軸心受力構(gòu)件-格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介（鋼結(jié)構(gòu)）

鋼結(jié)構(gòu)專業(yè)課件格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介

圖1-1柱和重型桁架桿件的截面型式格構(gòu)式截面

常用的格構(gòu)式構(gòu)件截面形式有兩個(gè)槽鋼或工字鋼組成的雙肢截面，此外，當(dāng)軸心壓力較小但長(zhǎng)度大時(shí)，還可以采用以鋼管、角鋼組成的三肢、四肢截面，如下圖所示：

1.截面形式格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。

格構(gòu)式構(gòu)件是將肢件用綴材連成一體的一種構(gòu)件。綴材分綴條和綴板兩種，故格構(gòu)式構(gòu)件以分為綴條式和綴板式兩種。綴條常采用單角鋼，用斜桿組成，一般斜桿與構(gòu)件軸線成α(40o～70o)夾角，如圖1-2(b)所示。綴條也可由斜桿和橫桿組成，如圖1-2(a)。綴板常采用鋼板，必要時(shí)也可采用型鋼，每隔一定距離在每個(gè)綴板平面內(nèi)設(shè)置一個(gè)，如圖1-2(c)所示。

2.組成

圖1-2格構(gòu)式和綴材的形式格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。

在格構(gòu)式構(gòu)件截面上，垂直于肢件腹板平面的主軸叫做實(shí)軸，如1-2中的x-x軸，垂直于綴材平面的主軸叫做虛軸，如圖1-2中的y-y軸。當(dāng)構(gòu)件截面尺寸較大。構(gòu)件較長(zhǎng)時(shí)，為了節(jié)約鋼材，宜采用格構(gòu)式。

2.組成

圖1-2格構(gòu)式和綴材的形式格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。1）通過調(diào)整肢件之間距離較易實(shí)現(xiàn)等穩(wěn)定性。

2）格構(gòu)式構(gòu)件繞實(shí)軸的穩(wěn)定計(jì)算與實(shí)腹式構(gòu)件相同，而繞虛軸的穩(wěn)定性計(jì)算時(shí)，采用加大的換算長(zhǎng)細(xì)比（）來代替整個(gè)構(gòu)件對(duì)虛軸的實(shí)際長(zhǎng)細(xì)比（），3）格構(gòu)式構(gòu)件在整體失穩(wěn)前存在著單肢失穩(wěn)的可能，因此，應(yīng)進(jìn)行單肢穩(wěn)定計(jì)算。

3.格構(gòu)式構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的特點(diǎn)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。

格構(gòu)式構(gòu)件的肢件是每隔一定距離用綴材連系起來的，當(dāng)構(gòu)件繞虛軸屈曲時(shí)，引起的變形比實(shí)腹式構(gòu)件大，此變形是由彎曲和剪力兩個(gè)因素共同引起的。對(duì)實(shí)腹式構(gòu)件，由剪力產(chǎn)生的變形很小，一般可忽略不計(jì)，但對(duì)格構(gòu)式構(gòu)件繞虛軸屈曲時(shí)，就必須考慮剪力所產(chǎn)生的變形及其對(duì)臨界力的影響。因此繞虛軸的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，采用加大的換算長(zhǎng)細(xì)比來代替整個(gè)構(gòu)件對(duì)虛軸的實(shí)際長(zhǎng)細(xì)比，這樣就相當(dāng)于降低了虛軸方向的臨界力，以達(dá)到等穩(wěn)定性要求。

※換算長(zhǎng)細(xì)比格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。當(dāng)軸心受壓構(gòu)件的鋼材牌號(hào)、截面形式、計(jì)算長(zhǎng)度和計(jì)算壓力N確定后，按下列步驟進(jìn)行構(gòu)件截面設(shè)計(jì)：1）截面選擇A

按實(shí)軸的穩(wěn)定條件選出肢件截面，并對(duì)實(shí)軸驗(yàn)算。具體方法與步驟和實(shí)腹式壓桿相同，但由假定的查值時(shí)，均按b類截面查得。

4．格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的步驟格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。1)截面選擇B

按虛軸與實(shí)軸等穩(wěn)定原則，確定兩分肢間距并驗(yàn)算(對(duì)虛軸)以雙肢格構(gòu)式柱為例，根據(jù)等穩(wěn)定條件，代入換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算公式可求得格構(gòu)式構(gòu)件繞虛軸所需要的實(shí)際長(zhǎng)細(xì)比。

由求出對(duì)虛軸所需的回轉(zhuǎn)半徑得所需的分肢間距b，注意：兩分肢翼緣間的凈空大于100～150mm,便于油漆，b取10mm的倍數(shù)4．格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的步驟格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。1)截面選擇C單肢穩(wěn)定計(jì)算

鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定用控制分肢長(zhǎng)細(xì)比的辦法來保證分肢穩(wěn)定性。即：a、對(duì)綴條柱：b、對(duì)綴板柱：4．格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的步驟格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。2）綴材設(shè)計(jì)A綴材的剪力構(gòu)件軸心受壓屈曲時(shí)將產(chǎn)生橫向剪力，對(duì)格構(gòu)式構(gòu)件，綴材需要承擔(dān)這個(gè)剪力，通常先估算出受壓件撓曲時(shí)產(chǎn)生的剪力然后計(jì)算由此剪力引起的綴材內(nèi)力。根據(jù)理論推導(dǎo)，鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定按下式計(jì)算最大剪力：設(shè)計(jì)綴材時(shí),偏安全地假定該剪力V沿構(gòu)件全長(zhǎng)不變格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。C綴條設(shè)計(jì)①綴條的布置形式一般采用單斜式；對(duì)受力很大的壓桿，可采用雙斜式；當(dāng)兩肢件的間距較大時(shí)，也可在單斜式條之間設(shè)置橫綴條來減小單肢的計(jì)算的計(jì)算長(zhǎng)度。②綴條的計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：平行弦桁架包括：a.剛度驗(yàn)算b.整體穩(wěn)定驗(yàn)算

格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。C綴條設(shè)計(jì)③綴條與分肢的連接形式綴條的軸線通常應(yīng)與肢件軸線交于一點(diǎn)，斜綴條一般與肢件搭接，為了減小搭救接長(zhǎng)度和增強(qiáng)受動(dòng)力荷載的性能，宜采用三面圍焊。(1)橫綴條搭接在與肢件翼緣邊對(duì)接焊的小節(jié)點(diǎn)板(圖1-2a)；(2)綴條全部搭接在節(jié)點(diǎn)板上(圖1-3b)。(3)由于構(gòu)造原因，也允許綴條的軸線與槽鋼的外邊緣匯交(圖1-3c)。為使構(gòu)件表面平整體，綴條也可放在構(gòu)件內(nèi)側(cè)，但內(nèi)側(cè)焊接比較困難。圖1-3格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。C綴板設(shè)計(jì)①綴板的尺寸與間距綴板的尺寸：板寬，板厚為了滿足一定的剛度，綴板的尺寸應(yīng)足夠大，規(guī)范要求構(gòu)件在同一截面處綴板的線剛度()之和不得小于分肢的線剛度()的6倍。

通常取綴板寬，厚度及6mm。綴板間距：根據(jù)分肢穩(wěn)定和強(qiáng)度條件確定綴板間凈距。格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。C綴板設(shè)計(jì)②綴板計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：多層剛架包括：a.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算b.抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

③綴板與分肢的連接形式綴板與肢搭接長(zhǎng)度一般為20～30mm可以采用三面圍焊，或只用綴板端部縱向焊縫。格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介。C綴板設(shè)計(jì)②綴板計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：多層剛架包括：a.抗彎強(qiáng)度驗(yàn)算b.抗剪強(qiáng)度驗(yàn)算

③綴板與分肢的連接形式綴板與肢搭接長(zhǎng)度一般為20～30mm可以采用三面圍焊，或只用綴板端部縱向焊縫。格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件簡(jiǎn)介