比正則化長細(xì)比) )。聯(lián)合求解式聯(lián)合求解式4-94-9和和4-114-11即得即得crxcrx(x x) ); ; 聯(lián)合求解式聯(lián)合求解式4-104-10和和4-114-11即得即得crycry(y y) )?？蓪⑵洚嫵蔁o量綱曲線可將其畫成無量綱曲線( (柱子曲線柱子曲線) )，如下；，如下；

15、)94(424)(222222222 kEtbhhkbtEIIExxxxxexxcrx 軸軸屈屈曲曲時(shí)時(shí)：對對)104(12212)(2322332222 kEtbkbtEIIEyyyyyeyycry 軸軸屈屈曲曲時(shí)時(shí)：對對 )114(225 . 022)(2 kfbtkkbtbtfrtrcyrtrcycrycrx 或或1.01.00ycrf n n歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線1.01.0crxcrxcrycryE E僅考慮殘余應(yīng)力僅考慮殘余應(yīng)力的柱子曲線的柱子曲線假定：兩端鉸支壓桿的初彎曲曲線為：假定：兩端鉸支壓桿的初彎曲曲線為：2 2、初彎曲的影響、初彎曲的影響1000)124(sin0000

16、lvvlxvy 規(guī)規(guī)范范規(guī)規(guī)定定：。長長度度中中點(diǎn)點(diǎn)最最大大初初始始撓撓度度式式中中： NNl l/ /2 2l l/ /2 2v0 0y0 0v1 1yxyvy0yNNM=N(y 0+ y)xy令令: N作用下的撓度作用下的撓度的增加值為的增加值為y, 由力由力矩平衡得矩平衡得: 0yyNyEI 將式將式5-12代入上式代入上式,得得: 另外另外, ,由前述推導(dǎo)可知，由前述推導(dǎo)可知，N作用下的撓度的增加值作用下的撓度的增加值為為y，也呈正弦曲線分布：，也呈正弦曲線分布：)134(0sin0 lxvyNyEI 撓撓度度。長長度度中中點(diǎn)點(diǎn)所所增增加加的的最最大大式式中中： 11)144(sinv

17、lxvy 上式求二階導(dǎo)數(shù)：上式求二階導(dǎo)數(shù)：)154(sin221 lxlvy 將式將式4-144-14和和4-154-15代入式代入式4-134-13，整理得：，整理得： )174(0sin01221 vvNlEIvlx 求解上式，因求解上式，因 sin(sin(x/x/l) 0) 0，所以所以: : NNNvvlEINvvNNvEEE 01220110因因此此：式式中中： 桿長中點(diǎn)總撓度為：桿長中點(diǎn)總撓度為：)184(1100001 EENNvvNNNvvvv 根據(jù)上式，可得理想無限彈性體的壓力根據(jù)上式，可得理想無限彈性體的壓力撓度曲撓度曲線，具有以下特點(diǎn)：線，具有以下特點(diǎn)：v隨隨N非線形增

18、加非線形增加, ,當(dāng)當(dāng)N N趨于趨于N NE E時(shí)，時(shí)，v趨于無窮趨于無窮; ;相同相同N N作用下作用下, ,v隨隨v0 0的增大而增加的增大而增加; ;初初彎曲的存在使壓桿承載力低于歐拉臨界力彎曲的存在使壓桿承載力低于歐拉臨界力N NE E。0.51.00vv0 0=3mm=3mmv0 0=1mm=1mmv0 0=0=0ENN )174(0sin01221 vvNlEIvlx 實(shí)際壓桿并非無限彈性體，當(dāng)實(shí)際壓桿并非無限彈性體，當(dāng)N達(dá)到某值時(shí)，在達(dá)到某值時(shí)，在N和和Nv的共同作用下，截面邊緣開始屈服的共同作用下，截面邊緣開始屈服( (A A或或A A點(diǎn)點(diǎn)) )，進(jìn)入彈塑性階段，其壓力進(jìn)入彈塑

19、性階段，其壓力-撓度曲線如虛線所示。撓度曲線如虛線所示。 0.51.00vv0 0=3mm=3mmv0 0=1mm=1mmv0 0=0=0ENNABBA 對于僅考慮初彎曲的軸心壓桿，對于僅考慮初彎曲的軸心壓桿，截面邊緣開始屈服截面邊緣開始屈服的條件為：的條件為： 最后在最后在N N未達(dá)到未達(dá)到N NE E時(shí)失去承載時(shí)失去承載能力，能力，B B或或B B點(diǎn)點(diǎn)為其極限承載力。為其極限承載力。yEEfNNNWvNANWvNAN 0yEEfWAvAN 01)194(10 yEEf 毛毛截截面面抵抵抗抗矩矩。；初初彎彎曲曲率率，式式中中： WWAv000 解式解式5-195-19，其有效根，即為以，其有

20、效根，即為以截面邊緣屈服為準(zhǔn)則截面邊緣屈服為準(zhǔn)則的臨界應(yīng)力：的臨界應(yīng)力： 上式稱為柏利上式稱為柏利(Perry)(Perry)公式。公式。)194(10 yEEf )204(2121200 EyEyEycrfff 。桿桿件件長長細(xì)細(xì)比比，截截面面回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半徑徑；截截面面核核心心距距，式式中中：iliAWilWAlWAv 100011000100000如果取如果取v0 0= =l/1000/1000（驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定），則：（驗(yàn)收規(guī)范規(guī)定），則： 由于不同的截面及不同的對稱軸，由于不同的截面及不同的對稱軸，i/ /不同，因此不同，因此初彎曲對其臨界力的影響也不相同。初彎曲對其臨界力的影響也不相同。

21、對于焊接工字型截面軸心壓桿，當(dāng)對于焊接工字型截面軸心壓桿，當(dāng) 時(shí)：時(shí)：對對x x軸（強(qiáng)軸）軸（強(qiáng)軸）i/ /1.161.16；對對y y軸（弱軸）軸（弱軸） i/ /2.102.10。x xx xy yy y10000lv 1.01.00ycrf 歐拉臨界曲線歐拉臨界曲線對對x x軸軸僅考慮初彎曲的柱子曲線僅考慮初彎曲的柱子曲線對對y y軸軸微彎狀態(tài)下建立微分方程：微彎狀態(tài)下建立微分方程：3 3、初偏心的影響、初偏心的影響NNl/2 2l/2 2xyve0 xye00 00 eyNyEI)214(0222 ekykyEINk，得得：引引入入解微分方程，即得：解微分方程，即得： 12sec0kl

22、eye e0yNNN(e 0+ y)xy0 x)224(12sec0max ENNeyv 所以，壓桿長度中點(diǎn)（所以，壓桿長度中點(diǎn)（x=x=l l/2/2）最大撓度）最大撓度v：其壓力其壓力撓度曲線如圖：撓度曲線如圖： 曲線的特點(diǎn)與初彎曲曲線的特點(diǎn)與初彎曲壓桿相同，只不過曲線過壓桿相同，只不過曲線過圓點(diǎn)，可以認(rèn)為初偏心與圓點(diǎn)，可以認(rèn)為初偏心與初彎曲的影響類似，但其初彎曲的影響類似，但其影響程度不同，初偏心的影響程度不同，初偏心的影響隨桿長的增大而減小，影響隨桿長的增大而減小，初彎曲對中等長細(xì)比桿件初彎曲對中等長細(xì)比桿件影響較大。影響較大。1.00ve0 0=3mm=3mme0 0=1mm=1mm

23、e0 0=0=0ENNABBA僅考慮初偏心軸心壓桿的僅考慮初偏心軸心壓桿的壓力壓力撓度曲線撓度曲線22222 lNEIlEINEINkEINkEE 12sec0kley 實(shí)際壓桿并非全部鉸支，對于任意支承情況的實(shí)際壓桿并非全部鉸支，對于任意支承情況的壓桿，其臨界力為：壓桿，其臨界力為：（三）、桿端約束對壓桿整體穩(wěn)定的影響（三）、桿端約束對壓桿整體穩(wěn)定的影響 下下表表。計(jì)計(jì)算算長長度度系系數(shù)數(shù)，取取值值如如；桿桿件件計(jì)計(jì)算算長長度度，式式中中： llllEIlEINcr0020222 對于框架柱和廠房階梯柱的計(jì)算長度取值，詳對于框架柱和廠房階梯柱的計(jì)算長度取值，詳見有關(guān)章節(jié)。見有關(guān)章節(jié)。 1 1

24、、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的臨界應(yīng)力、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的臨界應(yīng)力 確定受壓構(gòu)件臨界應(yīng)力的方法，一般有：確定受壓構(gòu)件臨界應(yīng)力的方法，一般有： （1 1）屈服準(zhǔn)則屈服準(zhǔn)則：以理想壓桿為模型，彈性段以歐拉臨：以理想壓桿為模型，彈性段以歐拉臨界力為基礎(chǔ)，彈塑性段以切線模量為基礎(chǔ)，用安全系界力為基礎(chǔ)，彈塑性段以切線模量為基礎(chǔ)，用安全系數(shù)考慮初始缺陷的不利影響；數(shù)考慮初始缺陷的不利影響； （2 2）邊緣屈服準(zhǔn)則邊緣屈服準(zhǔn)則：以有初彎曲和初偏心的壓桿為模：以有初彎曲和初偏心的壓桿為模型，以截面邊緣應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)為其承載力極限；型，以截面邊緣應(yīng)力達(dá)到屈服點(diǎn)為其承載力極限； （3 3）最大強(qiáng)度準(zhǔn)則最大強(qiáng)度準(zhǔn)則：以有初始

25、缺陷的壓桿為模型，考以有初始缺陷的壓桿為模型，考慮截面的塑性發(fā)展，以最終破壞的最大荷載為其極限慮截面的塑性發(fā)展，以最終破壞的最大荷載為其極限承載力；承載力； （4 4）經(jīng)驗(yàn)公式經(jīng)驗(yàn)公式：以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)。：以試驗(yàn)數(shù)據(jù)為依據(jù)。（四）（四） 實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算2、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的柱子曲線實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的柱子曲線 我國規(guī)范給定的臨界應(yīng)力我國規(guī)范給定的臨界應(yīng)力crcr，是按，是按最大強(qiáng)度準(zhǔn)最大強(qiáng)度準(zhǔn)則則，并通過數(shù)值分析確定的。，并通過數(shù)值分析確定的。 由于各種缺陷對不同截面、不同對稱軸的影響不由于各種缺陷對不同截面、不同對稱軸的影響不同，所以同，所以crc

26、r-曲線（曲線（柱子曲線柱子曲線），呈相當(dāng)寬的帶狀），呈相當(dāng)寬的帶狀分布，為減小誤差以及簡化計(jì)算，規(guī)范在試驗(yàn)的基礎(chǔ)分布，為減小誤差以及簡化計(jì)算，規(guī)范在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，給出了四條曲線（上，給出了四條曲線（四類截面四類截面），并引入了穩(wěn)定系），并引入了穩(wěn)定系數(shù)數(shù) 。 )234( ycrf 3、實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算實(shí)際軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定計(jì)算 軸心受壓構(gòu)件不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件為，軸心受壓構(gòu)件不發(fā)生整體失穩(wěn)的條件為，截面截面應(yīng)力不大于臨界應(yīng)力應(yīng)力不大于臨界應(yīng)力，并考慮抗力分項(xiàng)系數(shù)，并考慮抗力分項(xiàng)系數(shù)R R后，后，即為：即為：表表得得到到。類類和和構(gòu)構(gòu)件件長長細(xì)細(xì)比比查查穩(wěn)穩(wěn)定定系系數(shù)數(shù)，可可

27、按按截截面面分分即即： )244(fANfffANRyycrRcr公式使用說明：公式使用說明： （1）截面分類：見教材附表）截面分類：見教材附表1-13，第，第529頁；頁；（2）構(gòu)件長細(xì)比的確定）構(gòu)件長細(xì)比的確定、截面為雙軸對稱或極對稱構(gòu)件：、截面為雙軸對稱或極對稱構(gòu)件：xxyyyoyyxoxxilil 對于雙軸對稱十字形截面，為了防對于雙軸對稱十字形截面，為了防止扭轉(zhuǎn)屈曲，尚應(yīng)滿足：止扭轉(zhuǎn)屈曲，尚應(yīng)滿足：懸懸伸伸板板件件寬寬厚厚比比。或或 tbtbyx07. 5 、截面為單軸對稱構(gòu)件：、截面為單軸對稱構(gòu)件：xxyyxoxxilx 軸軸：繞繞非非對對稱稱軸軸繞對稱軸繞對稱軸y y軸屈曲時(shí)，一

28、般為軸屈曲時(shí)，一般為彎彎扭屈曲扭屈曲，其臨界力低于彎曲屈，其臨界力低于彎曲屈曲，所以計(jì)算時(shí)，以換算長細(xì)曲，所以計(jì)算時(shí)，以換算長細(xì)比比yzyz代替代替y y ，計(jì)算公式如下：，計(jì)算公式如下：xxyyb bt t )254(14212122202022222 zyzyzyyzie 2220202202)264(7 .25yxtziieilIIAi 。構(gòu)構(gòu)件件，取取或或兩兩端端嵌嵌固固完完全全約約束束的的翹翹曲曲對對兩兩端端鉸鉸接接端端部部可可自自由由扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)屈屈曲曲的的計(jì)計(jì)算算長長度度，；面面近近似似取取、十十字字形形截截面面和和角角形形截截雙雙角角鋼鋼組組合合軋軋制制、雙雙板板焊焊接接、形形截截

29、面面毛毛截截面面扇扇性性慣慣性性矩矩；對對毛毛截截面面抗抗扭扭慣慣性性矩矩；扭扭轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)屈屈曲曲的的換換算算長長細(xì)細(xì)比比徑徑；截截面面對對剪剪心心的的極極回回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)半半毛毛截截面面面面積積；距距離離；截截面面形形心心至至剪剪切切中中心心的的式式中中：ytzlllIIIiAe0000)(T 、單角鋼截面和雙角鋼組合、單角鋼截面和雙角鋼組合T T形截面可采取以下簡形截面可采取以下簡 化計(jì)算公式：化計(jì)算公式：yytb（a）A A、等邊單角鋼截面，圖（、等邊單角鋼截面，圖（a a）)274(5 .13178. 454. 0)274(85. 0154. 04220022040bbtltbbltbatlbblt

30、byyzyyyyzy 時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)B B、等邊雙角鋼截面，圖（、等邊雙角鋼截面，圖（b b）)284(6 .1819 . 358. 0)284(475. 0158. 04220022040bbtltbbltbatlbbltbyyzyyyyzy 時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)yybb（b b）C C、長肢相并的不等邊角鋼截面，、長肢相并的不等邊角鋼截面， 圖（圖（C C）)294(4 .1711 . 548. 0)294(09. 1148. 042220220222042202bbtltbbltbatlbbltbyyzyyyyzy 時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)yyb2b2b1（C C）D D、短肢相并的不

31、等邊角鋼截面，、短肢相并的不等邊角鋼截面， 圖（圖（D D）)304(7 .5217 . 356. 0)304(56. 0412201101101bbtltbbltbabltbyyzyyyzy 時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)，近近似似取取：當(dāng)當(dāng)yyb2b1b1（D D）、單軸對稱的軸心受壓構(gòu)件在繞非對稱軸以外的、單軸對稱的軸心受壓構(gòu)件在繞非對稱軸以外的任意軸失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算其穩(wěn)定性。任意軸失穩(wěn)時(shí)，應(yīng)按彎扭屈曲計(jì)算其穩(wěn)定性。uub 當(dāng)計(jì)算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸當(dāng)計(jì)算等邊角鋼構(gòu)件繞平行軸（u軸軸) )穩(wěn)定時(shí)，可按下式計(jì)算換算穩(wěn)定時(shí)，可按下式計(jì)算換算長細(xì)比，并按長細(xì)比，并按b類截面類截面確定確定 值：值： 軸

32、軸的的長長細(xì)細(xì)比比。，構(gòu)構(gòu)件件對對式式中中：時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)時(shí)時(shí)：當(dāng)當(dāng)uilbtbbltbatlbbltbuuuuzuuuuzu00022040)314(4 . 569. 0)314(25. 0169. 0 （3 3）其他注意事項(xiàng)：）其他注意事項(xiàng)：1 1、無任何對稱軸且又非極對稱的截面、無任何對稱軸且又非極對稱的截面（單面連接的（單面連接的不等邊角鋼除外）不等邊角鋼除外）不宜用作軸心受壓構(gòu)件；不宜用作軸心受壓構(gòu)件；2 2、單面連接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，考慮、單面連接的單角鋼軸心受壓構(gòu)件，考慮強(qiáng)度折減強(qiáng)度折減系數(shù)系數(shù)后，可不考慮彎扭效應(yīng)的影響；后，可不考慮彎扭效應(yīng)的影響；3 3、格構(gòu)式截面中的槽形截面

33、分肢，計(jì)算其繞對稱軸、格構(gòu)式截面中的槽形截面分肢，計(jì)算其繞對稱軸（y y軸）的穩(wěn)定性時(shí)，不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，直接用軸）的穩(wěn)定性時(shí)，不考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng)，直接用y y查查穩(wěn)定系數(shù)穩(wěn)定系數(shù) 。 y yy yx xx x實(shí)軸實(shí)軸虛虛軸軸單角鋼的單面連接時(shí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的折減系數(shù)：單角鋼的單面連接時(shí)強(qiáng)度設(shè)計(jì)值的折減系數(shù)：u1 1、按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接乘以系數(shù)、按軸心受力計(jì)算強(qiáng)度和連接乘以系數(shù) 0.850.85；u2 2、按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性：、按軸心受壓計(jì)算穩(wěn)定性： 等邊角鋼乘以系數(shù)等邊角鋼乘以系數(shù)0.6+0.00150.6+0.0015，且不大于，且不大于1.01.0； 短邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)短邊相連的

34、不等邊角鋼乘以系數(shù) 0.5+0.00250.5+0.0025，且不大于且不大于1.01.0； 長邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù)長邊相連的不等邊角鋼乘以系數(shù) 0.700.70；u3 3、對中間無聯(lián)系的單角鋼壓桿，、對中間無聯(lián)系的單角鋼壓桿， 按按最小回轉(zhuǎn)半徑最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算計(jì)算，當(dāng)當(dāng) 208080時(shí)，為時(shí)，為提高柱的抗扭剛度，防止腹板在運(yùn)輸和施工中發(fā)生過提高柱的抗扭剛度，防止腹板在運(yùn)輸和施工中發(fā)生過大的變形，應(yīng)設(shè)橫向加勁肋，要求如下：大的變形，應(yīng)設(shè)橫向加勁肋，要求如下： 橫向加勁肋間距橫向加勁肋間距33h h0 0； 橫向加勁肋的外伸寬度橫向加勁肋的外伸寬度b bs shh0 0/30+40 mm/

35、30+40 mm； 橫向加勁肋的厚度橫向加勁肋的厚度t ts sbbs s/15/15。 對于組合截面，其翼緣與對于組合截面，其翼緣與腹板間腹板間 的焊縫受力較小，可不于計(jì)算，按構(gòu)的焊縫受力較小，可不于計(jì)算，按構(gòu) 造選定焊腳尺寸即可。造選定焊腳尺寸即可。b bs s橫向加勁肋橫向加勁肋33h h0 0h h0 0t ts s二、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)二、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件設(shè)計(jì)單擊圖片播放單擊圖片播放單擊圖片播放單擊圖片播放( (一一) )、截面選取原則、截面選取原則盡可能做到等穩(wěn)定性要求。盡可能做到等穩(wěn)定性要求。y yy yx xx x（a a）實(shí)軸實(shí)軸虛虛軸軸x xx xy yy y（b b

36、）虛虛軸軸虛軸虛軸x xx xy yy y（c c）虛軸虛軸虛虛軸軸( (二二) ) 格構(gòu)式軸壓構(gòu)件設(shè)計(jì)格構(gòu)式軸壓構(gòu)件設(shè)計(jì)1 1、強(qiáng)度、強(qiáng)度fAN n N軸心壓力設(shè)計(jì)值；軸心壓力設(shè)計(jì)值； An柱肢凈截面面積之和。柱肢凈截面面積之和。y yy yx xx x實(shí)軸實(shí)軸虛虛軸軸N2 2、整體穩(wěn)定驗(yàn)算、整體穩(wěn)定驗(yàn)算 對于常見的格構(gòu)式截面形式，只能產(chǎn)生對于常見的格構(gòu)式截面形式，只能產(chǎn)生彎曲屈曲彎曲屈曲，其其彈性屈曲彈性屈曲時(shí)的臨界力為：時(shí)的臨界力為：12222cr11 lEIlEIN 。換換算算長長細(xì)細(xì)比比，（轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角角單單位位剪剪力力作作用用時(shí)時(shí)的的軸軸線線1220011; )/; EAGA 20212

37、222cr11 EAEAEAN 或：或：（1 1）對實(shí)軸（）對實(shí)軸（y-yy-y軸）的整體穩(wěn)定軸）的整體穩(wěn)定得得。并并按按相相應(yīng)應(yīng)的的截截面面分分類類查查由由yyyfAN 2y2cry E 因因 很小，因此可以忽略剪切變形，很小，因此可以忽略剪切變形，o o=y y, ,其彈性屈曲時(shí)的臨界應(yīng)力為：其彈性屈曲時(shí)的臨界應(yīng)力為：1 則穩(wěn)定計(jì)算：則穩(wěn)定計(jì)算：y yy yx xx x實(shí)軸實(shí)軸虛虛軸軸（2 2）對虛軸（）對虛軸（x-xx-x）穩(wěn)定）穩(wěn)定20212222crx11xxxEAEAEAN 繞繞x x軸（虛軸）彎曲屈曲時(shí)，因綴材的軸（虛軸）彎曲屈曲時(shí)，因綴材的剪切剛剪切剛度較小，剪切變形大，度較小

38、，剪切變形大，1 1則不能被忽略，因此：則不能被忽略，因此：)504(12200 EAxxx繞繞虛虛軸軸的的換換算算長長細(xì)細(xì)比比：則穩(wěn)定計(jì)算：則穩(wěn)定計(jì)算：得。得。并按相應(yīng)的截面分類查并按相應(yīng)的截面分類查由由xxxfAN0 由于不同的綴材體系剪切剛度不同，由于不同的綴材體系剪切剛度不同， 1 1亦不同，所亦不同，所以以換算長細(xì)比計(jì)算就不相同。換算長細(xì)比計(jì)算就不相同。通常有兩種綴材體系，即通常有兩種綴材體系，即綴條式和綴板式體系，其綴條式和綴板式體系，其換算長細(xì)比計(jì)算如下：換算長細(xì)比計(jì)算如下： 雙肢綴條柱雙肢綴條柱 設(shè)一個(gè)節(jié)間兩側(cè)斜綴條面積之和為設(shè)一個(gè)節(jié)間兩側(cè)斜綴條面積之和為A1；節(jié)間長度為；節(jié)間

39、長度為l l1 1 sin1 dN cos1lld VV單位剪力作用下斜綴條長度及其內(nèi)力為：單位剪力作用下斜綴條長度及其內(nèi)力為：V=1V=1V=1V=1d d1 11 1l l1 1l ld da ab bc cd dbb假設(shè)變形和剪切角假設(shè)變形和剪切角有限微小有限微小，故水平變形為：，故水平變形為：剪切角剪切角1 1為：為：因此，斜綴條的軸向變形為：因此，斜綴條的軸向變形為： cossin111EAllEANddd cossinsin211EAld )514(cossin12111 EAlV=1V=1V=1V=1d d1 11 1l l1 1l ld da ab bc cd dbbe e將式

40、將式4-514-51代入式代入式4-504-50，得：，得：)524(cossin12220 AAxx 的的關(guān)關(guān)系系曲曲線線如如下下：與與由由于于 )cos(sin22對于一般構(gòu)件，對于一般構(gòu)件，在在40407070o o之間之間，所以規(guī)范給定，所以規(guī)范給定的的0 x0 x的計(jì)算公式為：的計(jì)算公式為：整個(gè)柱的毛截面面積。整個(gè)柱的毛截面面積。；整個(gè)柱對虛軸的長細(xì)比整個(gè)柱對虛軸的長細(xì)比 AAAxxx )534(2712010 20 30 40 50 60 70 80 90 ( (度度) )10080604020027 cossin22)504(12200 EAxxx繞繞虛虛軸軸的的換換算算長長細(xì)細(xì)

41、比比：)514(cossin12111 EAla ab bc cd d 雙肢綴板柱雙肢綴板柱假定假定: :u綴板與肢件剛接，組成一多層剛架；綴板與肢件剛接，組成一多層剛架；u彎曲變形的反彎點(diǎn)位于各節(jié)間的中點(diǎn)；彎曲變形的反彎點(diǎn)位于各節(jié)間的中點(diǎn)；u只考慮剪力作用下的彎曲變形。只考慮剪力作用下的彎曲變形。取隔離體如下：取隔離體如下： 當(dāng)當(dāng)超出以上范圍時(shí)應(yīng)按式超出以上范圍時(shí)應(yīng)按式4-524-52計(jì)算計(jì)算。l l1 1a aI I1 1I Ib ba ax xx x1 11 1l l1 1a aa a1 1- -2 21 1- -2 21 1- -2 21 1- -2 2l l1 1- -2 2l l1

42、 1- -2 2l l1 1- -a aT T= =1 11 11 11 12 2a ab bc cd de ef f分肢彎曲變形引起的水平位移分肢彎曲變形引起的水平位移2 2:因此因此,剪切角剪切角1 1:綴板的彎曲變形引起的分肢水平位移綴板的彎曲變形引起的分肢水平位移1 1:bbEIalEIalll2412222111111 131248EIl )544(212424125 . 01112112111211 aIlIEIlEIlEIallbb a a1 1- -2 21 1- -2 21 1- -2 21 1- -2 2l l1 1- -2 2l l1 1- -2 2l l1 1- -a

43、aT T= =1 11 11 11 12 2a ab bc cd de ef f)554(2112211220 bxxkk。）（兩兩側(cè)側(cè)綴綴板板線線剛剛度度之之和和線線剛剛度度）；（單單個(gè)個(gè)分分肢肢對對其其弱弱軸軸的的式式中中：aEIklEIkkkIAlbbbxx 11111212202124 將剪切角將剪切角1 1代入式代入式4-50，并引入分肢和綴板的線剛度，并引入分肢和綴板的線剛度K K1 1、K Kb b，得，得:)504(12200 EAxxx繞繞虛虛軸軸的的換換算算長長細(xì)細(xì)比比：，所所以以：；因因?yàn)闉?1121115 . 0 IlAAA由于規(guī)范規(guī)定由于規(guī)范規(guī)定 這時(shí)：這時(shí)： 所以規(guī)

44、范規(guī)定雙肢綴板柱的換算長細(xì)比按下式計(jì)算：所以規(guī)范規(guī)定雙肢綴板柱的換算長細(xì)比按下式計(jì)算：式中：式中：61 kkb1211212 bkk)564(2120 xx距距離離。鄰鄰兩兩綴綴板板邊邊緣緣螺螺栓栓的的離離；螺螺栓栓連連接接時(shí)時(shí)，取取相相，取取相相鄰鄰綴綴板板間間凈凈距距分分肢肢計(jì)計(jì)算算長長度度，焊焊接接時(shí)時(shí)；的的長長細(xì)細(xì)比比分分肢肢對對最最小小剛剛度度軸軸的的長長細(xì)細(xì)比比；虛虛軸軸軸軸整整個(gè)個(gè)構(gòu)構(gòu)件件對對 0110111,11)(lilxx )554(2112211220 bxxkk 對于三肢柱和四肢柱的換算長細(xì)比的計(jì)算見規(guī)范。對于三肢柱和四肢柱的換算長細(xì)比的計(jì)算見規(guī)范。3 3、綴材的設(shè)計(jì)、

45、綴材的設(shè)計(jì)（1 1）軸心受壓格構(gòu)柱的橫向剪力）軸心受壓格構(gòu)柱的橫向剪力 構(gòu)件在微彎狀態(tài)下，假設(shè)其撓曲線為正弦曲線，跨構(gòu)件在微彎狀態(tài)下，假設(shè)其撓曲線為正弦曲線，跨中最大撓度為中最大撓度為v v，則沿桿長任一點(diǎn)的撓度為：，則沿桿長任一點(diǎn)的撓度為：計(jì)計(jì)算算。時(shí)時(shí)，應(yīng)應(yīng)按按式式當(dāng)當(dāng)不不滿滿足足55461 kkb)(sinalzvy Nl lz zy yv vVNy yy yy yx xx xb b截面彎矩為：截面彎矩為：所以截面剪力：所以截面剪力：顯然，顯然，z z=0=0和和z z= =l l時(shí)：時(shí)：由由邊緣屈服準(zhǔn)則邊緣屈服準(zhǔn)則：Nl lz zy yv vVNy ylzNvNyM sin lzlNv

46、zMV cosdd )(maxbNvlV v vmaxmax)(2cfbINvANyx y yy yx xx xb b）得得：代代入入式式（、令令：cfANAiIyxx 2)(2cfbINvANyx )(122dbivx ，得得：，），并并使使值值代代入入式式（將將xxxilbibv 44. 0 )(188. 0maxeNNNvlVx 188. 0 x大柱剪力：大柱剪力：因此平行于綴材面的最因此平行于綴材面的最，細(xì)比范圍內(nèi)細(xì)比范圍內(nèi)計(jì)算證明，在常用的常計(jì)算證明，在常用的常yf23585 的的整整體體穩(wěn)穩(wěn)定定系系數(shù)數(shù)。按按虛虛軸軸換換算算長長細(xì)細(xì)比比確確定定 )(23585maxffNVy的的剪

47、剪力力公公式式：代代入入上上式式即即得得規(guī)規(guī)范范給給定定將將AfN )574(23585 yfAfV 在設(shè)計(jì)時(shí)，假定橫向剪力沿長度方向保持不變，且橫在設(shè)計(jì)時(shí)，假定橫向剪力沿長度方向保持不變，且橫向剪力由各綴材面分擔(dān)。向剪力由各綴材面分擔(dān)。 188. 0 xV Vl l（2 2）綴條的設(shè)計(jì)）綴條的設(shè)計(jì)A、綴條可視為以柱肢為弦桿的平行弦桁架的腹桿，綴條可視為以柱肢為弦桿的平行弦桁架的腹桿，故一個(gè)斜綴條的軸心力為：故一個(gè)斜綴條的軸心力為：)584(cos11 nVN斜斜綴綴條條的的傾傾角角。；交交叉叉綴綴條條時(shí)時(shí)：；單單系系綴綴條條時(shí)時(shí)：數(shù)數(shù)；一一個(gè)個(gè)綴綴材材面面上上的的斜斜綴綴條條力力；分分配配到

48、到一一個(gè)個(gè)綴綴材材面面的的剪剪式式中中： 211nnnVV V1 1V V1 1單綴條單綴條V V1 1V V1 1雙綴條雙綴條B B、由于剪力的方向不定，斜綴條應(yīng)按、由于剪力的方向不定，斜綴條應(yīng)按軸壓構(gòu)件計(jì)算，軸壓構(gòu)件計(jì)算，其長細(xì)比按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算；其長細(xì)比按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算；C C、斜綴條一般采用單角鋼與柱肢單面連接，設(shè)計(jì)時(shí)斜綴條一般采用單角鋼與柱肢單面連接，設(shè)計(jì)時(shí)鋼鋼材強(qiáng)度應(yīng)進(jìn)行折減材強(qiáng)度應(yīng)進(jìn)行折減，同前；，同前；D D、交叉綴條體系的、交叉綴條體系的橫綴條橫綴條應(yīng)按軸壓構(gòu)件計(jì)算，取其內(nèi)應(yīng)按軸壓構(gòu)件計(jì)算，取其內(nèi)力力N=V1；V V1 1V V1 1單綴條單綴條V V1 1V V1 1雙

49、綴條雙綴條E E、單綴條體系為減小分肢的計(jì)算長度，、單綴條體系為減小分肢的計(jì)算長度，可設(shè)橫綴條（可設(shè)橫綴條（虛線虛線），其截面一般與斜），其截面一般與斜綴條相同，或按容許長細(xì)比綴條相同，或按容許長細(xì)比=150=150確確定。定。（3 3）綴板的設(shè)計(jì)）綴板的設(shè)計(jì)對于綴板柱取隔離體如下：對于綴板柱取隔離體如下：由力矩平衡可得：由力矩平衡可得：剪力剪力T在綴板端部產(chǎn)生的彎矩在綴板端部產(chǎn)生的彎矩:V V1 1/2/2l l1 12 2l l1 12 2V V1 1/2/2a/2a/2T T)594(11 alVTT TMMd d)604(2211 lVaTM肢肢件件軸軸線線間間距距；綴綴板板中中心心間

50、間距距；式式中中： al1T和和M即為綴板與肢件連接處的設(shè)計(jì)內(nèi)力。即為綴板與肢件連接處的設(shè)計(jì)內(nèi)力。u同一截面處兩側(cè)綴板線剛度之和不小于單同一截面處兩側(cè)綴板線剛度之和不小于單個(gè)分肢線剛度的個(gè)分肢線剛度的6倍倍，即：，即： ；u綴板寬度綴板寬度d2a/3d2a/3，厚度，厚度ta/40ta/40且不小于且不小于6mm6mm；u端綴板宜適當(dāng)加寬，一般取端綴板宜適當(dāng)加寬，一般取d=ad=a。4 4、格構(gòu)柱的設(shè)計(jì)步驟、格構(gòu)柱的設(shè)計(jì)步驟 格構(gòu)柱的設(shè)計(jì)需首先確定柱肢截面和格構(gòu)柱的設(shè)計(jì)需首先確定柱肢截面和綴材形式。綴材形式。 對于對于大型柱宜用綴條柱大型柱宜用綴條柱，中小型柱兩中小型柱兩種綴材均可種綴材均可。

51、 具體設(shè)計(jì)步驟如下：具體設(shè)計(jì)步驟如下：61 kkb綴板的構(gòu)造要求：綴板的構(gòu)造要求：a ax xx x1 11 1l l1 1a ad d以雙肢柱為例：以雙肢柱為例：1 1、按對實(shí)軸的整體穩(wěn)定確定柱的截面、按對實(shí)軸的整體穩(wěn)定確定柱的截面( (分肢截面分肢截面) )；2 2、按等穩(wěn)定條件確定兩分肢間距、按等穩(wěn)定條件確定兩分肢間距a a，即，即 0 x0 x=y y；雙肢雙肢綴條柱：綴條柱：雙肢雙肢綴板柱：綴板柱： yxxAA 12027yxx 2120)614(2712 AAyx 即即：)624(212 yx即即： 顯然，為求得顯然，為求得x x，對綴條柱需確定綴條截面積，對綴條柱需確定綴條截面積

52、A A1 1；對綴板柱需確定分肢長細(xì)比對綴板柱需確定分肢長細(xì)比1 1。所以，由教材表所以，由教材表5.6（127頁）求得截面寬度：頁）求得截面寬度：當(dāng)然也可由截面幾何參數(shù)計(jì)算得到當(dāng)然也可由截面幾何參數(shù)計(jì)算得到b；3、驗(yàn)算對虛軸的整體穩(wěn)定，并調(diào)整、驗(yàn)算對虛軸的整體穩(wěn)定，并調(diào)整b；4、設(shè)計(jì)綴條和綴板及其與柱肢的連接。、設(shè)計(jì)綴條和綴板及其與柱肢的連接。xxxli 0 對虛軸的回轉(zhuǎn)半徑：對虛軸的回轉(zhuǎn)半徑：1 xib 格構(gòu)柱的構(gòu)造要求：格構(gòu)柱的構(gòu)造要求：0 x0 x和和y y ；為保證分肢不先于整體失穩(wěn)，應(yīng)滿足：為保證分肢不先于整體失穩(wěn)，應(yīng)滿足：綴條柱的分肢長細(xì)比：綴條柱的分肢長細(xì)比：綴板柱的分肢長細(xì)比

53、：綴板柱的分肢長細(xì)比： yxil ，0maxmax111max7 .0 50,50max5 .040maxmax0maxmax1011 取取時(shí)時(shí)當(dāng)當(dāng)，且且yxil（三）柱子的橫隔（三）柱子的橫隔 為提高柱子的抗扭剛度，應(yīng)設(shè)柱子橫隔，間距不為提高柱子的抗扭剛度，應(yīng)設(shè)柱子橫隔，間距不大于柱截面較大寬度的大于柱截面較大寬度的9 9倍或倍或8m8m，且每個(gè)運(yùn)輸單元的，且每個(gè)運(yùn)輸單元的端部均應(yīng)設(shè)置橫隔。端部均應(yīng)設(shè)置橫隔。 橫隔的形式橫隔的形式 自學(xué)自學(xué)4 45 5 柱頭和柱腳柱頭和柱腳一、柱頭（梁與柱的連接一、柱頭（梁與柱的連接鉸接鉸接）（一）連接構(gòu)造（一）連接構(gòu)造 為了使柱子實(shí)現(xiàn)軸心受壓，并安全將荷載

54、傳至基礎(chǔ)，為了使柱子實(shí)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(jì)原則是：傳力明確、過程簡潔、經(jīng)濟(jì)合理、設(shè)計(jì)原則是：傳力明確、過程簡潔、經(jīng)濟(jì)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。1 1、實(shí)腹式柱頭頂部連接、實(shí)腹式柱頭頂部連接A A、頂部插入式連接、頂部插入式連接單擊圖片播放單擊圖片播放B B、梁柱頂部連接、梁柱頂部連接單擊圖片播放單擊圖片播放2 2、格構(gòu)式柱頭頂部連接、格構(gòu)式柱頭頂部連接單擊圖片播放單擊圖片播放3 3、梁柱側(cè)向連接、梁柱側(cè)向連接單擊圖片播放單擊圖片播放（二）、傳力途徑（二）、傳力途徑

55、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(jì)算（三）、柱頭的計(jì)算(1)(1)梁端局部承壓計(jì)算梁端局部承壓計(jì)算梁設(shè)計(jì)中講授梁設(shè)計(jì)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(jì)算。計(jì)算。N/2l l/2

56、l l15-20mm15-20mm15-20mm15-20mmt14mmt14mm二、柱腳二、柱腳（一）柱腳的型式和構(gòu)造（一）柱腳的型式和構(gòu)造 實(shí)際的鉸接實(shí)際的鉸接柱腳型式有以下幾種：柱腳型式有以下幾種：1、軸承式柱腳軸承式柱腳 制作安裝復(fù)雜，費(fèi)鋼材，但與制作安裝復(fù)雜，費(fèi)鋼材，但與力學(xué)符合較好。力學(xué)符合較好。樞軸樞軸2 2、平板式柱腳平板式柱腳XYN靴梁靴梁隔板隔板底板底板隔板隔板錨栓錨栓柱柱單單擊擊圖圖片片播播放放 錨栓用以固定柱腳位置，沿軸線布置錨栓用以固定柱腳位置，沿軸線布置2 2個(gè)，直徑個(gè)，直徑20-24mm20-24mm。肋板肋板b1格構(gòu)式柱腳格構(gòu)式柱腳單擊圖片播放單擊圖片播放（二）

57、柱腳計(jì)算（二）柱腳計(jì)算1.1.傳力途徑傳力途徑柱 靴梁 底板 混凝土基礎(chǔ)隔板（肋板）實(shí)際計(jì)算不考慮實(shí)際計(jì)算不考慮c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1L La ab b1 1靴梁靴梁隔板隔板底板底板隔板隔板錨栓錨栓柱柱N2.2.柱腳的計(jì)算柱腳的計(jì)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。式中：式中：f fc c-混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；混凝土軸心抗壓設(shè)計(jì)強(qiáng)度；l l-基礎(chǔ)混凝土局部承壓時(shí)的強(qiáng)度提高系數(shù)?；A(chǔ)混凝土局部承壓時(shí)的強(qiáng)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(jì)規(guī)范混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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)件截面高度；t t1 1 靴梁厚度一般為靴梁厚度一般為101014mm14mm；c c 懸臂寬