钢结构设计原理拉弯和压弯构件.ppt

当作用于柱脚的压力和弯矩都比较小，且在底板与基础之间只承受不均匀的压力时，可采用图6.5.1a和b所示的构造方案。图6.5.1a和轴心受压柱的柱脚类同，在锚栓连接处焊一角钢，以增加连接刚度。当连接刚度要求较高和弯矩较大时，采用图6.5.1b的连接构造，此时锚栓通过用肋得到加强的短槽钢将柱脚与基础连接牢固。该连接中的底板宽度B根据构造要求决定，悬臂部分C不宜超过3cm。长度L按底板下基础的混凝土压应力强度条件决定。 (6.5.1) 式中 —混凝土抗压强度设计值。 当作用于柱脚的压力和弯矩都比较大时，可采取图6.5.1c和d带靴梁的构造方案。因有弯矩作用，柱身与靴梁连接的两侧焊缝的受力是不同的，但对于图6.5.1c的构造方案，左右两侧的焊缝应采用相同的焊脚尺寸，即按受力较大者确定，以便于制作。 当锚栓的拉力不很大时，所需锚栓的直径不会很大，这时锚栓的拉力可根据图6.5.1c所示的应力分布图确定。 因为在底板和基础之间不能承受拉应力,当最小应力 出现负值时,应由固定锚栓承担拉力。为保证柱脚嵌固于基础，固定锚栓的零件应由足够的刚度。 (6.5.2) 式中 —柱脚底板中心至受压区合力R的距离； —锚栓孔的直径； —底板边缘至锚栓孔边缘的距离。 底板的长度L要根据最大压应力 不大于混凝土的抗压强度设计值 确定。有了锚栓拉力后，就可得到底板受压区承受的总压力为 。这样再根据底板下面的三角形应力分布图计算出最大压应力 ，使其满足混凝土的抗压强度设计值。 以上两种计算方法得到的锚栓拉力一般都偏大，最大压应力都偏小。如果锚栓的拉力过大，则所需直径过粗。当锚栓直径大于60mm时，可根据底板受力的实际情况，采用图6.5.1d所示的应力分布图，像计算钢筋混凝土压弯构件中的钢筋一样确定锚栓的直径。 另一种近似计算方法是先把柱脚与基础之间看作弹性体，先算出在弯矩与压力共同作用下的最大压应力 ，然后找出压应力区的合力点，该点至柱截面形心轴之间的距离为e，至锚栓中心的距离为x，根据静力平行条件： (6.5.3) 锚栓的尺寸和其零件应符合锚栓规格的要求。 底板的厚度原则上与轴心受压柱的柱脚底板一样确定。不同之处是在计算中偏安全的取每一区格的最大压应力。 6.5.3 分离式刚接柱脚 对于肢间距离很大的格构式柱，可在每个肢的端部设置如图6.5.2所示的独立柱脚，组成分离式柱脚。 图6.5.2 分离式柱脚 每个分离式柱脚按分肢可能产生的最大压力作为承受轴向力的柱脚设计。但锚拴应由计算确定。分离式柱脚的两个独立柱脚所承受的最大压力为： 式中 、 —对x轴(工字形截面和H型钢x轴为强轴)和y轴 的弯矩； 、 —对x轴和y轴的轴心受压构件稳定系数； 、 —梁的整体稳定系数。对双轴对称工字形截面 和H型钢， 按式(6.3.14)计算， ； 对箱形截面， 。 等效弯矩系数 和 应按式（6.3.8）中有关弯矩作用平面内的规定采用； 、 和 应按式（6.3.13）中有关弯矩作用平面外的规定采用。 6.3.4 压弯构件的局部稳定 （1）翼缘的稳定 常用的工字形﹑箱形和T形截面的受压翼缘，基本上受均匀压应力作用，自由外伸部分属三边简支一边自由的支承条件。这和受弯构件的情况基本相同，其宽厚比也一样，应根据板的临界应力等于 的条件，确定其宽厚比限值。 对工字形﹑箱形和T形截面受压翼缘自由外伸宽度 与厚度t之比，应符合下列要求： （6.3.17） 当强度计算中截面考虑发展塑性，则： （6.3.18） （6.3.19） 形截面受压翼缘板在两腹板间的宽度 与其厚度t之比，应符合下式要求： （2）腹板的稳定 对于压弯构件的腹板, 可看成四边简支板受非均匀正应力和均匀剪应力的共同作用。 图6.3.5 压弯构件、腹板的应力状态 翼缘 腹板 翼缘 腹板 τ σ1 σ2 σ2 σ1 r 图6.3.5所示受力状态的腹板，其弹性屈曲条件可用下式表示： (6.3.20) 式中： —与腹板边缘最大压应力 和最小应力 , —分别是压弯构件在剪力作用下的平均剪应力和在弯矩和轴力共同作用下腹板边缘的最大压应力。 有关的应力梯度, ,当为拉应力时取负号。 是弹性屈曲系数，当 时，按第六章，