钢结构格构柱ppt模版课件.ppt

5 .4轴心受压格构式构件的整体稳定,4.4.1轴心受压格构式构件组成,图46 格构式柱,肢件：受力件。 由2肢（工字钢或槽钢）、4肢（角钢）、3肢（园管）组成。,缀材：把肢件连成整体，并能承担剪力。 缀板：用钢板组成。 缀条：由角钢组成横、斜杆。,截面的虚实轴：与肢件腹板相交的主轴为实轴，否则是虚轴，图4-20a、b、c、d。,4.4.2整体稳定临界力,公式（49）仍然是适用的。 1、绕实轴屈曲 绕实轴屈曲时，与实腹截面一样，可忽略剪切变形的影响，并写成弹性与非弹性通式，得,（49）,2、绕虚轴屈曲 绕虚轴屈曲时，不能忽略剪切变形影响，这时，,（413）,式中 考虑剪力影响后，绕虚轴的换算长细比。,（414）,（1）缀条式柱, 计算1,是考虑剪力影响后，格构式压杆计算长度的放大系数，它决定于体系的单位剪切角1，因而和采用的缀材体系有关。下面按缀条式和缀板式分别讨论：,问题归结为计算。,横截面上有剪力V=1时，分配给有关缀条面上的剪力V=1/2。斜杆内力为,斜杆伸长：,图48示出三角式缀条 体系，在柱截面单位剪力 （ V=1）作用下，体系的单 位剪切角为：,代入式（441）,所以,若取=2050，则，sincos2=0.36,式中，A两个柱肢的毛截面面积； A1两根斜杆的毛截面面积（ A1=2Ad）。, 计算,（415）, 计算, 计算,设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（415）算 ，再根据 查x。稳定验算公式同实腹式构件。,a),图49 缀板式体系的剪切变形,4.7.2缀板式柱,一般各缀板等距离布置，刚度相等。缀板内力按缀板与肢件组成的多层框架分析。屈曲时，除发生格构柱整体弯曲外，所有肢件也都发生S形弯曲变形，如图49所示。, 计算1,从图49中取出一个节段为分离体。,通常，缀板刚度比肢件大得多，可忽略缀板本身变形，并假定剪力平均分配给两个柱肢（b图）。 V=1时，柱肢 的单位剪切角1为：,式中 I1单肢对自身截面-轴的惯性矩，可表示为：,引入单肢节间段长细比1，且 1= l1 /i1 代入式：,因为 Ix=Aix2， x= lx /ix ，代入得：, 计算,设计时应先假设单肢节段长细比1才能计算换算长细比。用换算长细比查x ，再按实腹式构件相同的公式验算稳定性：,最后得二肢缀板柱绕虚轴的换算长细比, 计算, 计算,（416）,为了保证单肢不先于构件整体失稳，单肢长细比1= l1 /i1应小于、等于柱子最大长细比的0.7倍。 i1是柱肢对本身1-1轴的回转半径。,5 .7轴心受压格构式构件的局部稳定,缀材计算,（1）V的取值 设：屈曲模态为一个正弦半波。,1、轴心受压构件的剪力V,按照边缘屈服准则，,规范取：,（482）,（2）V的分布,计算缀材时，近似地以剪力V均匀分布计。 并且，由承受该剪力的两个缀材面分担，每个缀材平面内的剪力V1为 V1=V/2,2、缀材计算,（1）缀条,缀条布置尤如桁架腹杆。按桁 架腹杆设计。剪力由斜杆承受。 设斜杆（缀条）内力为Nt，有 Nt=V1/cos （483）,缀条可能受拉、可能受压，一律按受 压设计，设计强度应于折减（考虑缀 条自身稳定性）折减系数R为： 等边角钢 R=0.6+0.0015 短边相连的不等边角钢 R=0.5+0.0025 长边相连的不等边角钢 R=0.7, 中间无联系时，按最小回转半径计算的长细比。,且当 20时，取=20 ）。 缀条设计公式为：,At单个缀条截面面积 此外，也可根据缀条查，用公式,进行设计。其概念是按轴心受压杆件设计。 横杆一般不受力，采用和斜杆相同的截面。 不论斜杆还是横杆，都应长细比要求， =150,4.7.2缀板 缀板内力按缀板和肢件组成的框架体系进行分析。,由分离体力矩平衡条件，得,（489）,式中a是两柱肢轴线间的距离。,缀板在柱肢连接处A的弯矩：,（490）,可见，缀板一般按受弯构件设计。 但因剪力、弯矩较小，可按构造设计。,构造设计要点： 同一截面处缀板（或采用型钢的横杆）线刚度之和不得小于柱肢线刚度的6倍。如果柱截面接近正方形，且x和y方向的长细比又接近相等时，可取,b1 缀板宽度 a 肢件间距离（形心轴至形心轴） t 缀板厚度,作用：保证与柱肢刚性连接；对柱肢屈曲起支承作用；使y的计算误差在5%以内。, 缀板用角焊缝与肢件连接，搭接长度2030cm。, 应设置横隔（联），间距不大于8m且不大于杆件较大宽度的9倍，每个发送单元不少于2个。,作用：保证柱子变形过程中截面几何形状的稳定性；公式=M/W才能使用。截面抗弯模量W才能用材料力学公式计算。,关于横向支撑： 有时，为了减少轴心构件自由长度需要设置横向支撑，此支撑应根据所受剪力按轴心受压,构件进行设计。,例,例42 试设计一轴心受压缀条柱，已知 N=1300kN， lx=ly=6m，采用3号钢。 采用二槽钢组成的缀条柱。,1、按实轴选截面和回转半径（图42）。,解,设计内容： 1、按绕实轴屈曲设计槽钢截面； 2、以对实轴、虚轴的长细比性相同设计槽钢间距； 3、验算槽钢对虚轴的稳定性； 4、验算缀材强度和焊缝。,设y=80，属b类，查得y=0.688； 需要的截面面积和回转半径为：,查附录3槽钢规格表，没有同时满足上述要求的截面，说明所设的长细比不合适。可从表中另选一截面，,其截面面积稍大于要求值，回转半径稍小于要求值，或者相反。试选228a，查得： p.366 A=240=80cm2；iy=10.9cm。,2、确定两个槽钢间的距离 方法：使绕虚轴和绕实轴的稳定性相等。 使绕虚轴的长细比和绕实轴的长细比相等。为此，,则 y=600/10.9=55，查得y=0.833 p.399 验算 =1300103/8000=162.5N/mm2 yf=179N/mm2 选此截面。,验算截面：,先假定缀条截面454，A=23.94=7.0cm2。,得,相应的回转半径：,由附录6，二肢间需要的距离： p.405,3、验算绕虚轴稳定性 槽钢惯性矩：I1=218cm4； 格构柱对虚轴的惯性矩：,取25cm。,查表，得 x=0.807,xf (可),4、计算缀条,缀条按