1、 1 1、了解、了解“轴心受力构件轴心受力构件”的应用和截面形式；的应用和截面形式；2 2、掌握轴心受拉构件设计计算掌握轴心受拉构件设计计算；3 3、了解、了解“轴心受压构件轴心受压构件”稳定理论的基本概念和稳定理论的基本概念和分析方法；分析方法；4 4、掌握现行规范关于掌握现行规范关于“轴心受压构件轴心受压构件”设计计算设计计算方法，重点及难点是构件的整体稳定和局部稳定；方法，重点及难点是构件的整体稳定和局部稳定；5 5、掌握格构式轴心受压构件设计方法。掌握格构式轴心受压构件设计方法。大纲要求4-14-1 概概 述述一、轴心受力构件的应用一、轴心受力构件的应用3.3.塔架塔架1.1.桁架桁架
2、2.2.网架网架3.3.轴心受压柱轴心受压柱柱 身柱 脚柱 头l1（虚 轴）（实 轴）(b)格 构 式 柱 （缀 板 式）柱 身柱 脚(a)实 腹 式 柱xyyxxyyx柱 头缀板l01（虚 轴）（实 轴）(c)格 构 式 柱 （缀 条 式）yxyxl01=l1缀条4.4.实腹式轴压柱与格构式轴压柱实腹式轴压柱与格构式轴压柱二、轴心受压构件的截面形式二、轴心受压构件的截面形式截面形式可分为：截面形式可分为：实腹式实腹式和和格构式格构式两大类。两大类。1、实腹式截面、实腹式截面(a)(a)型钢型钢(b)(b)组合截面组合截面(c)(c)双角钢双角钢(d)(d)冷弯薄壁型钢冷弯薄壁型钢 轴心受力实
3、腹式构件的截面形式轴心受力实腹式构件的截面形式2、格构式截面、格构式截面截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。截面由两个或多个型钢肢件通过缀材连接而成。2.2.格构式构件的常用截面形式格构式构件的常用截面形式 格构式构件常用截面形式格构式构件常用截面形式缀板柱缀板柱3、格构式构件缀材布置、格构式构件缀材布置缀条、缀板缀条、缀板l01l1l1 格构式构件的缀材布置格构式构件的缀材布置(a)(a)缀条柱；缀条柱；(b)(b)缀板柱缀板柱4-2 轴心受力构件的强度和刚度一、强度计算（承载能力极限状态）一、强度计算（承载能力极限状态）轴心受压构件，当截面无削弱时，按毛截面强度计算。轴心受压构件，当
4、截面无削弱时，按毛截面强度计算。轴心受力构轴心受力构件件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）fAN有孔洞削弱的截面强度计算)14(n fAN N轴心拉力或压力设计值；轴心拉力或压力设计值；An n构件的净截面面积；构件的净截面面积；f f钢材的抗拉强度设计值。钢材的抗拉强度设计值。构件净截面面积计算构件净截面面积计算An 取取-、-截面的较小面积计算截面的较小面积计算孔前传力孔前传力一个螺栓受力
5、一个螺栓受力 N/n第一排受力第一排受力 ；孔前孔前:孔后孔后:Nb b）摩擦型高强螺栓连接的构件摩擦型高强螺栓连接的构件n1 1计算截面上的螺栓数。计算截面上的螺栓数。n连接一侧螺栓数；连接一侧螺栓数；计算截面上的力为：计算截面上的力为：)/5.01(1nnNNNnn1 1Nnn121Nnn121N高强度螺栓的孔前传力高强度螺栓的孔前传力二、刚度计算（正常使用极限状态）二、刚度计算（正常使用极限状态）截截面面的的回回转转半半径径；AIi)24(0 il构构件件的的计计算算长长度度；0l取取值值详详见见规规范范或或教教材材。构构件件的的容容许许长长细细比比，其其 保证构件在运输、安装、使用时不
6、会产生过保证构件在运输、安装、使用时不会产生过大变形。大变形。项项次次构件名称构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力直接承受动力荷载的结构荷载的结构一般建筑结构一般建筑结构有重级工作制吊车的厂有重级工作制吊车的厂房房1 1桁架的杆件桁架的杆件3503502502502502502 2吊车梁或吊车桁架以吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑下的柱间支撑3003002002003 3其他拉杆、支撑、系其他拉杆、支撑、系杆杆(张紧的圆钢除外张紧的圆钢除外)400400350350表表4.1 受拉构件的容许长细比受拉构件的容许长细比计算时应分别考虑绕截面两
7、个主轴方向的长细比00yyyxxxilil当截面主轴方向倾斜时，（如单角钢或双角钢组成的十字截面），只计算其中最大的长细比。项项 次次构构 件件 名名 称称容许长细比容许长细比1 1柱、桁架和天窗架构件柱、桁架和天窗架构件150150柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑2 2支撑支撑(吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外)200200用以减小受压构件长细比的杆件用以减小受压构件长细比的杆件受压构件的容许长细比受压构件的容许长细比4.2.3 轴心拉杆的设计轴心拉杆的设计 受拉构件受拉构件的极限承载力一般由强度控制，设计时
8、只考的极限承载力一般由强度控制，设计时只考虑虑强度和刚度强度和刚度。钢材比其他材料更适于受拉，所以钢拉杆不但用于钢钢材比其他材料更适于受拉，所以钢拉杆不但用于钢结构，还用于钢与钢筋混凝土或木材的组合结构中。结构，还用于钢与钢筋混凝土或木材的组合结构中。例例4.14.1 图图4.104.10所示一有中级工作制吊车的厂房屋架的双角钢所示一有中级工作制吊车的厂房屋架的双角钢拉杆，截面为拉杆，截面为210021001010，角钢上有交错排列的普通螺栓孔，角钢上有交错排列的普通螺栓孔，孔径孔径d=20mmd=20mm。试计算此拉杆所能承受的最大拉力及容许达到的。试计算此拉杆所能承受的最大拉力及容许达到的
9、最大计算长度。钢材为最大计算长度。钢材为Q235Q235钢。钢。(c)例例4.14.1图图查得查得2100210010,10,2/215mmNfiiyx4.52cm.3.05cm,A=219.26cm2 2An=2(1926-20=2(1926-2010)=3452 10)=3452 mm2AnI I=2=2(2(245+4045+402 2+100+1002 2 -2-220)20)10=3150 10=3150 mm2 2N=AnI I f=3150=3150215=677250N=677 kN215=677250N=677 kNlox=ix x=350=35030.5=10675 30.
10、5=10675 mm 350loyoy=iy y=350=35045.2=1582045.2=15820 mm 解解：例例4.14.1图图(b)(b)【例】设有重级工作制吊车的厂房钢屋架下弦杆截设有重级工作制吊车的厂房钢屋架下弦杆截面为面为2100210080808 8，长肢外伸，长肢外伸，N=450kN(N=450kN(设设计值计值)，有，有2 2个直径为个直径为21.5mm21.5mm的安装螺孔的安装螺孔如图所如图所示示，Q235Q235钢，验算该截面。钢，验算该截面。【解【解】(1)(1)强度验算强度验算由附录型钢表查得由附录型钢表查得2100210080808 8的截面面积的截面面积A
11、=27.888cmA=27.888cm2 2A An n=27.888-2=27.888-22.152.150.8=24.44cm0.8=24.44cm2 2=N/A=N/An n=184.12N/mm=184.12N/mm2 2f=215N/mmf=215N/mm2 2(2)(2)长细比验算长细比验算由附录不等边角钢组合截面表可以查出图示由附录不等边角钢组合截面表可以查出图示x x轴、轴、y y轴的回转半径：轴的回转半径：i ix x=2.37cm i=2.37cm iy y=4.73cm=4.73cm而而lx=3m(lx=3m(桁架平面内取几何长度桁架平面内取几何长度)l ly y=8.8
12、5m(=8.85m(桁架平面外取侧向支承点间的桁架平面外取侧向支承点间的距离距离)x x=127=127y y=187=187ffp p=f=fy y-rcrc时，截面出现塑时，截面出现塑性区，应力分布如图。性区，应力分布如图。)94(424)(222222222 kEtbhhkbtEIIExxxxxexxcrx 轴轴屈屈曲曲时时：对对 柱屈曲可能的弯曲形式有两种：柱屈曲可能的弯曲形式有两种：沿强轴（沿强轴（x x轴）轴）和和沿弱轴（沿弱轴（y y轴）轴）因此，临界应力为：因此，临界应力为：)104(12212)(2322332222 kEtbkbtEIIEyyyyyeyycry 轴轴屈屈曲曲
13、时时：对对f fy yacacb1 1rtbrc()114(225.022)(2 kfbtkkbtbtfrtrcyrtrcycrycrx 或或 显然，残余应力对弱轴的影响显然，残余应力对弱轴的影响要大于对强轴的影响要大于对强轴的影响（k k18080时，为时，为提高柱的抗扭刚度，防止腹板在运输和施工中发生过提高柱的抗扭刚度，防止腹板在运输和施工中发生过大的变形，应设横向加劲肋，要求如下：大的变形，应设横向加劲肋，要求如下：横向加劲肋间距横向加劲肋间距33h h0 0；横向加劲肋的外伸宽度横向加劲肋的外伸宽度b bs shh0 0/30+40 mm/30+40 mm；横向加劲肋的厚度横向加劲肋的
14、厚度t ts sbbs s/15/15。对于组合截面，其翼缘与对于组合截面，其翼缘与腹板间腹板间 的焊缝受力较小，可不于计算，按构的焊缝受力较小，可不于计算，按构 造选定焊脚尺寸即可。造选定焊脚尺寸即可。b bs s横向加劲肋横向加劲肋33h h0 0h h0 0t ts s图图(b)(b)(a)(a)(c)(c)yXyXX图图(d)(d)(e)(e)设设=90,对对 x 轴轴 a a 类类,对对 y 轴轴 b b 类类,621.0,714.0yx 解解 cmlx6000cmly3000223min8.11910215621.0101600cmfNAcmlixx67.6906000cmliyy
15、33.3903000(f)(f)图图 刚度验算刚度验算整体稳定整体稳定3.270.226000 xxxil150 3.9418.33000yyyil150 远大于远大于 ,故由故由 查附表查附表4.24.2得得yyx0.5912223/205/5.20010135591.0101600mmNfmmNAN(f)(f)图图807.0yx2232.9210215807.0101600cmfNAcmlixx0.10606000cmliyy0.5603000149250250HW218.92cmA cmix8.10cmiy29.6(g)(g)图图 刚度验算刚度验算整体稳定整体稳定6.558.106000
16、 xxxil4.4729.63000yyyil150150因对因对 x 轴、对式轴、对式 y 轴轴 b b 类类,故由长细比的较大值查表故由长细比的较大值查表 83.02223/215/2091018.9283.0101600mmNfmmNAN(g)(g)图图设设=60,=60,232.92215807.0101600cmfNAcmlicmliyyxx5603001060600807.0yxcmlbcmlhyx8.2024.0524.02.2343.01043.02908.0254.1252cmA43313250)252.248.2725(121cmIx433650254.11212cmIyc
17、mix13.129013250cmiy37.6903650(h)(h)图图设设=60=60,参照参照H H型截面，翼缘型截面，翼缘2-2502-2501414，腹板，腹板-250-2508 86.558.106000 xxxil4.4729.63000yyyil150150 0.8592223/215/2071090859.0101600mmNfmmNAN(h)(h)图图：，不设加劲肋，不设加劲肋 腹板与翼缘的连接焊缝，最小焊脚尺寸腹板与翼缘的连接焊缝，最小焊脚尺寸取取hf=6mm0/80wht 6.84.11.12tb95.14235)1.010(yf25.318.0250wth75.492
18、35)5.025(yffmin1.55.6mmht二、格构式轴心受压构件设计二、格构式轴心受压构件设计l01l1l1XyyX轴-虚轴y轴-实轴1 1、整体稳定验算、整体稳定验算 对于常见的格构式截面形式，只能产生对于常见的格构式截面形式，只能产生弯曲屈曲，弯曲屈曲，其弹性屈曲其弹性屈曲时的临界力为：时的临界力为：12222cr11 lEIlEIN 。换换算算长长细细比比，（转转角角单单位位剪剪力力作作用用时时的的轴轴线线1220011;)/;EAGA 20212222cr11 EAEAEAN 或：或：（1）对实轴（）对实轴（y-y）稳定）稳定绕实轴弯曲屈曲时与实腹式构件计算方法相同绕实轴弯曲屈
19、曲时与实腹式构件计算方法相同表得到。类和构件长细比查稳定系数，可按截面分即：yyyRyycrRcrfANfffAN)244(（2）对虚轴（）对虚轴（x-x）稳定）稳定 绕绕x轴（虚轴）弯曲屈曲时，因缀材的剪切刚度较小，轴（虚轴）弯曲屈曲时，因缀材的剪切刚度较小，剪切变形大，剪切变形大，1则不能被忽略，因此：则不能被忽略，因此：20212222crx11xxxEAEAEAN )504(12200 EAxxx绕绕虚虚轴轴的的换换算算长长细细比比：得。得。并按相应的截面分类查并按相应的截面分类查由由xxxfAN0 则稳定计算：则稳定计算：二、格构柱绕虚轴的换算长细比二、格构柱绕虚轴的换算长细比V V
20、V VV V缀板柱缀条柱实腹柱 绕虚轴的稳定性比具有同样长细比的实腹柱差。绕虚轴绕虚轴的稳定性比具有同样长细比的实腹柱差。绕虚轴 弯曲产生横向剪力，由缀材承担。弯曲产生横向剪力，由缀材承担。绕虚轴的承载力低，加大长细比。绕虚轴的承载力低，加大长细比。在剪力作用下，缀板柱：刚架；缀条柱：桁架在剪力作用下，缀板柱：刚架；缀条柱：桁架。图图4.26 4.26 轴心受压柱失稳轴心受压柱失稳 由于不同的缀材体系剪切刚度不同，由于不同的缀材体系剪切刚度不同，1 1亦不同，所亦不同，所以以换算长细比计算就不相同。换算长细比计算就不相同。通常有两种缀材体系，即通常有两种缀材体系，即缀条式和缀板式体系，其缀条式
21、和缀板式体系，其换算长细比计算如下：换算长细比计算如下：双肢缀条柱双肢缀条柱 设一个节间两侧斜缀条面积之和为设一个节间两侧斜缀条面积之和为A1；节间长度为；节间长度为l l1 1 sin1 dN cos1lld VV单位剪力作用下斜缀条长度及其内力为：单位剪力作用下斜缀条长度及其内力为：V=1V=1V=1V=1d d1 11 1l l1 1l ld da ab bc cd dbb因此，斜缀条的轴向变形为：因此，斜缀条的轴向变形为：cossin111EAllEANddd 假设变形和剪切角假设变形和剪切角有限微小有限微小，故水平变形为：，故水平变形为：剪切角剪切角1 1为：为：cossinsin2
22、11EAld )514(cossin12111 EAlV=1V=1V=1V=1d d1 11 1l l1 1l ld da ab bc cd dbbe e20212222crx11xxxEAEAEAN 12220cossinAAxxV1=1/2L1V1=1/2Ld图图4.27 4.27 缀条柱的剪切变形缀条柱的剪切变形)504(12200EAxxx绕虚轴的换算长细比：取取=45，12027AAxx 0 x 换算长细比；换算长细比；x 双肢对双肢对x x轴的长细比；轴的长细比；A 柱的毛截面面积；柱的毛截面面积；A1 两个缀条截面面积。两个缀条截面面积。图图4.27 4.27 缀条柱缀条柱（2）
23、双肢缀板柱）双肢缀板柱图图4.28 4.28 缀板柱缀板柱)554(2112211220 bxxkk。）（两两侧侧缀缀板板线线刚刚度度之之和和线线刚刚度度）；（单单个个分分肢肢对对其其弱弱轴轴的的式式中中：aEIklEIkkkIAlbbbxx 11111212202124 将剪切角将剪切角1 1代入式代入式4-50，并引入分肢和缀板的线刚，并引入分肢和缀板的线刚度度K K1 1、K Kb b，得，得:，所所以以：；因因为为21121115.0 IlAAA)504(12200EAxxx绕虚轴的换算长细比：由于规范规定由于规范规定 这时：这时：所以规范规定双肢缀板柱的换算长细比按下式计算：所以规范
24、规定双肢缀板柱的换算长细比按下式计算：式中：式中：61 kkb1211212 bkk)564(2120 xx距距离离。邻邻两两缀缀板板边边缘缘螺螺栓栓的的离离；螺螺栓栓连连接接时时，取取相相，取取相相邻邻缀缀板板间间净净距距分分肢肢计计算算长长度度，焊焊接接时时；的的长长细细比比分分肢肢对对最最小小刚刚度度轴轴的的长长细细比比；虚虚轴轴轴轴整整个个构构件件对对 0110111,11)(lilxx 3.3.单肢的稳定性单肢的稳定性 格构式轴压构件的轴压力将分担给各肢件来分别承受，故除格构式轴压构件的轴压力将分担给各肢件来分别承受，故除了要保证构件的整体稳定性外，还应保证单肢在其分担的轴了要保证构
25、件的整体稳定性外，还应保证单肢在其分担的轴力作用下，力作用下，分肢不先于整体失稳分肢不先于整体失稳。设计规范设计规范规定：规定：缀条柱的分肢长细比缀条柱的分肢长细比：yxil ，0maxmax111max7.0 50,50max5.040maxmax0maxmax1011 取取时时当当，且且yxil缀板柱的分肢长细比：缀板柱的分肢长细比：3、缀材设计、缀材设计(1)轴心受压格构柱的横向剪力轴心受压格构柱的横向剪力图图4.29 4.29 剪力计算简图剪力计算简图23585yffAV A 柱的毛截面面积；柱的毛截面面积；f 钢材强度设计值；钢材强度设计值；f y钢材的屈服强度钢材的屈服强度。（2
26、2）缀条的设计）缀条的设计A、缀条可视为以柱肢为弦杆的平行弦桁架的腹杆，缀条可视为以柱肢为弦杆的平行弦桁架的腹杆，故一个斜缀条的轴心力按柔性杆（故一个斜缀条的轴心力按柔性杆（杆件都受拉杆件都受拉）和刚）和刚性杆（性杆（一个受拉，一个受压一个受拉，一个受压）设计分别为：）设计分别为：)584(sin11VN斜缀条的倾角。力；分配到一个缀材面的剪式中：1VV V1 1V V1 1单缀条单缀条V V1 1V V1 1双缀条双缀条sin211VN B B、由于剪力的方向不定，斜缀条应按、由于剪力的方向不定，斜缀条应按轴压构件计算，轴压构件计算，其长细比按最小回转半径计算；其长细比按最小回转半径计算；C
27、 C、斜缀条一般采用单角钢与柱肢单面连接考虑受力时斜缀条一般采用单角钢与柱肢单面连接考虑受力时偏心和弯扭，设计时偏心和弯扭，设计时钢材强度应进行折减钢材强度应进行折减，同前；，同前；D D、交叉缀条体系的、交叉缀条体系的横缀条横缀条应按轴压构件计算，取其内应按轴压构件计算，取其内力力N=V1；V V1 1V V1 1单缀条单缀条V V1 1V V1 1双缀条双缀条E E、单缀条体系为减小分肢的计算长度，、单缀条体系为减小分肢的计算长度，可设横缀条（可设横缀条（虚线虚线），其截面一般与斜），其截面一般与斜缀条相同，或按容许长细比缀条相同，或按容许长细比=150=150确确定。定。（3 3）缀板的
28、设计）缀板的设计对于缀板柱取隔离体如下：对于缀板柱取隔离体如下：由力矩平衡可得：由力矩平衡可得：剪力剪力V在缀板端部产生的弯矩在缀板端部产生的弯矩:V V1 1/2/2l l1 12 2l l1 12 2V V1 1/2/2a/2a/2VV)594(11alVVVVMMd d)604(2211lVaVM肢肢件件轴轴线线间间距距；缀缀板板中中心心间间距距；式式中中：al1V和和T T即为缀板与肢件连接处的设计内力。即为缀板与肢件连接处的设计内力。缀板的设计步骤缀板的设计步骤a）确定）确定01l1011il1101il 假设假设 1 1=0.5 0.5max，1 1 40 40 b b）计算内力）
29、计算内力 按多层刚架计算按多层刚架计算,反弯点在中点。反弯点在中点。图图4.28 4.28 缀板柱缀板柱c）计算缀板的强度和连接）计算缀板的强度和连接11166lIaIKKbb或 只需用上述只需用上述M M和和V V验算缀板与肢件间的连接焊缝。验算缀板与肢件间的连接焊缝。d d）缀板尺寸）缀板尺寸宽度宽度 d22a/3/3，厚度，厚度 ta/40,/40,并不小于并不小于6mm6mm。端缀板宜适当加宽，取端缀板宜适当加宽，取d=a。同一截面处两侧缀板线刚度之和不得同一截面处两侧缀板线刚度之和不得小于一个分肢线刚度的小于一个分肢线刚度的6 6倍。倍。1223dtIbb图图4.33 4.33 缀板
30、尺寸缀板尺寸t td du同一截面处两侧缀板线刚度之和不小于单同一截面处两侧缀板线刚度之和不小于单个分肢线刚度的个分肢线刚度的6倍倍，即：，即：；u缀板宽度缀板宽度d2a/3d2a/3，厚度，厚度ta/40ta/40且不小于且不小于6mm6mm；u端缀板宜适当加宽，一般取端缀板宜适当加宽，一般取d=ad=a。4 4、格构柱的设计步骤、格构柱的设计步骤 格构柱的设计需首先确定柱肢截面和格构柱的设计需首先确定柱肢截面和缀材形式。缀材形式。对于对于大型柱宜用缀条柱，中小型柱两大型柱宜用缀条柱，中小型柱两种缀材均可。种缀材均可。具体设计步骤如下：具体设计步骤如下：61 kkb缀板的构造要求：缀板的构造
31、要求：a ax xx x1 11 1l l1 1a ad dfNAyyyyli0y由由查查y设设yy选型钢选型钢型号型号4 4、格构柱的设计步骤、格构柱的设计步骤中小型柱可用缀板或缀条柱，大型柱宜用缀条柱。中小型柱可用缀板或缀条柱，大型柱宜用缀条柱。(1(1）按对实轴）按对实轴(y-y轴轴)的整体稳定选择柱的截面，方法与实的整体稳定选择柱的截面，方法与实腹柱的计算相同。腹柱的计算相同。（2 2）按对虚轴）按对虚轴(x-x轴轴)的整体确定两分肢的距离。的整体确定两分肢的距离。为了获得等稳定性，应使两方向的长细比相等，即使为了获得等稳定性，应使两方向的长细比相等，即使oxox=y y。缀板柱：缀板
32、柱：设设1 1yxx2120212yxxxxli0（4 4）设计缀条或缀板）设计缀条或缀板。缀条柱：选缀条缀条柱：选缀条 A1 10.10.1AyxxAA120271227AAyx1/xbi（3 3）验算对虚轴的整体稳定性，不合适时应修改柱宽）验算对虚轴的整体稳定性，不合适时应修改柱宽b b 再进行验算。再进行验算。（三）柱子的横隔（三）柱子的横隔沿柱身沿柱身8m8m或或9b9b设置设置每运送单元端部均应设置每运送单元端部均应设置图图4.34 4.34 柱的横隔柱的横隔(a)a)、(b)(b)格构柱；格构柱；(c)(c)、(d)(d)大型实腹柱大型实腹柱图图4.34 4.34 柱的横隔柱的横隔
33、(e)(e)751.0y2239.616190215751.0101000cmmmfNAy57.8706000yyyli2239.616190215751.0101000cmmmfNAyl01l1图图4.35 4.35 例例4.4 4.4 图图 2.6967.86000yyyil 1500.756y2223/215/208106.63756.0101000mmNfmmNANY假定假定1 1=35=35（约等于（约等于0.50.5y y)7.59352.6922212yxcmlixxx05.107.5960000图图4.35 4.35 例例4.4 4.4 图图bix44.0cmibx8.2244
34、.0/mmb230cmz1.2041158cmI cmi23.21425936)4.98.31158(2cmIxcmix66.96.6359361.6266.9600 x3.71351.62222120 xx 1502223/215/212106.63743.0101000mmNfmmNANx图图4.35 4.35 例例4.4 4.4 图图cmil1.7823.23511011图图4.35 4.35 例例4.4 4.4 图图选用选用1801808 8，cml1.96181.781采用采用 l1 1=96cm=96cm。分肢分肢缀板缀板311164.196158cmlIK313384.9636.
35、41188.012128.181cmKcmaIKbbNfAfVy1609023523585215106.63235852NVV804521NalVT41080188960804511mmNlVaTM6111086.329608045222/3.5418067.041080mmNf226/2.17018067.01086.36mmNf图图4.36 4.36 缀板柱简图缀板柱简图222222/160/1503.5422.12.17022.1mmNfmmNwfff47 梁与柱的连接一、柱头（梁与柱的连接一、柱头（梁与柱的连接铰接铰接）（一）连接构造（一）连接构造 为了使柱子实现轴心受压，并安全将荷载
36、传至基础，为了使柱子实现轴心受压，并安全将荷载传至基础，必须合理构造柱头、柱脚。必须合理构造柱头、柱脚。设计原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、设计原则是：传力明确、过程简洁、经济合理、安全可靠，并具有足够的刚度且构造又不复杂。安全可靠，并具有足够的刚度且构造又不复杂。（二）、顶面连接（二）、顶面连接传力路线：传力路线：梁梁 突缘突缘 柱顶板柱顶板 加劲肋加劲肋 柱身柱身焊缝焊缝垫板垫板焊缝焊缝焊缝焊缝柱顶板柱顶板加劲肋加劲肋柱柱梁梁梁梁突缘突缘垫板垫板填板填板填板填板构造螺栓构造螺栓焊缝焊缝1 1焊缝焊缝2 2bl lN/2/2荷载：荷载：突缘加劲肋突缘加劲肋 短肋短肋 腹板腹板焊缝焊缝2
37、 2焊缝焊缝1 1和承压和承压 焊缝焊缝2(22(2条条)按按N/2/2和和M=Nbl l/4/4计算计算焊缝焊缝1 1按按N/2/2计算计算荷载：荷载：梁支承加劲肋梁支承加劲肋 柱翼缘。柱翼缘。调整定位后，用螺栓固定。调整定位后，用螺栓固定。（三）侧面连接（三）侧面连接图图4.37 4.37 梁与柱的铰接连接梁与柱的铰接连接（三）、柱头的计算（三）、柱头的计算(1)(1)梁端局部承压计算梁端局部承压计算梁设计中讲授梁设计中讲授(2)(2)柱顶板柱顶板 平面尺寸超出柱轮平面尺寸超出柱轮廓尺寸廓尺寸15-20mm15-20mm，厚度不，厚度不小于小于14mm14mm。（3 3）加劲肋）加劲肋 加
38、劲肋与柱腹板的连接焊缝按承受剪力加劲肋与柱腹板的连接焊缝按承受剪力V=N/2和弯矩和弯矩M=Nl l/4计算。计算。N/2l l/2l l15-20mm15-20mm15-20mm15-20mmt14mmt14mm二、二、柱脚柱脚图图4.39 4.39 平板式柱脚平板式柱脚图图4.38 4.38 平板式铰接柱脚平板式铰接柱脚 柱脚的构造柱脚的构造应使柱身的应使柱身的内力可靠地内力可靠地传给基础，传给基础，并和基础有并和基础有牢固的连接牢固的连接.图图4.38 4.38 平板式铰接柱脚平板式铰接柱脚2.2.柱脚的计算柱脚的计算(1)(1)底板的面积底板的面积 假设基础与底板间的假设基础与底板间的
39、压应力均匀分布。压应力均匀分布。式中：式中：f fc c-混凝土轴心抗压设计强度；混凝土轴心抗压设计强度；l l-基础混凝土局部承压时的强度提高系数。基础混凝土局部承压时的强度提高系数。f fc c 、l l均按均按混凝土结构设计规范混凝土结构设计规范取值。取值。A An n底版净面积，底版净面积，A An n=B=BL-AL-A0 0。A Ao o-锚栓孔面积，一般锚栓孔直径为锚栓直径的锚栓孔面积，一般锚栓孔直径为锚栓直径的 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 构
40、件截面高度；构件截面高度；t t1 1 靴梁厚度一般为靴梁厚度一般为101014mm14mm；c c 悬臂宽度，悬臂宽度，c=3c=34 4倍螺栓直倍螺栓直 径径d d，d=2024mm，则则 L L 可求。可求。(2)(2)底板的厚度底板的厚度 底板的厚度，取决于受力大小，可将其分为不同底板的厚度，取决于受力大小，可将其分为不同受力区域：一边受力区域：一边(悬臂板悬臂板)、两边、三边和四边支承板。、两边、三边和四边支承板。一边支承部分（悬臂板）一边支承部分（悬臂板）)644(221 cqMnANq ctaB2211 c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L
41、L 二相邻边支承部分：二相邻边支承部分：)654(222 aqM-对角线长度；对角线长度；-系数，与系数，与 有关。有关。2a22/ab式中：式中：b b2 2/a/a2 20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.0260.0420.0560.0720.0850.0920.1040.1110.1200.125c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L La a2 2b b2 2 三边支承部分：三边支承部分：)664(213 aqM-自由边长度；自由边长度；-系数，与系数，与 有关。有关。1a11/ab式中：式中：c cc ca a1 1B
42、 Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L当当b b1 1/a/a1 10.30.3时，可按悬臂长度为时，可按悬臂长度为b b1 1的悬臂板计算。的悬臂板计算。b b1 1/a/a1 10.30.40.50.60.70.80.91.01.11.20.0260.0420.0560.0720.0850.0920.1040.1110.1200.125 四边支承部分：四边支承部分：)674(24 aqM 式中：式中：a-四边支承板短边长度；四边支承板短边长度；b-四边支承板长边长度；四边支承板长边长度；系数，与系数，与b/a有关。有关。)684(146maxmax4321max mmfMtM
43、MMMM故故，底底板板厚厚：，取取b/a1.01.11.21.31.41.51.61.71.81.92.03.04.00.0480.0550.0630.0690.0750.0810.0860.0910.0950.0990.1010.1190.125c cc ca a1 1B Bt t1 1t t1 1a ab b1 1L L（2）靴梁的计算）靴梁的计算按悬臂梁计算按悬臂梁计算,验算抗弯和抗剪强度。靴高验算抗弯和抗剪强度。靴高-与柱边与柱边连接所需焊缝长度决定连接所需焊缝长度决定隔板受荷范围隔板受荷范围图图4.41 4.41 靴梁的计算靴梁的计算(a)(a)肋板受荷范围肋板受荷范围图图4.41 4.41 靴梁的计算靴梁的计算(b)(b)（3 3）隔板截面验算：）隔板截面验算：fhtMWM 2126 抗抗弯弯：vfhtVItVS 1225.1 抗剪：抗剪：qh h1 1a a1 1)(502812121取取整整ataqVaqM 式中：式中：(4)(4)靴梁及隔板与底板间的焊缝的计算靴梁及隔板与底板间的焊缝的计算 按正面角焊缝，承担全部轴力计算，焊脚尺寸由按正面角焊缝，承担全部轴力计算，焊脚尺寸由构造确定。构造确定。wfwffflhN 7.0 柱脚零件间的焊缝布置柱脚零件间的焊缝布置焊缝布置原则：焊缝布置原则：考虑施焊的方便与可能考虑施焊的方便与可能
