第4章-钢结构轴心受力构件-格构式(谷风教育)课件.ppt

1、4.1 轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件的强度和刚度 4 钢轴心受力构件钢轴心受力构件4.2 实腹式轴心受压构件整体稳定计算实腹式轴心受压构件整体稳定计算4.3 实腹式轴心受压构件的局部稳定计算实腹式轴心受压构件的局部稳定计算强度强度刚度刚度整体稳定性整体稳定性局部稳定性局部稳定性4.4 实腹式轴心压杆的截面设计实腹式轴心压杆的截面设计4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算4.0 概述概述1参考资料#一、格构式轴心受压构件的组成形式一、格构式轴心受压构件的组成形式：二、格构式轴心受压构件的整体稳定承载力格构式轴心受压构件的整体稳定承载力 三、肢件的设计三、肢件的设计四、格构式

2、压杆的剪力四、格构式压杆的剪力五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计六、连接节点和构造规定连接节点和构造规定七、格构式轴心受压构件的设计方法七、格构式轴心受压构件的设计方法4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算2参考资料#与缀件平面相垂直的轴称为与缀件平面相垂直的轴称为虚轴虚轴(x)。肢件肢件:槽钢、角钢、工字钢或钢管槽钢、角钢、工字钢或钢管缀件：缀件：为缀条时称缀条构件；为缀板时称缀板构件（柱）。为缀条时称缀条构件；为缀板时称缀板构件（柱）。横贯分肢腹板的轴称为横贯分肢腹板的轴称为实轴（实轴（y），一、格构式轴心受压构件的组成形式：一、格构式轴心受压构件的组成

3、形式：肢件缀件4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算3参考资料#4参考资料#缀条：缀条：常为单角钢，常为单角钢，可用斜杆组成，可用斜杆组成，也可用斜杆和横杆共同组成也可用斜杆和横杆共同组成 缀板：缀板：用钢板制成，用钢板制成，一律按等距离垂直于构件一律按等距离垂直于构件轴线横放。轴线横放。一、格构式轴心受压构件的组成形式：一、格构式轴心受压构件的组成形式：4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算5参考资料#fANy二、二、格构式轴心受压构件的格构式轴心受压构件的整体稳定整体稳定承载力承载力 格构式双肢柱相当于两个并列的实腹式杆件格构式双肢柱相当于两个并列的实腹式杆件

4、1、对、对实轴实轴的整体稳定承载力的整体稳定承载力f为钢材抗压强度设计值为钢材抗压强度设计值.长细比长细比y、截面类型、截面类型 y A 各分肢横截面的毛面积之和；各分肢横截面的毛面积之和；4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算6参考资料#2、对对虚轴虚轴的整体稳定承载力的整体稳定承载力二、二、格构式轴心受压格构式轴心受压构件的整体稳定承载力构件的整体稳定承载力4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算轴心受压构件绕虚轴整体弯曲后，沿构件截面轴心受压构件绕虚轴整体弯曲后，沿构件截面将产生弯矩和剪力。将产生弯矩和剪力。对实腹式构件来说，剪力引起的附加变形很小，对实腹式构件

5、来说，剪力引起的附加变形很小，在进行整体稳定计算时，仅考虑弯矩作用的变在进行整体稳定计算时，仅考虑弯矩作用的变形，忽略剪力的变形；形，忽略剪力的变形；7参考资料#2、对对虚轴虚轴的整体稳定承载力的整体稳定承载力二、二、格构式轴心受压格构式轴心受压构件的整体稳定承载力构件的整体稳定承载力4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算对格构式构件来说，当绕虚轴失稳时，因肢件之对格构式构件来说，当绕虚轴失稳时，因肢件之间不连续，只采用缀条或缀板联系，剪切变形较间不连续，只采用缀条或缀板联系，剪切变形较大，剪力引起的附加影响不能忽略，通常采用大，剪力引起的附加影响不能忽略，通常采用换换算长细比算

6、长细比0 x来替代实际长细比来替代实际长细比x，以考虑缀材，以考虑缀材剪切变形对格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定承剪切变形对格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定承载力的影响。载力的影响。8参考资料#xxoxAA1227 2.对对虚轴虚轴的整体稳定承载力的整体稳定承载力缀条构件：缀条构件：二、二、格构式轴心受压格构式轴心受压构件的整体稳定承载力构件的整体稳定承载力双肢双肢格构式轴心受压构件对虚轴的格构式轴心受压构件对虚轴的换算长细比换算长细比的计算公式是：的计算公式是：x 整个构件对虚轴的长细比；整个构件对虚轴的长细比；A 各分肢横截面的毛面积之和；各分肢横截面的毛面积之和；A1x 一个节间内两侧斜缀条

7、的毛截面面积和：一个节间内两侧斜缀条的毛截面面积和：fANx4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算9参考资料#212xox 2、对、对虚轴虚轴的整体稳定承载力的整体稳定承载力缀板构件缀板构件：二、二、格构式轴心受压构件的整体稳定承载力格构式轴心受压构件的整体稳定承载力 i1 分肢对分肢对1-1轴轴（即分肢的弱轴）的回转半径（即分肢的弱轴）的回转半径。1 单肢对平行于虚轴的形心轴单肢对平行于虚轴的形心轴的长细比，其计算长度的长细比，其计算长度l01取缀板之取缀板之间的间的净距离净距离。1011il4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算10参考资料#3、单肢的稳定、单肢

8、的稳定二、二、格构式轴心受压构件的格构式轴心受压构件的整体稳定整体稳定承载力承载力4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件的分肢既是组成整体截面的格构式轴心受压构件的分肢既是组成整体截面的一部分，在缀件节点之间又是一个单独的实腹式一部分，在缀件节点之间又是一个单独的实腹式受压构件。受压构件。格构式构件除了需要作为整体来计算其稳定性、格构式构件除了需要作为整体来计算其稳定性、刚度和强度外，还应分别计算各分肢的稳定、刚刚度和强度外，还应分别计算各分肢的稳定、刚度和强度，保证分肢不先于构件整体失稳。度和强度，保证分肢不先于构件整体失稳。11参考资料#10.5max且且1

9、4010.7max 3、单肢的稳定、单肢的稳定二二、格构式轴心受压构件的格构式轴心受压构件的整体稳定整体稳定承载力承载力max 为为y、0 x中中最大值，最大值，max 50时，取时，取max=50 0111li满足以上条件时，不需要验算分肢的满足以上条件时，不需要验算分肢的稳定和强度。稳定和强度。4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算缀板构件：缀板构件：缀条构件：缀条构件：12参考资料#三、肢件的设计三、肢件的设计fNAy1、肢件的截面设计：、肢件的截面设计：按对按对实轴实轴的整体稳定性选择构件截面的整体稳定性选择构件截面iy=l0y/y设定y查表选定截面（查表选定截面（即确定

10、分肢型钢规格即确定分肢型钢规格），然后进行），然后进行截面稳定验算截面稳定验算由由y=l0y/iyfANy4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算13参考资料#三、肢件的设计三、肢件的设计等稳条件是等稳条件是ox=y，可得对虚轴的长细比，可得对虚轴的长细比x的最的最大值，对缀条和缀板构件，计算公式如下：大值，对缀条和缀板构件，计算公式如下：2、肢件间的距离设计、肢件间的距离设计c：按对按对虚轴虚轴的整体稳定确定两分肢的距离的整体稳定确定两分肢的距离根据对实轴和虚轴的等稳定条件根据对实轴和虚轴的等稳定条件4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算14参考资料#三、肢件的设计

11、三、肢件的设计2y127oxxAA由12122727AAAAyoxxA1一个节间内两侧斜缀条毛截面面积之和一个节间内两侧斜缀条毛截面面积之和对缀条构件，先给定缀条的截面尺寸对缀条构件，先给定缀条的截面尺寸A1 0.1A;或或采用采用最小角钢型号最小角钢型号L45 4或或L56 36 4 4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算缀条构件缀条构件15参考资料#三、肢件的设计三、肢件的设计对缀板构件，先假定单肢的长细比对缀板构件，先假定单肢的长细比1，10.5max且且1 40221yoxx由212212yoxxmax 50时，取时，取max=50 缀板构件缀板构件4.5 格构式轴心受压

12、构件计算格构式轴心受压构件计算16参考资料#根据根据x x可得到对虚轴的回转半径可得到对虚轴的回转半径i ix x ：i ix=l l0 x/x再根据再根据i ix x和和i i1 1可求得两分肢轴线间距可求得两分肢轴线间距c ci i1 1分肢弱轴的回转半径分肢弱轴的回转半径l l0101缀板间的净间距缀板间的净间距 求得以上数据后，选择合适数据，求得以上数据后，选择合适数据，然后进行虚轴稳然后进行虚轴稳定性的计算。定性的计算。2122iicx4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算 三、肢件的设计三、肢件的设计17参考资料#四、格构式压杆的剪力四、格构式压杆的剪力lxNNlNd

13、xdMVlxNNNyyNMEEcos)1(sin1)000杆的任意截面的剪力（杆的任意截面的弯距 当格构式压杆绕虚轴弯曲时，因变形而产生横当格构式压杆绕虚轴弯曲时，因变形而产生横向剪力，规范在规定剪力时，以压杆弯曲至中央向剪力，规范在规定剪力时，以压杆弯曲至中央截面边缘纤维屈服为条件，导出最大剪力截面边缘纤维屈服为条件，导出最大剪力V V 和轴和轴线压力线压力N N 之间的关系之间的关系:4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算18参考资料#23585yfAfV 四、格构式压杆的剪力四、格构式压杆的剪力构件或受压构件当绕虚轴弯曲时，上述剪构件或受压构件当绕虚轴弯曲时，上述剪力由缀条

14、承受。对双肢构件，此剪力由双力由缀条承受。对双肢构件，此剪力由双侧缀件面平均分担侧缀件面平均分担简化后得：简化后得：V V1 1=V/2=V/2设计缀件及其连接时认为剪力是沿杆全长设计缀件及其连接时认为剪力是沿杆全长不变化的。不变化的。4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算19参考资料#1、斜缀条的设计、斜缀条的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计（一）缀条的设计：（一）缀条的设计：2、横缀条的设计、横缀条的设计：（二）缀板的设计（二）缀板的设计4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算20参考资料#1、斜缀条的设计：、斜缀条的设计：五、缀件（缀

15、条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计（一）缀条设计：（一）缀条设计：缀条的布置一般采用单系缀条或交叉缀缀条的布置一般采用单系缀条或交叉缀条。缀条可看做以分肢为弦杆的平行弦桁架条。缀条可看做以分肢为弦杆的平行弦桁架的腹杆，与结构力学计算桁架腹杆的方法相的腹杆，与结构力学计算桁架腹杆的方法相同。同。4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算21参考资料#1、斜缀条的设计：、斜缀条的设计：五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计（一）缀条设计：（一）缀条设计：按铰接桁架计算一个斜缀条按铰接桁架计算一个斜缀条的内力为：的内力为：N1=V1/(n cos)n 为承受剪力

16、为承受剪力 V1 的斜缀条数；的斜缀条数；V1 为分配到一个缀面的剪力，有两个缀面的为分配到一个缀面的剪力，有两个缀面的 V1=V/2；为缀条的夹角，在为缀条的夹角，在30 60之间采用。之间采用。4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算22参考资料#1、斜缀条的设计：、斜缀条的设计：（一）缀条设计：（一）缀条设计：缀条一般采用单角钢，与柱单面连接，考虑到缀条一般采用单角钢，与柱单面连接，考虑到受力时的偏心和受压时的弯扭，当按轴心受力受力时的偏心和受压时的弯扭，当按轴心受力构件设计时，应将钢材强度设计值乘以下列折构件设计时，应将钢材强度设计值乘以下列折减系数减系数：五、缀件（缀条、

17、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算由于剪力的方向不定，斜缀条可能受压也可由于剪力的方向不定，斜缀条可能受压也可能受拉，应按能受拉，应按轴心压杆轴心压杆选择截面。选择截面。23参考资料#1、斜缀条的设计：、斜缀条的设计：（一）缀条设计：（一）缀条设计：（1）按轴心受压计算构件的稳定性时：）按轴心受压计算构件的稳定性时：（2）按轴心受压计算构件的强度和（与分肢）按轴心受压计算构件的强度和（与分肢 的）连接时：的）连接时：五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算24参考资料#

18、（1）计算稳定性时：）计算稳定性时：10yNfA不等边角钢不等边角钢 短肢相连短肢相连 =0.5+0.00251.0。等边角钢等边角钢 =0.6+0.00151.0。长肢相连长肢相连 =0.7 1、斜缀条的设计：、斜缀条的设计：（一）缀条设计：（一）缀条设计：4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计25参考资料#对角钢最小刚度轴对角钢最小刚度轴y0-y0 的长细比。的长细比。当当20时，取时，取=20l0为计算长度，取节点中距离。为计算长度，取节点中距离。式中式中=l0/iy0 i y0为角钢最小回转半径，为角钢最小回转半径，

19、（1）计算稳定性时：）计算稳定性时：1、斜缀条的设计：、斜缀条的设计：（一）缀条设计：（一）缀条设计：4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计26参考资料#1nNfA（2）计算强度和（与分肢的）连接时：）计算强度和（与分肢的）连接时：1、斜缀条的设计：、斜缀条的设计：（一）缀条设计：（一）缀条设计：4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计=0.8527参考资料#（1）与斜缀条相同与斜缀条相同;2、横缀条的设计、横缀条的设计：(一般不作计算一般不作计算)（2）按

20、容许长细比确定，取较小的截面。）按容许长细比确定，取较小的截面。（一）缀条设计：（一）缀条设计：4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计28参考资料#如果一个缀板面分担的剪力为如果一个缀板面分担的剪力为 V1（二）缀板的设计（二）缀板的设计缀板构件如一多层钢架。缀板构件如一多层钢架。假定假定:其在受力弯曲时，反其在受力弯曲时，反弯点分布在各缀板间分肢弯点分布在各缀板间分肢的中点和缀板中点，该处的中点和缀板中点，该处弯矩为零，只受剪力。弯矩为零，只受剪力。23585yfAfV V1=V/24.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心

21、受压构件计算五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计29参考资料#l相邻两缀板轴线间的距离；相邻两缀板轴线间的距离；剪力剪力:弯矩（与肢件连接处）：弯矩（与肢件连接处）：a分肢轴线间的距离。分肢轴线间的距离。M=T a/2=V1l1/2T=V1l1/a缀板所受的内力为：缀板所受的内力为：（二）缀板的设计（二）缀板的设计4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计30参考资料#Ib/a构件同一截面处缀板的线刚度构件同一截面处缀板的线刚度缀板尺寸则由刚度条件决定。缀板尺寸则由刚度条件决定。双肢缀板柱双肢缀板柱2（Ib/

22、a）6(I1/l l1 1)缀板宽度缀板宽度b 2a/3缀板厚度缀板厚度t a/40且且t 6mm缀板与肢件的搭接长度一般为缀板与肢件的搭接长度一般为2030mm。I1/l l1 1柱分肢的线刚度，柱分肢的线刚度，l l1 1取相邻缀板轴线间距取相邻缀板轴线间距（二）缀板的设计（二）缀板的设计4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算五、缀件（缀条、缀板）的设计五、缀件（缀条、缀板）的设计端缀板宜适当加宽：取端缀板宜适当加宽：取b=a31参考资料#六、连接节点和构造规定连接节点和构造规定1 1、缀条与肢件连接时，两者的轴线尽可能交、缀条与肢件连接时，两者的轴线尽可能交 于一点；于一点

23、；为了缩短斜缀条两端的搭接长度，应采用三面围为了缩短斜缀条两端的搭接长度，应采用三面围焊；焊；有横缀条时，可加设节点板；有横缀条时，可加设节点板；缀条采用不小于缀条采用不小于45454 4或或565636364 4的角钢。的角钢。4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算32参考资料#2 2、大型格构式构件应设置用钢板或角钢做成的、大型格构式构件应设置用钢板或角钢做成的横隔，增加构件的抗扭刚度，避免截面变形。横隔，增加构件的抗扭刚度，避免截面变形。六、连接节点和构造规定连接节点和构造规定4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算33参考资料#七、格构式轴心受压构件的设计方法

24、七、格构式轴心受压构件的设计方法当格构式受压构件的轴心压力当格构式受压构件的轴心压力N N，两方向计算长，两方向计算长度度l l0 x0 x，l l0y0y，钢材强度设计值，钢材强度设计值f f和截面类型已知时，和截面类型已知时，截面选择有两大步：截面选择有两大步：中小型柱采用缀板柱中小型柱采用缀板柱 大型柱采用缀条柱大型柱采用缀条柱4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算1 1、按对实轴整体稳定选择构件截面；、按对实轴整体稳定选择构件截面；2 2、按对虚轴整体稳定确定分肢距离。、按对虚轴整体稳定确定分肢距离。34参考资料#2、确定面积确定面积 A A 和对实轴的回转半径和对实轴的

25、回转半径iy长细比长细比 由由A 和和iy查型钢表试选分肢适用的槽钢或工字钢。查型钢表试选分肢适用的槽钢或工字钢。查查 y 求求 A=N/yf (A为两型钢面积和为两型钢面积和)求求iy=loy/七、格构式轴心受压构件的设计方法七、格构式轴心受压构件的设计方法（一）试选分肢截面（对（一）试选分肢截面（对实轴实轴计算）计算）同实腹式轴心受压构件相同的方法，同实腹式轴心受压构件相同的方法，1 1、假设长细比、假设长细比 4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算35参考资料#七、格构式轴心受压构件的设计方法七、格构式轴心受压构件的设计方法（一）试选分肢截面（对（一）试选分肢截面（对实轴实

26、轴计算）计算）4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算 选完后进行实轴整体稳定和刚度验选完后进行实轴整体稳定和刚度验算，必要时还需进行强度和局部稳定算，必要时还需进行强度和局部稳定验算。验算。3 3、截面验算、截面验算36参考资料#实轴：实轴：y（2）刚度验算：）刚度验算：yoyyil实轴（3）整体稳定性验算：）整体稳定性验算：yN/yAf（1）强度验算：）强度验算：=N/Anf （截面无削弱可不验算）（截面无削弱可不验算）七、格构式轴心受压构件的设计方法七、格构式轴心受压构件的设计方法（一）试选分肢截面（对（一）试选分肢截面（对实轴实轴计算）计算）4.5 格构式轴心受压构件计算格

27、构式轴心受压构件计算3 3、截面验算、截面验算37参考资料#xyxAA1227（二）确定两肢间距（二）确定两肢间距（对对虚轴虚轴计算计算）双肢双肢缀条缀条柱柱 先定先定A1x ，大约大约按按A1x0.1A 预选斜缀条的角钢型预选斜缀条的角钢型号，并将其面积代入公式计算，然后再按其所受号，并将其面积代入公式计算，然后再按其所受内力进行验算。内力进行验算。再由等稳定性条件再由等稳定性条件ox=y可得对虚轴需要的长细可得对虚轴需要的长细比比x：1、按试选的分肢截面计算长细比、按试选的分肢截面计算长细比y，y=loy/iy4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算38参考资料#222211x

28、oxy（二）确定两肢间距（对（二）确定两肢间距（对虚轴虚轴计算）计算）双肢双肢缀板缀板柱柱 :先定先定1，可先按，可先按10.5y,且不大于且不大于40代入公代入公式计算，然后按式计算，然后按l01011/i i1 的缀板净距布置缀板的缀板净距布置缀板；或先布置缀板再计算或先布置缀板再计算1。4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算39参考资料#oxxxli2212xcii一般取一般取c为为10的倍数，且两肢净距宜大于的倍数，且两肢净距宜大于100，便于内部油漆便于内部油漆。4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算2 2、根据根据x可得到对虚轴的回转半径可得到对虚轴的回

29、转半径i ix（二）确定两肢间距（对（二）确定两肢间距（对虚轴虚轴计算）计算）3 3、根据、根据i ix x和和i i1 1可求两分肢轴线间距可求两分肢轴线间距c c40参考资料#4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算 选完后进行虚轴整体稳定和刚度验算，选完后进行虚轴整体稳定和刚度验算，当当分肢的长细比满足一定条件时，分肢的长细比满足一定条件时，无需进行单肢无需进行单肢强度和整体稳定验算，当单肢采用型钢时，也强度和整体稳定验算，当单肢采用型钢时，也不必验算分肢局部稳定。不必验算分肢局部稳定。（二）确定两肢间距（对（二）确定两肢间距（对虚轴虚轴计算）计算）4 4、截面验算、截面验算

30、41参考资料#虚轴：虚轴：ox（1）刚度验算：）刚度验算：（2）整体稳定性验算：）整体稳定性验算：xxxAA12027缀条 对虚轴必须用换算长细比对虚轴必须用换算长细比212xox缀板 xN/x Af4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算（二）确定两肢间距（对（二）确定两肢间距（对虚轴虚轴计算）计算）4 4、截面验算、截面验算42参考资料#实轴长细比实轴长细比y，虚轴换算长细比，虚轴换算长细比ox，两者取大，两者取大值值max（3 3）分肢稳定性验算：）分肢稳定性验算：缀条构件：缀条构件：1 10.7max缀板构件缀板构件:1 10.5max且且1 140，当当max50时，取时

31、，取max=50 1=l l01/i i14.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算（二）确定两肢间距（对（二）确定两肢间距（对虚轴虚轴计算）计算）4 4、截面验算、截面验算43参考资料#（三）缀件（缀条、缀板）设计（三）缀件（缀条、缀板）设计 缀条（板）截面剪力缀条（板）截面剪力:1 1、缀条计算：、缀条计算：11()2352 85yfAfV 一个缀截面N1=V1/(n cos)1minli1NfA4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算一个斜缀条的轴心力：一个斜缀条的轴心力：选择角钢型号，并验算选择角钢型号，并验算44参考资料#（三）缀件（缀条、缀板）设计（三）缀件（

32、缀条、缀板）设计 1 1、缀条计算：、缀条计算：1minli1NfA4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算选择角钢型号，并验算稳定性和强度及连接。选择角钢型号，并验算稳定性和强度及连接。（1 1）稳定性）稳定性（2 2）强度及连接）强度及连接按第三章连接内容进行计算。按第三章连接内容进行计算。45参考资料#验算缀板的刚度验算缀板的刚度2(Ib/b0)/(I1/l l1)6 2 2、缀板计算、缀板计算缀板间的净距缀板间的净距l011i1,预计缀板的纵向高度预计缀板的纵向高度缀板厚度缀板厚度t b0/40且且t 6mm023db（三）缀件（缀条、缀板）设计（三）缀件（缀条、缀板）设计

33、 4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算剪力计算同缀条。剪力计算同缀条。(1)(1)选择缀板尺寸选择缀板尺寸46参考资料#然后验算正应力和切应力然后验算正应力和切应力弯矩弯矩 M=V1l1/2（2）缀板强度验算：）缀板强度验算：内力为：内力为：剪力剪力V=V1l1/b02 2、缀板计算、缀板计算（三）缀件（缀条、缀板）设计（三）缀件（缀条、缀板）设计 4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算MfW1.5vVfA47参考资料#f f正应力放大系数，一般取正应力放大系数，一般取1.221.22wfffff22扭矩扭矩 Tj=V1l1/2（3 3）连接焊缝验算：）连接焊缝验

34、算：内力为：内力为：剪力剪力Vj=V1l1/b02 2、缀板计算、缀板计算（三）缀件（缀条、缀板）设计（三）缀件（缀条、缀板）设计 4.5 格构式轴心受压构件计算格构式轴心受压构件计算48参考资料#设计实例设计实例 某炼钢厂工作平台的部分结构。其中某炼钢厂工作平台的部分结构。其中支柱支柱AB 承受轴心压力承受轴心压力N=1400kN,柱在强轴方向下柱在强轴方向下端固定，上端铰接。柱高度为端固定，上端铰接。柱高度为7m。在弱轴方向上。在弱轴方向上中点及两端均有一侧向铰支承。中点及两端均有一侧向铰支承。试选择该柱截面：试选择该柱截面：、缀条柱；、缀条柱；、缀板柱。、缀板柱。材料材料16Mn16Mn

35、钢，焊条钢，焊条E50E50系列系列49参考资料#03505.8360yylicm选用选用20a，截面形式如图所示。，截面形式如图所示。A=228.84=57.68cm2，iy=7.86cm,I1=128cm460假定试选分肢截面（对实轴计算）试选分肢截面（对实轴计算）解解:一、缀条柱一、缀条柱3321400 1060.550.734 315 10yNAcmf734.0(yb类）cmzcmi01.2,11.20150参考资料#确定两肢间距确定两肢间距c（对虚轴计算）（对虚轴计算）cmilyyy5.4486.735009.4149.3268.57275.4427212xyxAA219.268.5

36、705.005.02/cmAAx斜缀条角钢系根据预选斜缀条角钢系根据预选并按构造取最小角钢并按构造取最小角钢454，A=3.49cm2。cmlixxx37.139.4156002222122 13.372.1126.430 xciicmccm取51参考资料#验算截面验算截面0.4549.3268.57275.42272120 xxxAA整个截面对虚轴的惯性矩整个截面对虚轴的惯性矩4210000)1384.28128(2cmIxcmAIixx17.1368.57100005.4217.135600 xxxil52参考资料#验算截面验算截面)(1500.45)(1505.440满足满足xy。查表得

37、835.0,0.450maxx满足）(/315/76.2921068.57835.010)101400(2223mmNfmmNAN(3)整体稳定：整体稳定：(2)刚度：刚度：(1)强度：因截面无削弱，可不验算。强度：因截面无削弱，可不验算。53参考资料#(4)分肢稳定性分肢稳定性:缀条按缀条按450布置布置6.2411.2521011il当max50时，取max=500.450maxx)(35507.07.0max满足54参考资料#211157.681031534528523528523512950yfAfVNNVNb1831045cos12950cos01.缀条计算缀条计算缀件面剪力缀件面剪

38、力斜缀条内力斜缀条内力55参考资料#cmiy89.003.4189.045cos260001yil.缀条计算缀条计算 斜缀条角钢斜缀条角钢454，A=3.49cm2)(150刚度满足56参考资料#3.41由22/3.611049.3856.018310mmNANb0.60.00150.60.0015 41.30.66.缀条计算缀条计算856.0查表20.66 315208/(fN mm满足）57参考资料#采用两面侧焊，采用两面侧焊，hf=4mm。.连接焊缝连接焊缝)(40按最小长度取mm肢背焊缝需要长度肢尖焊缝需要长度mmfhNKlwfRfw35820085.047.0183107.07.01

39、11mmfhNKlwfRfw20820085.047.0183103.07.012258参考资料#1、对实轴计算同样须选用对实轴计算同样须选用20a,5.0max1分肢稳定要求分肢稳定要求，满足选22110.5 50252、对虚轴计算确定两肢间距对虚轴计算确定两肢间距二、缀板柱二、缀板柱401且当max50时，取max=500.455.440 xy59参考资料#7.38225.4422212yxcmlixxx47.147.385600028bcm取22220122 14.472.1128.6xbiicm二、缀板柱二、缀板柱60参考资料#2验算截面验算截面4211550)148.28128(2c

40、mIx满足）(/315/0.2911068.57834.010)101400(2223mmNfmmNANcmAIixx15.1468.57115506.3915.145600 xxxil)(1503.45226.39222120满足xx834.0查表得61参考资料#3缀板设计缀板设计cmil4.4611.222110130112 0.8 18/12282/13.96(/128/64bIbIl满足）预估缀板的宽度预估缀板的宽度bj2b0/3228/318.7cm取取18cm缀板间的净距缀板间的净距取取46cm。缀板线刚度与分肢线刚度之比值为：缀板线刚度与分肢线刚度之比值为：厚度厚度tjb0/40

41、28/400.7cm，取，取8mm。则缀板轴线间距离则缀板轴线间距离l1=l01+bj461864cm。62参考资料#4.4.连接焊缝连接焊缝1 1012930 642955028VlVNbcmNlVT41376026412930211扭矩扭矩剪力剪力缀板和分肢连接处的内力为缀板和分肢连接处的内力为:63参考资料#采用角焊缝，三面围焊，计算时偏安全地采用角焊缝，三面围焊，计算时偏安全地仅考虑竖直焊缝，仅考虑竖直焊缝，但不扣除考虑缺陷的但不扣除考虑缺陷的2hf 取取hf=6mm。Af=0.70.618=7.56cm243121204186.07.0cmIfx2/1832049413760mmNrITyffTX2/3956.729550mmNAVwVf64参考资料#22223/6.1541056.7295501068.2222.110413760mmN在在T和和V共同作用下焊缝的合应力为：共同作用下焊缝的合应力为：22fff)(/2002满足mmNfwf65参考资料#