1、第四章第四章 轴心受力构件轴心受力构件 第一节第一节 轴心受力构件强度和刚度轴心受力构件强度和刚度 第二节第二节 实腹式轴心受压构件的弯曲屈曲实腹式轴心受压构件的弯曲屈曲 第三节第三节 实腹式轴心受压构件的局部屈曲实腹式轴心受压构件的局部屈曲 第四节第四节 实腹式轴心压杆设计实腹式轴心压杆设计 第五节第五节 格构式轴心受压构件设计格构式轴心受压构件设计 第六节第六节 柱头和柱脚柱头和柱脚 第七节第七节 钢索简介钢索简介 1、概念：二力杆概念：二力杆 力沿轴线方向力沿轴线方向 约束：两端铰接约束：两端铰接 第一节第一节 轴心受力构件强度和刚度轴心受力构件强度和刚度 2 2、应用：网架、索杆体系、
2、塔架、桁架等、应用：网架、索杆体系、塔架、桁架等 网架网架 轴心受拉构件轴心受拉构件 轴心受压构件轴心受压构件 强度强度 （承载能力极限状态）（承载能力极限状态） 刚度刚度 （正常使用极限状态）（正常使用极限状态） 强度强度 刚度刚度 （正常使用极限状态）（正常使用极限状态） 稳定稳定 （承载能力极限状态）（承载能力极限状态） 3 3、分类、分类 4、截面类型：截面类型： 实腹式：实腹式：型钢截面、组合截面型钢截面、组合截面 格构式：格构式：缀条式、缀板式缀条式、缀板式 实实 腹腹 式式 截截 面面 热轧型钢热轧型钢 冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢 组合截面组合截面 格构式截面格构式截面 由两个或多
3、个型钢肢件通过缀材连接而成。由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。 一、一、 强度计算强度计算 N N 轴心拉力或压力设计值；轴心拉力或压力设计值； A An n 构件的净截面面积；构件的净截面面积； f f 钢材的抗拉钢材的抗拉( (压压) )强度设计值强度设计值 )14( n f A N 轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。轴心受压构件，当截面无削弱时，强度不必计算。 二、刚度计算：二、刚度计算： 保证构件在运输、安装、使用不产生过大变形保证构件在运输、安装、使用不产生过大变形 1 1、受拉构件、受拉构件 )24( 0 i l 截面的回转半径；截面的回转半径； A I i 构件的计
4、算长度；构件的计算长度； 0 l 取值详见规范或教材。取值详见规范或教材。构件的容许长细比，其构件的容许长细比，其 0x x x l i 0y y y l i x / x iIA 0x xl构件对 轴计算长度； y / y iIA 0y yl构件对 轴计算长度； 2 2、受压构件、受压构件 )24( 0 i l 1 1）双轴对称截面）双轴对称截面 2 2）单轴对称截面）单轴对称截面 绕非对称轴：绕非对称轴： 绕对称轴：采用换算长细比，对于单角钢和双绕对称轴：采用换算长细比，对于单角钢和双 角钢截面可采用简化公式。角钢截面可采用简化公式。 )24( 0 i l 受拉构件的容许长细比 表 4-1
5、承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构 项次 构件名称 有重级工作制吊车的厂房 一般结构 直接承受动力 荷载的结构 1 桁架的杆件 250 350 250 2 吊车梁或吊车桁架 以下的柱间支撑 200 300 3 其它拉杆、支撑、系杆等 （张紧的圆钢除外） 350 400 第二节第二节 实腹式轴心受压构件的弯曲屈曲实腹式轴心受压构件的弯曲屈曲 轴压构件三种屈曲形态轴压构件三种屈曲形态 弯曲屈曲：弯曲屈曲：双轴对称绕弱轴屈曲；双轴对称绕弱轴屈曲； 扭转屈曲：扭转屈曲：绕绕Z轴屈曲，十字形截面；轴屈曲，十字形截面； 弯扭屈曲：弯扭屈曲：同时绕同时绕y y轴和轴和z z轴屈曲，无对称轴截面；轴屈曲，无
6、对称轴截面； 一、理想构件弹性弯曲失稳一、理想构件弹性弯曲失稳 根据右图列平衡方程根据右图列平衡方程 解平衡方程：得解平衡方程：得 0 2 2 Ny dx yd EI A E l EI Ncr 2 2 2 0 2 2 2 / cr crpp NE fEf A p 理想条件：理想条件： （1 1）绝对直杆、材料均质、无荷载偏心、无初始应力、完全弹性；绝对直杆、材料均质、无荷载偏心、无初始应力、完全弹性； （2 2）不考虑剪力对临界力的影响作用）不考虑剪力对临界力的影响作用 二、考虑剪力影响后构件的弹性弯曲失稳二、考虑剪力影响后构件的弹性弯曲失稳 Mv yyy总变形总变形 总曲率：弯距曲率剪力产生
7、的附加曲率总曲率：弯距曲率剪力产生的附加曲率 剪力曲率：剪力曲率： 总曲率：总曲率： v dydMdy VN dxdxdx 22 22 v d yd y N dxdx 式中：式中： 表示单位剪力引起的剪切角：表示单位剪力引起的剪切角： 22 22 d yMd y N dxEIdx 2 2 10 d yN Ny dxEI 1 E cr E N N N 绕实轴：绕实轴： 0 crE NN 绕虚轴：绕虚轴： 三、实际构件的整体稳定三、实际构件的整体稳定 0)sin( 0 2 2 l x vyN dx yd EI cr m NN v vvv /1 0 0 （1 1）当）当N N 趋于趋于N NE E时
8、，挠度无穷大；时，挠度无穷大； （2 2）不管初弯曲多小，承载力总是小于）不管初弯曲多小，承载力总是小于N NE E （3 3）初弯曲越大，最终挠度也越大；）初弯曲越大，最终挠度也越大； 1 1、初始弯曲的影响、初始弯曲的影响 几何缺陷几何缺陷：初始弯曲初始偏心初始弯曲初始偏心 力学缺陷：力学缺陷：残余应力残余应力 2 2、初始偏心的影响、初始偏心的影响 杆轴的挠曲线为：杆轴的挠曲线为： 杆中央的最大挠度为：杆中央的最大挠度为： (4.21) 1sin sin cos1 cos 0 kx kl kl kxey (4.22) 1 2 sec 0 E N N ev 4.20 0 2 2 NeNy
9、dx yd EI （1 1）当）当N N 趋于趋于N NE E时，挠度无穷大；时，挠度无穷大； （2 2）初偏心越大，最终挠度也越大；）初偏心越大，最终挠度也越大； 3 3、残余应力的影响、残余应力的影响 产生原因；产生原因； 影响影响: : 分布规律及测定分布规律及测定 1 1）短柱试验法：）短柱试验法： 2 2）应力释放法：）应力释放法：将短柱锯割成条以释放应力，然将短柱锯割成条以释放应力，然 后测量每条在应力释放后前长度以确定应变；后测量每条在应力释放后前长度以确定应变； 残余应力对压杆临界荷载的影响残余应力对压杆临界荷载的影响 (4.8) 2 2 2 2 I I l EI l EI N
10、 ee cr (4.9) 2 2 I IE e cr 对对x x- -x x轴屈曲时轴屈曲时: : 对对y y- -y y轴屈曲时轴屈曲时: : 2 2 x crx ox EI Nk l 2 3 2 y cry oy EI Nk l 残余应力对弱轴的影残余应力对弱轴的影 响比对强轴严重得多响比对强轴严重得多! ! 四、压杆曲线的确定四、压杆曲线的确定 焊接工字形截面轴心受压柱稳定系数焊接工字形截面轴心受压柱稳定系数 1212种不同截面尺寸，种不同截面尺寸， 不同残余应力和分不同残余应力和分 布以及不同钢材牌布以及不同钢材牌 号轴心压构件曲线。号轴心压构件曲线。 轴心受压构件的柱子曲线分布在一个
11、相当轴心受压构件的柱子曲线分布在一个相当 宽的带状范围内，宽的带状范围内，用单一柱子曲线，即用一个用单一柱子曲线，即用一个 变量（长细比）变量（长细比）来反映显然是不够合理的来反映显然是不够合理的。现。现 在已有不少国家包括我国在内已经采用多条柱在已有不少国家包括我国在内已经采用多条柱 子曲线。子曲线。 五、我国规范的整体稳定计算五、我国规范的整体稳定计算 缺陷：初始弯曲残余应力；缺陷：初始弯曲残余应力； 五个假定：五个假定： 截面分类：截面分类：abcdabcd（不同截面类型、屈曲方（不同截面类型、屈曲方 向和不同加工方法）向和不同加工方法） a a类：类：轧制圆管和宽高比小于轧制圆管和宽高
12、比小于0.80.8且绕强轴屈曲且绕强轴屈曲 的轧制工字钢；的轧制工字钢；残余应力影响较小；残余应力影响较小； c c类：类：翼缘为轧制边或剪切边的绕弱轴屈曲的焊翼缘为轧制边或剪切边的绕弱轴屈曲的焊 接工字形截面和接工字形截面和T T字形截面；字形截面；残余应力影响较大，残余应力影响较大， 并有弯扭失稳影响；并有弯扭失稳影响； b b类：大量截面介于类：大量截面介于a a与与c c两类之间，属于两类之间，属于b b类，类， 如翼缘为火焰切割边的焊接工字形截面，因为在翼如翼缘为火焰切割边的焊接工字形截面，因为在翼 缘的外侧具有较高的残余拉应力。它对轴心压杆承缘的外侧具有较高的残余拉应力。它对轴心压
13、杆承 载力的影响较为有利，所以绕强轴和弱轴屈曲都属载力的影响较为有利，所以绕强轴和弱轴屈曲都属 于于b b类；类； 四类截面四类截面 轴心受压构件的截面分类轴心受压构件的截面分类( (板厚板厚t t 40mm40mm) ) 1 1、轴心受压构件稳定系数表达式、轴心受压构件稳定系数表达式 1 1）当）当 2 2）当）当 1 1）钢材品种（即）钢材品种（即f fy y和和E E）；）；2 2）长细比；）长细比；3 3）截面分类；）截面分类； 稳定系数影响因素：稳定系数影响因素： 4.23 fAN cry cr RyR Nf NN f AAAf 式中式中 N N 轴心受压构件的压力设计值；轴心受压构
14、件的压力设计值； A A 构件的毛截面面积；构件的毛截面面积； 轴心受压构件的稳定系数，取两主轴稳定系数较小者；轴心受压构件的稳定系数，取两主轴稳定系数较小者； f f 钢材的抗压强度设计值。钢材的抗压强度设计值。 2 2、查表确定轴心受压构件稳定系数：、查表确定轴心受压构件稳定系数： 根据截面分类，长细比，屈服强度等参数；根据截面分类，长细比，屈服强度等参数； 3 3、整体稳定计算公式：、整体稳定计算公式： 或者或者 N Af 某焊接工字形截面柱，截面某焊接工字形截面柱，截面 几何尺寸如图。柱的上、下端几何尺寸如图。柱的上、下端 均为铰接，柱高均为铰接，柱高4.2m4.2m，承受的，承受的
15、轴心压力设计值为轴心压力设计值为1000kN1000kN，钢，钢 材为材为Q235Q235，翼缘为火焰切割边，翼缘为火焰切割边， 焊条为焊条为E43E43系列，手工焊。试系列，手工焊。试 验算该柱是否安全。验算该柱是否安全。 例题例题1 1 解：已知 lx= ly =4.2m，f=215N/mm2。 计算截面特性： A=2251220.6=63.2cm2， Ix=225111.520.6223/12=7144.9cm4， Iy=21253/12=2604.2cm4， cm63.10/AIi xx ， cm42. 6/AIi yy。 验算整体稳定、刚度和局部稳定性 x= lx/ix=420/10
16、.63=39.5b b时，减小板的非加载边时，减小板的非加载边a a的长度不能提高板的长度不能提高板 的临界承载力。的临界承载力。 不同的边界约束条件取不同的屈曲系数；不同的边界约束条件取不同的屈曲系数； min 4K 2 2 4 crx D N b 二、工字形组合截面板件的局部屈曲二、工字形组合截面板件的局部屈曲 对于局部屈曲问题，通常有两种考虑方法：对于局部屈曲问题，通常有两种考虑方法： 方法方法1 1：不允许板件屈曲先于构件整体屈曲，目前不允许板件屈曲先于构件整体屈曲，目前 一般钢结构就是不允许局部屈曲先于整体屈曲来限一般钢结构就是不允许局部屈曲先于整体屈曲来限 制板件宽厚比。制板件宽厚
17、比。 方法方法2 2：允许板件先于整体屈曲，采用有效截面的允许板件先于整体屈曲，采用有效截面的 概念来考虑局部屈曲对构件承载力的不利影响，冷概念来考虑局部屈曲对构件承载力的不利影响，冷 弯薄壁型钢结构，轻型门式刚架结构的腹板就是这弯薄壁型钢结构，轻型门式刚架结构的腹板就是这 样考虑的。样考虑的。 一般钢结构板件宽厚比的规定是基于局部屈曲不一般钢结构板件宽厚比的规定是基于局部屈曲不 先于整体屈曲考虑的，根据板件的临界应力和构先于整体屈曲考虑的，根据板件的临界应力和构 件的临界应力相等的原则即可确定板件的宽厚比。件的临界应力相等的原则即可确定板件的宽厚比。 1 1、翼缘的宽厚比：、翼缘的宽厚比：
18、在弹性阶段在弹性阶段： 在弹塑性阶段在弹塑性阶段： 设计规范采用：设计规范采用： (4.110) )1(12 2 2 2 1 2 2 E b tEK 2 2 min 2 1 0.425 (4.112) 12(1) y Et f b (4.113) 235 1 . 010 1 y ft b 2 2、腹板的高厚比、腹板的高厚比 ： 设计规范采用：设计规范采用： (4.114) )1(12 43.1 min 2 0 2 2 y w f h tE (4.115) 235 5 . 025 0 yw ft h （3）对热轧剖分 T 型钢截面和焊接 T 型钢截面，翼缘的宽厚比限值同工字钢或 H 型钢，为式（
19、4-7） ，腹板的高厚比限值分别为式（4-8b）和（4-8c） ： 热轧剖分 T 型钢截面： yw fth/2352 . 015/ 0 （4-8b） 焊接 T 型钢截面： yw fth/2357 . 013/ 0 （4-8c） 式中的取值同式（4-8a） 。 （4）对箱形截面中的板件(包括双层翼缘板的外层板)其宽厚比限值偏于安全地取 y f/23540 ，不与构件长细比发生关系。 （5）对圆管截面是根据管壁的局部屈曲不先于构件的整体屈曲确定，考虑材料的 弹塑性和管壁缺陷的影响，根据理论分析和试验研究，得出其径厚比限值为 y ftD/235100/ （4-9） 三、其他组合截面板件的局部屈曲三、
20、其他组合截面板件的局部屈曲 某焊接工字形截面柱，截面某焊接工字形截面柱，截面 几何尺寸如图。柱的上、下端几何尺寸如图。柱的上、下端 均为铰接，柱高均为铰接，柱高4.2m4.2m，承受的，承受的 轴心压力设计值为轴心压力设计值为1000kN1000kN，钢，钢 材为材为Q235Q235，翼缘为火焰切割边，翼缘为火焰切割边， 焊条为焊条为E43E43系列，手工焊。试系列，手工焊。试 验算该柱是否安全。验算该柱是否安全。 例题例题1 1 解：已知 lx= ly =4.2m，f=215N/mm2。 计算截面特性： A=2251220.6=63.2cm2， Ix=225111.520.6223/12=7
21、144.9cm4， Iy=21253/12=2604.2cm4， cm63.10/AIi xx ， cm42. 6/AIi yy。 验算整体稳定、刚度和局部稳定性 x= lx/ix=420/10.63=39.5=150， y= ly/iy=420/6.42=65.4=150， 截面对 x 轴和 y 轴为 b 类， 查稳定系数表可得，x=0.901，y=0.778， 取=y =0.778， 则 22 N/mm215N/mm4 .20310 2 .63778. 0 1000 f A N 翼缘宽厚比为 b1/t=(12.50.3)/1=12.2100.165.4=16.5 腹板高厚比为 h0/tw=
22、(242)/0.6=36.725+0.565.4=57.7 构件的整体稳定、刚度和局部稳定都满足要求。 图 4-4 例题 4-1 x y N N 4200 250 240 10 10 6 解：已知 lx= ly =4.2m，f=215N/mm2。 计算截面特性： A=2251220.6=63.2cm2， Ix=225111.520.6223/12=7144.9cm4， Iy=21253/12=2604.2cm4， cm63.10/AIi xx ， cm42. 6/AIi yy。 验算整体稳定、刚度和局部稳定性 x= lx/ix=420/10.63=39.5=150， y= ly/iy=420/
23、6.42=65.4=150， 截面对 x 轴和 y 轴为 b 类， 查稳定系数表可得，x=0.901，y=0.778， 取=y =0.778， 则 22 N/mm215N/mm4 .20310 2 .63778. 0 1000 f A N 翼缘宽厚比为 b1/t=(12.50.3)/1=12.2100.165.4=16.5 腹板高厚比为 h0/tw=(242)/0.6=36.725+0.565.4=57.7 构件的整体稳定、刚度和局部稳定都满足要求。 图 4-4 例题 4-1 x y N N 4200 250 240 10 10 6 例题例题3 3 44342 2.54 10 cm ,1.25
24、 10 cm ,8760cm ;5.2m xy IIAl 轴心受压构件，轴心受压构件，Q235Q235钢，截面无消弱，翼缘为轧钢，截面无消弱，翼缘为轧 制边。已知制边。已知 问：问：1 1、此柱的局部稳定是否满足要求？、此柱的局部稳定是否满足要求？ 3 3、局部稳定验算、局部稳定验算 较大翼缘的局部稳定较大翼缘的局部稳定 满足要求满足要求 腹板的局部稳定腹板的局部稳定 满足要求满足要求 8 .68,max max yx 10030 max 1max /95/146.79(100.1) 235 (100.1 68.8) 235 23516.88 y b tf 0max /400/1040(250
25、.5) 235 (250.5 68.8) 235 23559.4 wy htf 1.1.实腹式轴心压杆截面形式实腹式轴心压杆截面形式 第四节第四节 实腹式轴心受压构件的截面设计实腹式轴心受压构件的截面设计 热轧型钢热轧型钢 组合截面组合截面 2 2、设计计算内容：、设计计算内容： （1 1）强度：）强度： （2 2）整体稳定：）整体稳定： （3 3）刚度：）刚度： （4 4）局部稳定：）局部稳定： 宽厚比的验算宽厚比的验算 )14( n f A N )24( 0 i l 4.23 fAN 3.3.实腹式轴心压杆的计算步骤实腹式轴心压杆的计算步骤 ( (1 1) )先假定杆的长细比先假定杆的长细
26、比，根据以往的设计经验根据以往的设计经验， 对于荷载小于对于荷载小于15001500kNkN，计算长度为计算长度为5 56 6m m的压杆的压杆， 可假定可假定 = =8080100100，荷载为荷载为3000300035003500kNkN的压杆的压杆， 可假定可假定 = =60607070。再根据截面形式和加工条件由表再根据截面形式和加工条件由表 4 4. .3 3知截面分类知截面分类，而后从附表而后从附表4 4- -1 1查出相应的稳定系查出相应的稳定系 数数 ，并算出对应于假定长细比的回转半径并算出对应于假定长细比的回转半径i i=l=l0 0 。 0 l i ( (2 2) )按照整
27、体稳定的要求算出所需要的截面积按照整体稳定的要求算出所需要的截面积A=NA=N ( ( f)f)，同时利用附表同时利用附表3 3中截面回转半径和其轮廓中截面回转半径和其轮廓 尺寸的近似关系尺寸的近似关系，i ix x= = 1 1h h和和i iy y= = 2 2b b确定截面的高确定截面的高 度度h h和宽度和宽度b b，选择型钢型号或者确定组合截面尺选择型钢型号或者确定组合截面尺 寸寸。 ( (3 3) )根据选择截面特性验算整体稳定根据选择截面特性验算整体稳定、局部稳定局部稳定、 刚度刚度，当截面有较大削弱时当截面有较大削弱时，还应验算净截面的还应验算净截面的 强度强度。如有不合适的地
28、方如有不合适的地方，对截面尺寸加以调整对截面尺寸加以调整 并重新计算并重新计算。 0 l i NfA , xy i i型钢： 12 , xy ih ib组合截面： 3.3.实腹式轴心压杆的计算步骤实腹式轴心压杆的计算步骤 第五节第五节 格构式轴心受压构件设计格构式轴心受压构件设计 格构式截面格构式截面 肢件：槽钢、工字钢、角钢肢件：槽钢、工字钢、角钢 缀件：缀条、缀板缀件：缀条、缀板 (a) (b) (c) 图 4-6 格构式轴心压杆组成 l1 l1 l1 l 4.5 格构式轴心受压构件计算 (1) 格构式轴心受压构件的截面形式 格构式轴心受压构件通过缀材连成整体，一般使用型钢做肢件，如槽钢、
29、工 字钢、角钢等，如图 4-5 所示。对于十分强大的柱，肢件可采用焊接工字形截面。 缀材由缀条和缀板两种。缀条用斜杆组成，如图 4-6(a)，也可由斜杆和横杆 共同组成，如图 4-6(b)，一般用单角钢做缀条。缀板由钢板组成，如图 4-6(c)。 构件的截面上与肢件腹板相交的轴线称为实轴，如图 4-5(a)、(b)、(c)的 y 轴， 与缀材平面相垂直的轴称为虚轴，如图 4-5(a)、(b)、(c)的 x 轴和 4-5(d)的 x、y 轴。 (a) (b) (c) (d) 图 4-5 格构式轴心压杆截面形式 y y x x y y x x y y x x y y x x 一一、 格构式轴心受压
30、构件长细比计算格构式轴心受压构件长细比计算 1 1、绕、绕实轴实轴长细比：同实腹式；长细比：同实腹式； 2 2、绕、绕虚轴虚轴长细比：考虑剪切变形，采用换算长细比；长细比：考虑剪切变形，采用换算长细比； 1 E cr E N N N 2 222 00 1 1/ y cry yyy EI lAEIl 2 222 1 1/ cry yy E EA 2 22 cry y E EA 2 2 0 cry y E 22 0yy EA 换算长细比换算长细比 式中式中 y y 整个构件对虚轴的长细比；整个构件对虚轴的长细比； A A 整个构件的横截面的毛面积；整个构件的横截面的毛面积； A A1y 1y 构件
31、截面中垂直于构件截面中垂直于y y轴各斜缀条的毛截面面积之和；轴各斜缀条的毛截面面积之和； 为防止单肢件失稳先于整体失稳，规范规定：为防止单肢件失稳先于整体失稳，规范规定： 单肢长细比不大于两方向长细比较大值单肢长细比不大于两方向长细比较大值0.70.7倍倍: : 3 3、缀条构件：、缀条构件： 2 01 27 yyy A A 1 1max 1 0.7 l i 式中式中 节间距离；节间距离； 单肢对平行于虚轴的形心轴单肢对平行于虚轴的形心轴1 1的长细比；的长细比； 1 l 1 (a) (b) (c) 图 4-6 格构式轴心压杆组成 l1 l1 l1 l 式中式中 y y 整个构件对虚轴的长细
32、比；整个构件对虚轴的长细比； 1 1 单肢对平行于虚轴的形心轴的长细比，其计算长度取缀单肢对平行于虚轴的形心轴的长细比，其计算长度取缀 板之间的净距离，当缀板用螺栓或铆钉连接时取缀板边缘螺栓中心线板之间的净距离，当缀板用螺栓或铆钉连接时取缀板边缘螺栓中心线 之间的距离之间的距离 , ,当焊接连接时，取相邻两缀板间净距。当焊接连接时，取相邻两缀板间净距。 4 4、缀板构件：、缀板构件： 22 01yy (a) (b) (c) 图 4-6 格构式轴心压杆组成 l1 l1 l1 l 为防止单肢件失稳先于整体失稳，为防止单肢件失稳先于整体失稳， 规范规定：规范规定：单肢长细比小于等于单肢长细比小于等于
33、4040且且 不大于两方向长细比较大值不大于两方向长细比较大值0.50.5倍；倍； 1 1max min 1 40,0.5 l i 二、杆件的截面选择二、杆件的截面选择 肢件：肢件：对对实轴实轴的稳定计算同实腹式压杆那样计算的稳定计算同实腹式压杆那样计算 确定截面尺寸；确定截面尺寸； 肢件距离：肢件距离：对对实轴和虚轴的等稳定条件实轴和虚轴的等稳定条件所决定；所决定； 22 011 27 /27 / yyyxy A AA A 缀条构件：缀条构件： 预先估计缀条面积预先估计缀条面积A A1y 1y 2 1 27 / yxy A A 0 / yyy il /0.44 y bi 0 / yyy il
34、 a 0 , , yyyy Ii 重新计算 2222 011 (4.33) yyx 缀板构件：缀板构件： 三、缀件计算三、缀件计算 1 1、剪力计算、剪力计算 当格构式压杆绕虚轴弯曲时，因变形而产生剪力当格构式压杆绕虚轴弯曲时，因变形而产生剪力（由缀材（由缀材 承受）。承受）。假设其初始挠曲线为假设其初始挠曲线为y y0 0=v=v0 0sinxsinxl l，则任意截面，则任意截面 处的总挠度为：处的总挠度为： 在杆的任意截面的在杆的任意截面的弯矩弯矩： 任意截面的剪力：任意截面的剪力： l x NN v yyY E sin 1 0 0 (4.34) sin 1 0 0 l x NN Nv
35、yyNM E (4.35) cos 1 0 l x NNl vN dx dM V E 0 1 E N v V lN N 在杆的两端的最大剪力：在杆的两端的最大剪力： 规范规定：规范规定： (4.37) 23585 y f Af V V V1 1：分配到一个缀材面的剪力：分配到一个缀材面的剪力。当每根柱子都有两个缀当每根柱子都有两个缀 材面时材面时，此时此时V V1 1为为V/V/2 2； n n 承受剪力承受剪力V V1 1的斜缀条数的斜缀条数，单缀条体系单缀条体系，n n = =1 1；双缀；双缀 条超静定体系条超静定体系，通常简单地认为每根缀条负担剪力通常简单地认为每根缀条负担剪力V V2
36、 2 之半之半，取取n n = =2 2； 缀条夹角缀条夹角，在在3030 6060 之间采用之间采用。 斜缀条常采用单角钢斜缀条常采用单角钢。由于角钢只有一个边和构件的由于角钢只有一个边和构件的 肢件连接肢件连接，考虑到受力时的偏心作用考虑到受力时的偏心作用，计算时可将材计算时可将材 料强度设计值乘以折减系数料强度设计值乘以折减系数 r r 0 0. .8585。 1 cos (4.38) t NVn 横缀条主要用于减小肢件的计算长度，其截面尺寸与斜缀横缀条主要用于减小肢件的计算长度，其截面尺寸与斜缀 条相同，也可按容许长细比确定，取较小的截面。条相同，也可按容许长细比确定，取较小的截面。 (a) (b) (c) 图 4-6 格构式轴心压杆组成 l1 l1 l1 l 2 2、缀条设计缀条设计 内力：内力： 剪力：剪力： 弯矩弯矩( (与肢件连接处与肢件连接处) )： 3 3、缀板设计、缀板设计 缀板用角焊缝与肢件相连接，搭接长度一般为缀板用角焊缝与肢件相连接，搭接长度一般为 20203030 mmmm。角焊缝承受剪力。角焊缝承受剪力T T和弯矩和弯矩M M的共同作用。的共同作用。 1 SVl a 1 2MVl 算例算例6 P136 6 P136 例例4 4- -5 5 算例算例7 P138 7 P138 例例4 4- -6 6
