受压构件计算专业知识讲座

1、文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 本章内容: (1)轴心受力构件的强度和刚度 (2)轴心受压构件的稳定 (3)轴心受压柱的设计 (4)柱脚的构造与计算 本章重点：轴心受压构件的稳定 本章难点：轴心受压构件的稳定理论 实腹柱、格构柱的设计 4 轴心受力构件 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 4.1 概述概述 图4.1 轴心受力构件在工程中的应用 (a) 桁架；(b)塔架；(c)网架 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不

2、能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 轴心受力构件常用截面形式轴心受力构件常用截面形式 实腹式、格构式实腹式、格构式 图4.2 柱的组成 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 (a)型钢 (b)组合截面 1 1、实腹式构件截面形式、实腹式构件截面形式 图4.3 轴心受力实腹式构件的截面形式 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 (c)(c)双角钢 (d)冷弯薄壁型钢 图4.3 4.3 轴心受力实腹式构件的

3、截面形式 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 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 图4.4 格构式构件常用截面形式 图4.5 缀板柱 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 3 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 l 0 1 l 1 l 1 图4.6 格构式构件的缀材布置 (a) 缀条柱；(b)缀板柱 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不

4、当之处，请联系本人或网站删除。 4.2 轴心受力构件的强度和刚度 f A N n ? f 钢材强度设计值， ；A n 构件净截面面积 4.2.1 强度计算 图4.7 有孔洞拉杆的截面应力分布 (a) 弹性状态应力；(b)极限状态应力 / yR ff? 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 a）构件净截面面积计算 An 取取-、-截面的较小面积计算 (a) (b) (c) (d) 图4.8 净截面面积计算 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删

5、除。 孔前传力 一个螺栓受力 N/n 第一排受力 ； 孔前: 孔后: N b 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。 n连接一侧螺栓数；连接一侧螺栓数； 计算截面上的力为： )/5 . 01 ( 1 nnNN? N n n 1 N n n 1 2 1 N n n 1 2 1 N 图4.9 高强度螺栓的孔前传力 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 f A N n ? ? ? f A N ? 摩擦型高强螺栓净截面强度： 摩擦型高强螺栓还应验算毛截面强度： )/5 . 01

6、 ( 1 nnNN?N-计算截面上的受到的力 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 i l ? 0 0 l 构件计算长度 i-截面的回转半径 构件的最大长细比 0 0 ? ? ? ? y y y x x x i l i l 4.2.2 刚度计算刚度计算 项 次 构件名称 承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构 直接承受动力 荷载的结构 一般建筑结构 有重级工作制吊车的厂房 1 桁架的杆件 350 250 250 2 吊车梁或吊车桁架以 下的柱间支撑 300 200 3 其他拉杆、支撑、系 杆(张紧的圆钢除外 ) 40

7、0 350 表4.1 受拉构件的容许长细比 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 项 次 构 件 名 称 容许长细比 1 柱、桁架和天窗架构件 150 柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑 2 支撑(吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外) 200 用以减小受压构件长细比的杆件 表表4.2 4.2 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 受拉构件的极限承载力一般由强度控制，设计时只考 虑强度和刚度。 钢材比其他材料更适于受拉，所以钢拉杆不但用于钢 结构，还用于钢与钢筋混凝土或木材的组合

8、结构中。此种 组合结构的受压构件用钢筋混凝土或木材制作，而拉杆用 钢材做成。 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 例例4.14.1 图4.10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210010，角钢上有交错排列的普通螺栓孔， 孔径d=20mm。试计算此拉杆所能承受的最大拉力及容许达到的 最大计算长度。钢材为Q235钢。 (c) 图4.10 例4.1图 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 查得210010, 2 / 2

9、15 mm N f ? i i ? ? y x 4.52cm. 3.05cm , A=219.26cm2 An = 2 (1926 - 2010)=3452 mm2 AnI = 2 (245+ 402+1002 - 22010)=3150 mm2 N=AnI f =3150215=677250N=677 kN lox = ix = 35030.5 = 10675 mm 350 ? ? loy = iy = 35045.2 = 15820 mm 解： 图4.10 例4.1图(b) 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。

10、 理想轴心压杆：理想轴心压杆：假定杆件完全挺直、荷载沿杆件形心轴 作用, 杆件在受荷之前无初始应力、初弯曲和初偏心 , 截面 沿杆件是均匀的。 此种杆件失稳, 称为发生屈曲。 屈曲形式屈曲形式: : 1)弯曲屈曲：只发生弯曲变形, 截面绕一个主轴旋转； 2)扭转屈曲：绕纵轴扭转; 3)弯扭屈曲：即有弯曲变形也有扭转变形。 1 1、整体稳定的临界应力 （1）理想轴心压杆-屈曲准则 4.3 轴心受压构件的稳定 4.3.1 整体稳定的计算 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 弯曲屈曲：双轴对称截面，单轴对称截面绕非对称

11、轴； 扭转屈曲：十字形截面； 弯扭屈曲：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）。 图图4.11 轴心压杆的屈曲变形轴心压杆的屈曲变形 (a)弯曲屈曲；(b)扭转屈曲；(c)弯扭屈曲 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 欧拉临界应力欧拉临界应力 a a）理想轴心压杆弹性弯曲屈曲临界应力）理想轴心压杆弹性弯曲屈曲临界应力 2 2 l EI NN Ecr ? ? NE 欧拉（EulerEuler）临界力 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 ? ? ? ? ? ? ? ? E ( l/I ) E i l E A I

12、l E A l EI A N E E cr ? ? ? ) ( ? ? ? ? l / 2 l / 2 图4.12 有初弯曲的轴心压杆 杆件长细比，=l/i； i 截面对应于屈曲的回转半径， i = I/A。 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 当 ， ，压杆进入弹塑 性阶段。采用切线模量理论计算。 p ? pcr f? 2 2 , ? ? ? t tcr E ? 2 2 , l IE N t tcr ? ? Et -切线摸量 E E为常量为常量, , 因此因此 crcr 不超过材料的比例极限 不超过材料的比例极

13、限 fp b)理想压杆的弹塑性弯曲屈曲临界应力 屈曲准则建立 的临界应力 2 crp 2 E f ? ? ? ? pp /Ef?或长细比或长细比 图4.13 应力-应变曲线 fp cr E 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 (2)实际轴心受压构件 实际轴心受压构件存在初始缺陷 - 初弯曲、初偏心、残余应力 考虑初始缺陷的临界应力-边缘屈服准则 u N N A B O v v e 0 k N e 0 k N v0 图4.14 有初弯曲的轴心压杆及其压力挠度曲线 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作

14、为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 e 0 z y y N k e 0 0 N v k v v = 0.1 0 y 0 1.0 0.5 0 = 0.3 y y E N /N = 0 0 z 0 e = 0.3 e = 0 0 0 e = 0.1 1.0 0.5 N /N E 0 弹塑性阶段 压力挠度曲线 有初弯曲(初偏心)时，一开始就产生挠曲,荷载，v, 当N NE时，v 初弯曲（初偏心）越大,同样压力下变形越大。 初弯曲（初偏心）即使很小,也有 a a）初弯曲和初偏心的影响 crE NN? 图4.15 轴心压杆及其压力挠度曲线 文档来源于网络，文档所提供的信息仅

15、供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 弹塑性阶段 压力挠度曲线 压力超过NA后,构件进入弹塑 性阶段,塑性区, v B点是具有初弯曲压杆真正的 极限承载力 “ 最大强度准则” 以NB作为最大承载力。 最大强度准则 挠度 v 增大到一定程度,杆件中点截面边缘( A或A), 塑性区增加-弹塑性阶段, 压力小于Ncr丧失承载力。 A表示压杆跨中截面边缘屈服“ 边缘屈服准则” 以NA作为最大承载力 图4.15 轴心压杆及其压力挠度曲线轴心压杆及其压力挠度曲线 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联

16、系本人或网站删除。 b)理想轴心压杆与实际轴心压杆承载能力比较 1-1-欧拉临界力 2-切线摸量临界力 3-有初弯曲临界力 图4.16 轴心压杆的压力挠度曲线 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 轴心压杆即使面积相同, 材料相同, 但截面形式不同, 加工条件不同, 其残余应力影响也不同 - 既承载力不同, 柱子曲线不同。 2. 轴心受压构件的柱子曲线 各国都采用多柱子曲线,我国采用4条曲线, 即把柱 子截面分为4类. a曲线包括的截面残余应力影响最小,相同的 值, 承载力大, 稳定系数大； c曲线包括的截面残余应

17、力影响较大； d曲线承载力最低。 cr与长细比 的关系曲线称为柱子曲线， 越大，承 载力越低，即 cr 越小, 稳定系数 =cr/R 越小。 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 ? y /235f? 图4.17 我国的柱子曲线 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 3. 轴心受压构件的整体稳定计算 f A N ? ? ?由截面类型和 确定, 根据表4.3和4.4分类, 按附表4.1附表4.4查出。 235 y f ? 轴心压杆临界应力

18、 cr确定之后，构件的整体稳定计 算，其稳定计算式应为： y crcr RyR f N f Af ? ? ? ? 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 例4.2验算轴心受压构件的强度、刚度和整体稳定性。Q235钢 材，热轧型钢，32a，强轴平面内一端固定,一端铰接，柱高6m, N=980KN。 x x yy 2 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 ? x l0m2 . 467 . 0 ? y l0 m2 解 2 1 .67 cmcm8 .12cm62. 2? ? ? y x i i A ， ， a I ：

19、32 8 .328 .12420 0 ? xxx il? 150? 153 .7662. 2200 0 ? yyy il 截面对x轴为a类，对y轴为b类， x=0.957, y=0.712，取 取= y=0.712 2 / 215 mm N f ? ? ? 2 2 3 / 1 . 205 10 1 . 67 712 . 0 10 980 mm N A N ? ? ? ? ? 图4.18 例4.2图 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 4.3.2 局部稳定局部稳定 图4.20 轴心受压构件的局部失稳 由弹性稳定理论

20、，板件的临界应力： 2 2 2 )( )1 (12b tE cr ? ? ? ? ? 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 等稳定条件：保证板件的局部失稳 临界应力不小于构件 整体稳定的临界力。 ycr f b tE ? ? ? ? ? ? 2 2 2 )( )1 (12 由此确定宽厚比限值由此确定宽厚比限值 b / t 采用等稳定准则采用等稳定准则 cr y f ? ? 图4.20 轴心受压构件的局部失稳 (c) 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系

21、本人或网站删除。 y ft b235 )1 . 010(? （1 1）翼缘（三边简支一边自由）翼缘（三边简支一边自由） 当小于30时，取30；当大于100时，取100 - 两方向长细比的较大值 不满足此条件时 加大厚度 t t 图4.21 轴心受压构件的翼缘失稳 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 yw ft h235 )5 . 025( 0 ? （2 2）腹板（四边简支）腹板（四边简支） 当 小于30时，取30；当大于100时，取100。 图4.22 轴心受压构件的腹板失稳 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供

22、参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 腹板不满足局部稳定要求时腹板不满足局部稳定要求时 可设置加劲肋可设置加劲肋 图4.23 实腹柱的腹板加劲肋 (a) (b) 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 足要求。要求：验算该柱是否满 。翼缘为焰切边，钢材为 ，值为，承受的轴心压力设计柱高 图所示，柱两端铰接，字形截面，截面尺寸如 用焊接工一轴心受压平台柱，采例 235 50006 3 . 5 Q kNm 6 0 0 0 解：计算截面特性： 2 6 .2936 . 1462 .

23、 2502cmA? x x yy 46016 50022 432 14075612/466 . 11 .242 . 2502cmI x ? 43 4583312/502 . 22cmI y ? cm A I icm A I i y y x x 5 .12 6 .293 45833 9 .21 6 .293 140756 ?； mll yx 6 00 ? 2 /205mmN f ? 例例4.3 4.3 图4.24 例4.3图 (a) (b) 解解 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 1504 .279 .21600

24、 0 ? yxx il 类轴都为轴和截面对byx 2 2 3 /9 .196 106 .293865. 0 105000 mmN A N ? ? ? ? ? ? x x yy 46016 50022 150485 .12600 0 ? yyy il 865. 0? y ? 2 /205mmN f ? ? 翼缘宽厚比为：()11228250 1 ?tb()8 .14481 . 010? 腹板高厚比为：8 .2816460 0 ? w th()49485 .025? 局部稳定都满足要求柱的整体稳定、刚度和 图4.24 例4.3图 (b) 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依

25、据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 4.4 轴心受压柱的设计 4.4.1 实腹柱设计 1 1、截面形式 图4.24 轴心受压实腹柱常用截面 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 截面选择的原则： （1）截面尽量开展； （2）两主轴方向等稳； （3）便于连接；（4）构造简单，制造省工，取材方便。 2、截面设计 假设（50-100）由查, 求A f N A ? ? (1)初选截面面积A N 大、l O O 小， 取小值； 工字钢回转半径小，取大值； H型钢回转半径大，取小值； 组合截面取小值。 文

26、档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 21 ? y x i b i h? (3)(3)型钢构件由A、ix、iy 选择型钢号，查几何值验算； 焊接截面由ix、iy 求两个方向的尺寸。 (2)(2)求两个主轴所需的回转半径求两个主轴所需的回转半径 ? x x l i 0 ? ? y y l i 0 ? (4)(4)由所需要的A、h、b 等，再考虑构造要求、局部稳定 以及钢材规格等，确定截面的初选尺寸。以及钢材规格等，确定截面的初选尺寸。 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有

27、不当之处，请联系本人或网站删除。 表4.3 各种截面回转半径的近似值 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 局部稳定验算 ? y ft b235 )1 . 010(? yw ft h 235 )5 . 025( 0 ? 刚度验算 整体稳定验算 f A N ? ? 强度验算 f A N n ? 热轧型钢,可不验算局稳。 截面无削弱可不验算强度。 (5)构件强度、稳定和刚度验算 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 3.3.构造要求 当 设

28、横向加劲肋 80 0 ? w t h 间距a3h0， 宽度bs=h0/30+40mm 厚度ts=bs/15 a tw bs 腹板与翼缘焊缝 hf =4 - 8mm 图4.25 实腹柱的腹板加劲肋 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 例例4.4 图4.26(a)所示为一管道支架，其支柱的设计压力为N 1600kN(设计值)，柱两端铰接，钢材为Q235，截面无孔眼削 弱。试设计此支柱的截面：用普通轧制工字钢；用热轧H型 钢；用焊接工字形截面，翼缘板为焰切边。 图4.25 例4.4图 (b) (a) (c) 文档来源于

29、网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 y X y X X 图4.25 例4.4图 (d) (e) 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 设=90, 对 x 轴 a 类,对 y 轴 b 类, 621. 0,714. 0? yx ? 选 I56a, A=135cm2, ix =22.0cm,iy =3.18cm . 解 cml x 600 0 ? cml y 300 0 ? 1.轧制工字钢截面 (1)试选截面 2 2 3 min 8 .119 102

30、15621. 0 101600 cm f N A? ? ? ? ? cm l i x x 67. 6 90 600 0 ? ? cm l i y y 33. 3 90 300 0 ? ? (f) 图4.25 例4.4图 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 (2)截面验算 刚度验算 整体稳定 截面无削弱，不验算强度； 热轧型钢，不验算局稳。 3 . 27 0 . 22 600 0 ? x x x i l ? 150 ? 3 .94 18. 3 300 0 ? y y y i l ?150 ? 远大于 ,故由 查附表

31、4.2得 y ? y ? x ? 0.591? 22 2 3 /205/5 .200 10135591. 0 101600 mmNfmmN A N ? ? ? ? ? (f) 图4.25 例4.4图 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 807. 0? yx ? 2.轧制H型截面 (1)试选截面试选截面 设=60, b/h0.8对 x 轴、对 y 轴 b 类, 2 2 3 2 .92 10215807. 0 101600 cm f N A? ? ? ? ? ? ? cm l i x x 0 .10 60 600 0

32、 ? ? cm l i y y 0 . 5 60 300 0 ? ? 149250250?HW 2 18.92cm A? cmi x 8 . 10?cmi y 29. 6? 试选 (g) 图4.25 例4.4图 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 (2)截面验算 刚度验算 整体稳定 6 .55 8 .10 600 0 ? x x x i l ? 4 .47 29. 6 3000 ? y y y i l ? 150? 150? 因对 x 轴、对式 y 轴 b 类,故由长细比的较大值查表 83. 0? 22 2 3

33、/215/209 1018.9283. 0 101600 mmNfmmN A N ? ? ? ? ? (g) 图4.25 例4.4图 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 设 =60, 参照H型截面，翼缘2-25014，腹板-2508 3.焊接工字形截面 (1)试选截面试选截面 2 908 . 0254 . 1252cmA? 433 13250)252 .248 .2725( 12 1 cmI x ? 43 3650254 . 1 12 1 2cmI y ? cmi x 13.12 90 13250 ? cmi y

34、 37. 6 90 3650 ? (h) 图4.25 例4.4图 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 (2)(2)整体稳定和长细比验算 6 .55 8 .10 600 0 ? x x x i l ? 4 .47 29. 6 3000 ? y y y i l ? 150? 150? 因对 x 轴、对式 y 轴 b 类,故由长细比的较大值查表 0.859? 22 2 3 /215/207 1090859. 0 101600 mmNfmmN A N ? ? ? ? ? 长细比： (h) 图4.25 例4.4图 文档来源

35、于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 翼缘板： 腹 板： （4 4）构造）构造 ，不设加劲肋 腹板与翼缘的连接焊缝，最小焊脚尺寸 取hf =6mm (3)局部稳定 0 /80 w h t ? 9 . 8 4 . 1 1 .12 ? t b 95.14 235 )1 . 010(? y f ? 25.31 8 . 0 25 0 ? w t h 75.49 235 )5 . 025(? y f ? fmin 1.55.6mmht? 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请

36、联系本人或网站删除。 4.4.2 格构柱设计格构柱设计 4.4 轴心受压柱的设计 1 1、格构柱的截面形式、格构柱的截面形式 图4.4 格构式构件常用截面形式 图4.5 缀板柱 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 X y y X轴- 虚轴 y轴- 实轴 l 0 1 l 1 l 1 图4.6 格构式构件的缀材布置 (a) 缀条柱；(b)缀板柱 图4.5 缀板柱 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 2 2、格构柱绕虚轴的换算长细比、格构

37、柱绕虚轴的换算长细比 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。 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。 V V V V V V 缀板柱 缀条柱 实腹柱 图4.26 轴心受压柱失稳 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 2 0 2 2 22 2 1 1 x x x cr EA EA EA N ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?EA xx 22 0 ? （1 1）双肢缀条柱）双肢缀条柱 单位剪力作用下

38、的轴线转角。单位剪力作用下的轴线转角。 V1=1/2 L 1 V1=1/2 L d 图4.27 缀条柱的剪切变形 1 2 2 2 0 cossinA A xx ? ? ? ? ? ? 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 A1 两个缀条截面面积。 得： x 双肢对x轴的长细比； 0 x 换算长细比； A 柱的毛截面面积； 取 =45o， 双肢柱的换算长细比为 1 2 0 27 A A xx ? 图4.27 缀条柱 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本

39、人或网站删除。 1 分肢长细比， 1 =l01/i1； i1 分肢弱轴的回转半径； l01 缀板间净距。 图4.28 缀板柱 22 0 xx1 ? （2 2）双肢缀板柱）双肢缀板柱 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 (1)轴心受压格构柱的横向剪力 23585 y f fA V? A 柱的毛截面面积； f 钢材强度设计值； f y钢材的屈服强度。 3、缀材设计 图4.29 剪力计算简图 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 2 1 V

40、 V ? 内力：弯曲可能或左或右，剪力内力：弯曲可能或左或右，剪力 方向变化，缀条或拉或压。 一个缀材面上的剪力 一个缀条的内力 ?cos 1 1 n V N ? (2) 缀条的设计 V1分配到一个缀材面上的剪力; n 一个缀材面承受剪力的斜缀条数。单系缀条 时，n=1,交叉缀条时，n2 ； 缀条与横向剪力的夹角 。 图4.30 缀条的内力 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 强度折减 单角钢有偏心，受压时产生扭转。 ? ? ? 1 01 i l ? 斜缀条对最小刚度轴的长细比，20时, 取=20, l01-斜缀

41、条长度. 按轴压构件计算 f A N n ? 1 f A N ? ? ? 1 ? ? 按轴心受力计算构件的强度和连接时 ， =0.85。 按轴心受压计算构件的稳定性时 等边角钢 ： ,但不大于1.0 短边相连的不等边角钢： ,但不大于1.0 长边相连的不等边角钢： =0.70 0.60.0015? 0.50.0025? 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 横缀条 交叉缀条体系： 按承受压力N=V1计算; 单系缀条体系： 主要为减小分肢计算长度, 取和斜缀条相同的截面。 图4.31 交叉缀条体系和单系缀条体系 文档

42、来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 a）确定 01 l 1 01 1 i l ? 1101 il? 假设 1 0.5max， 1 40 b）计算内力 按多层刚架计算, 反弯点在中点。 (3) 缀板的设计 图4.28 缀板柱 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 a lV T 11 ? 剪力 2 11 lV M? 弯矩 图4.32 4.32 缀板计算简图 l1 1缀板中心线间的距离；a肢件轴线间的距离。 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供

43、参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 c）计算缀板的强度和连接 d）缀板尺寸 1 1 1 66 l I a I KK b b ?或 12 2 3 dt I b b ? I1分肢截面对1-1的惯性矩。 d t 只需用上述M和T验算缀板与肢件间的连接焊缝。 宽度 d2a/3，厚度 ta/40,并不小于6mm。 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 小于一个分肢线刚度的6倍。 图4.33 缀板尺寸 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 f N A y

44、? ? y y y l i ? 0 ? y ? 由 查 y ? 设 y ? ? ? y 选槽钢 型 号 4、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。 （1）按对实轴(y-y轴)的整体稳定选择柱的截面，方法与 实腹柱的计算相同。 （2）按对虚轴(x-x轴)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 ox=y。 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 缀板柱：缀板柱： 设设1 1 yxx ? 2 1 2 0 2 1 2 ? yx x x x l i ? 0 ? （4）设

45、计缀条或缀板。 缀条柱：选缀条缀条柱：选缀条 A10.110.1A yxx A A ? 1 2 0 27 1 2 27 A A yx ? 1 / x bi? （3）验算对虚轴的整体稳定性，不合适时应修改柱宽b 再进行验算。 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 设计时注意: ? ? y (1) (1) ? ? ox (2) 缀条柱分肢长细比 (3) (3) 缀板柱分肢长细比 111 /il? 1011 /il? max1 7 . 0? 1 b/50=278/50=5.6mm。 验算隔板抗剪、抗弯强度： NRV178

46、000 max ? 22max /125/124 8270 178000 5 . 15 . 1mmNfmmN ht V V ? ? ? mmNM? 62 max 1037.122781280 8 1 22 2 6 max /215/127 2708 1037.126 mmNfmmN W M ? ? ? ? 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 3 3、靴梁计算、靴梁计算 靴梁与柱身的连接（4条焊缝），按承受柱的压力N=1700kN。 计算，此焊缝为侧面角焊缝，设 ，求其长度： mmh f 10? m fh N l

47、w ff w 379 160107 .04 101700 7 .04 3 ? ? ? ? ? ? 取靴梁高400mm。 靴梁作为支承于柱力的悬但梁，设厚度t=10mm，验算其抗剪和 抗弯强度。 NV2743001754 . 686178000 max ? 22max /125/103 10400 274300 5 . 15 . 1mmNfmmN ht V V ? ? ? 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 mmNM? 62 max 1078.211754 . 686 2 1 75178000 22 2 6 max

48、 /215/ 7 . 81 40010 1078.216 mmNfmmN W M ? ? ? ? 靴梁与底板的连接焊缝和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的靴梁与底板的连接焊缝和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的 压力，设焊缝的焊脚尺寸均为压力，设焊缝的焊脚尺寸均为 。 mmh f 10? 所需的焊缝总计算长度应为： mm fh N l w ff w 1244 160107 . 022 . 1 101700 7 . 022. 1 3 ? ? ? ? ? ? ? 显然焊缝的实际计算总长度已超过此值。 柱脚与基础的连接按构造采用两个20mm的锚栓。的锚栓。 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 a）净截面面积）净截面面积 f A N n ? 1 1、强度计算 第4章 轴心受压构件小结 (a) (b) (c) 图4.8 净截面面积计算净截面面积计算 文档来源于网络，文档所提供的信息仅供参考之用，不能作为科学依据，请勿模 仿。文档如有不当之处，请联系本人或网站删除。 )/5 .01 ( 1 nnNN? f A N n ? ? ?f A N ? b 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 计算截面上的力为：计算截面上的力为： 孔前传力 N