钢结构_轴心受力构件.ppt

讨论3：扇性惯性矩——开口薄壁杆件约束扭转时的截面 特性 EIω是构件的翘曲刚度，与前述弯曲刚度EIx和扭转刚度GIt相对应。一般由公式计算，例如单轴对称工字形截面的Iω为 x x y y h 图4.3.16 式中： I1，I2为工字形截面较大翼缘和较小翼缘各对工字截面对称轴y的惯性矩； Iy=I1+I2； h为上、下两翼缘板形心间的距离。 注意：Iω的量纲是长度的6次方，这与Ix、 Iy、 It量纲为长度的4次方不同。 双轴对称工字形截面的 * * V1=V/2 V1=V/2 V 剪力分配 由于剪力的方向不定，斜缀条应按轴压构件计算，斜缀条一般采用单角钢与柱肢单面连接，考虑到受力偏心和受压时的弯扭，按轴压构件设计时钢材设计强度应乘以折减系数η予以折减： 按轴心受力计算强度和连接时，η=0.85； 按轴心受压计算稳定性： 等边角钢 η=0.6+0.0015λ，且不大于1.0； 短边相连的不等边角钢η=0.5+0.0025λ，且不大于1.0； 长边相连的不等边角钢η=0.70； 式中：λ为缀条的长细比，对中间无联系的单角钢压杆，按最小回转半径计算，当 λ 20时，取λ=20。 横缀条设计方法： 交叉缀条体系的横缀条应按轴压构件计算，取其内力N=V1； 单缀条体系为减小分肢的计算长度，可设横缀条，其截面一般与斜缀条相同，或按容许长细比[λ]=150确定。 ③缀板的设计 缀板柱可视为多层框架，其中肢件为框架立柱，缀板为横梁。当绕虚轴弯曲时，假定各层分肢中点和缀板中点为反弯点。 从柱中取隔离体，根据内力平衡可得缀板内力为： V1/2 l1／2 l1／2 V1/2 a/2 T T M d 剪力： 剪力T在缀板与肢件连接端部产生的弯矩: 由T和M可对缀板与肢件的连接进行设计。 缀板的构造要求：宽度和厚度，线刚度要求如前所述。 （3）格构柱的设计步骤 格构柱的设计需首先确定柱肢截面和缀材形式。对于大型柱宜用缀条柱，中小型柱两种缀材均可。 具体设计步骤如下： ①按对实轴（y-y轴）的整体稳定确定柱分肢截面，方法同实腹柱。 ②按等稳定原则确定两分肢间距，即使λ0x=λy。 双肢缀条柱： 即： 双肢缀板柱： 即： 显然，为求得λx，对缀条柱应预先确定缀条截面积A1；对缀板柱应先假定分肢长细比λ1。 得到λx后，即可得到对虚轴的回转半径： 根据截面特性，即可直接计算出两肢间距a。 ③验算对虚轴的整体稳定，并调整b； ④设计缀条或缀板及它们与柱分肢的连接。 ⑤验算刚度，要求：λy和λ0x均不得超过[λ]。 ⑥分肢稳定性检验。 4.4.3 柱的横隔 为提高柱子的抗扭刚度，应设柱子横隔，间距不大于柱截面较大宽度的9倍或8m，且每个运输单元的端部均应设置横隔。 当柱身某一处受有较大水平集中力作用时，也应在该处设置横隔，以免柱肢局部受弯。 横隔可用钢板或交叉角钢做成。 图4.4.7 格构柱和实腹柱的横隔 1-1 A A 电渣焊 (b) 横隔 横缀条 (c) (a) 横隔 缀板 (d) 1 1 钻孔 第4.5节 柱头和柱脚 1. 梁与柱的连接2. 柱脚 1.掌握柱头、柱脚的构造和设计 本节目录 基本要求 4.5.1 柱头（梁与柱的连接） 1、柱头的定义及作用 柱头是指柱的顶部与梁（或桁架）连接的部分。其作用是将梁等上部结构的荷载传到柱身。 2、连接构造设计的原则 传力明确、过程简洁、安全可靠、经济合理，并具有足够的刚度且构造又不复杂，便于制造和安装。 3、柱头的连接方式 按梁安放在柱头的位置不同，柱头有两种连接方式，一种是将梁直接放在柱顶上的顶面连接，另一种是将梁连于柱侧面的侧面连接。 轴心受压柱与梁的连接主要采用铰接。 对实腹式柱： 柱顶设一块柱顶板来安放梁，柱顶板厚度一般采用16～25mm，平面尺寸一般向柱四周外伸20～30mm 。当梁支座反力较大时，为了提高顶板的抗弯刚度，可在顶板上面加焊一块垫板，在顶板的下面设加劲肋。这样，柱顶板本身不需要太厚，一般≥14mm即可。梁端支承加劲肋采用突缘板形式，其底部刨平（或铣平），与柱顶板直接顶紧。　　 为了便于制造和安装,两相邻梁相接处预留10～20mm间隙，待安装就位后，在靠近梁下翼缘处的梁支座加劲肋间填以钢板，并用螺栓连接。 传力路线： 梁 突缘 柱顶板 加劲肋 柱身