第四章轴心4.ppt

格构柱的构造要求： λ0x和λy≤[λ]； 为保证分肢不先于整体失稳，应满足： 缀条柱的分肢长细比： 缀板柱的分肢长细比： （三）柱子的横隔 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。 横隔的形式 自学 * 第四章 一、实腹式柱的设计 1、截面的选取原则 §4-4 轴心受压构件的设计 （2）尽量满足两主轴方向的等稳定要求，即： 以达到经济要求； （4）尽可能构造简单，易加工制作，易取材。 （1）截面积的分布尽量展开，以增加截面的惯性矩 和回转半径，从而提高柱的整体稳定性和刚度； （3）便于其他构件的连接； 2、截面的设计 （1）截面面积A的确定 假定λ=50~100，当压力大而杆长小时取小值，反之取大值，初步确定钢材种类和截面分类，查得稳定系数，从而： （2）求两主轴方向的回转半径： （3）由截面面积A和两主轴方向的回转半径，优先选用轧制型钢，如工字钢、H型钢等。型钢截面不满足时，选用组合截面，组合截面的尺寸可由回转半径确定: （4）由求得的A、h、b，综合考虑构造、局部稳定、钢材规格等，确定截面尺寸； （5）构件的截面验算： A、截面有削弱时，进行强度验算； B、整体稳定验算； C、局部稳定验算； 对于热轧型钢截面，因板件的宽厚比较大，可不进行局部稳定的验算。 D、刚度验算： 可与整体稳定验算同时进行。 3、构造要求： 对于实腹式柱，当腹板的高厚比h0/tw80时，为提高柱的抗扭刚度，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： 横向加劲肋间距≤3h0； 横向加劲肋的外伸宽度bs≥h0/30+40 mm； 横向加劲肋的厚度ts≥bs/15。 对于组合截面，其翼缘与腹板间 的焊缝受力较小，可不于计算，按构 造选定焊脚尺寸即可。 bs 横向加劲肋 ≤3h0 h0 ts 二、格构式轴心受压构件设计 (一)、格构柱截面形式 y y x x （a） 实轴 虚轴 x x y y （b） 虚轴 虚轴 x x y y （c） 虚轴 虚轴 (二) 格构式轴压构件设计 1、强度 ? N—轴心压力设计值； An—柱肢净截面面积之和。 y y x x 实轴 虚轴 N 2、整体稳定验算 对于常见的格构式截面形式，只能产生弯曲屈曲，其弹性屈曲时的临界力为： 或： （1）对实轴（y-y轴）的整体稳定 因 很小，因此可以忽略剪切变形，λo=λy,其弹性屈曲时的临界应力为： 则稳定计算： y y x x 实轴 虚轴 （2）对虚轴（x-x）稳定 绕x轴（虚轴）弯曲屈曲时，因缀材的剪切刚度较小，剪切变形大，γ1则不能被忽略，因此： 则稳定计算： 由于不同的缀材体系剪切刚度不同， γ1亦不同，所以换算长细比计算就不相同。通常有两种缀材体系，即缀条式和缀板式体系，其换算长细比计算如下： ① 双肢缀条柱 设一个节间两侧斜缀条面积之和为A1；节间长度为l1, V V 斜缀条长度为： V=1 V=1 △ △d γ1 γ1 l1 ld α a b c d b’ 单位剪力作用下斜缀条 内力为： 假设变形和剪切角有限微小，故水平变形为： 剪切角γ1为： 因此，斜缀条的轴向变形为： V=1 V=1 △ △d γ1 γ1 l1 ld α a b c d b’ e 将式4-51代入式4-50，得： 对于一般构件，α在40ｏ～70o之间，所以规范给定的λ0x的计算公式为： 10 20 30 40 50 60 70 80 90 (度) 100 80 60 40 20 0 27 α a b c d ② 双肢缀板柱 假定: 缀板与肢件刚接，组成一多层刚架； 弯曲变形的反弯点位于各节间的中点； 只考虑剪力作用下的弯曲变形。 取隔离体如下： 当α超出以上范围时应按式4-52计算。 l1 a I1 Ib a x x 1 1 l1 a a 1-2 1-2 1-2 1-2 l1-2 l1-2 l1-a T= θ1 γ1 γ1 △1 △2 a b c d e f 分肢弯曲变形引起的水平位移△2: 因此,剪切角γ1: 缀板的弯曲变形引起的分肢水平位移△1: a 1-2 1-2 1-2 1-2 l1-2 l1-2 l1-a T= θ1 γ1 γ1 △1 △2 a b c d e f 将剪切角γ1代入式4-50，并引入分肢和缀板的线刚度K1、Kb，得: 由于规范规定 这时： 所以规范规定双肢缀板柱的换算长细比