何若全第5章轴心受力构件

1、Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件第第5 5章章 轴心受力构件轴心受力构件知识点知识点轴心受力构件的强度计算方法，刚度及长细比概轴心受力构件的强度计算方法，刚度及长细比概念；轴心受压构件整体稳定理论、整体稳定承载念；轴心受压构件整体稳定理论、整体稳定承载力的计算方法和设计简化；轴心受压构件局部稳力的计算方法和设计简化；轴心受压构件局部稳定，组成板件的容许宽厚比及腹板屈曲后强度的定，组成板件的容许宽厚比及腹板屈曲后强度的应用；实腹式及格构式轴心受压柱的设计方法；应用；实腹式及格构式轴心受压柱的设计方法；连

2、接节点及柱脚的构造与计算。连接节点及柱脚的构造与计算。重点重点本章有关整体稳定和局部稳定的概念是整个钢结本章有关整体稳定和局部稳定的概念是整个钢结构基本构件稳定计算的基础，需要重点学习。构基本构件稳定计算的基础，需要重点学习。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件轴心受力构件截面形式分为：轴心受力构件截面形式分为：实腹式实腹式和和格构式格构式l实腹式截面实腹式截面Suzhou Uni

3、versity of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l格构式截面格构式截面4-1 4-1 概概 述述Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件4-1 4-1 概概 述述应满足应满足承载能力承载能力与与正常使用正常使用两种极限状态的要求。两种极限状态的要求。 轴心受拉构件轴心受拉构件轴心受压构件轴心受压构件强度强度刚度刚度强度强度刚度刚度稳定稳定Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴

4、心受力构件一、轴心受力构件的强度计算一、轴心受力构件的强度计算 N 轴心拉力或压力设计值；轴心拉力或压力设计值； An 构件的净截面面积；构件的净截面面积； f 钢材的抗拉强度设计值。钢材的抗拉强度设计值。fANn 轴心受力构件的强度应以轴心受力构件的强度应以净截面的平均应力不超过钢材的净截面的平均应力不超过钢材的屈服强度屈服强度为准则：为准则：Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件二、刚度计算二、刚度计算截截面面的的回回转转半半径径； AIi il0 构构件件的的计计算算长长度度； 0l构件的容许长细比

5、保证构件在运输、安装、使用时不会产生过大变形。保证构件在运输、安装、使用时不会产生过大变形。 Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件n所谓的稳定是指结构或构件受载变形后，所处平所谓的稳定是指结构或构件受载变形后，所处平衡状态的属性。衡状态的属性。n细长的轴心受压构件受外力作用后，不能保持平细长的轴心受压构件受外力作用后，不能保持平衡的稳定性，构件产生变形而丧失承载能力，这种衡的稳定性，构件产生变形而丧失承载能力，这种现象称为丧失整体稳定性，或称屈曲。现象称为丧失整体稳定性，或称屈曲。 Suzhou Univ

6、ersity of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件1 1、理想的轴心受压杆：、理想的轴心受压杆：2、理想轴心压杆的屈曲形式：、理想轴心压杆的屈曲形式： 杆件笔直、截面均匀、无初始应力、无初偏心、杆件笔直、截面均匀、无初始应力、无初偏心、无初弯曲等缺陷。无初弯曲等缺陷。 弯曲屈曲弯曲屈曲 扭转屈曲扭转屈曲 弯扭屈曲弯扭屈曲Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件（1）弯曲屈曲弯曲屈曲截面只绕截面只绕一个主轴旋转，杆纵轴由直线一个主轴旋转，杆纵轴由直线变为曲线

7、，是双轴对称截面常变为曲线，是双轴对称截面常见的失稳形式。见的失稳形式。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件（2）扭转失稳扭转失稳失稳时各失稳时各截面均绕纵轴扭转，是少数截面均绕纵轴扭转，是少数双轴对称截面可能发生的失双轴对称截面可能发生的失稳形式。稳形式。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件（3）弯扭失稳弯扭失稳单轴对单轴对称截面绕对称轴屈曲时，杆称截面绕对称轴屈曲时，杆件发生弯曲变形的同时必然件发生弯曲变形的同时

8、必然伴随着扭转。伴随着扭转。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件两端铰支的理想细长压杆，当较小时，杆件保持直线平衡状两端铰支的理想细长压杆，当较小时，杆件保持直线平衡状态。当压力增大时，杆件呈微弯曲平衡状态，这种现象称为态。当压力增大时，杆件呈微弯曲平衡状态，这种现象称为平衡的平衡的“分枝分枝”。当超过某一数值时，杆件产生很大的弯曲。当超过某一数值时，杆件产生很大的弯曲变形，随即破坏，即变形，随即破坏，即 “屈曲屈曲”。 Suzhou University of Science & Technol

9、ogy第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件根据平衡方程根据平衡方程022 NydxydEI解得解得AElEIN22202cr 22crcrEAN （欧拉临界力）（欧拉临界力） （欧拉临界应力）（欧拉临界应力） l在弹性范围内适用，即在弹性范围内适用，即 ；l屈曲临界力与抗弯刚度和构件长度有关。屈曲临界力与抗弯刚度和构件长度有关。pEf Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件构件失稳时如果截面应力超出弹性极限，则构件进入构件失稳时如果截面应力超出弹性极限，则构件进入弹塑性工作阶段，这时应按弹塑性工作阶段，这时

10、应按切线模量理论切线模量理论进行分析。进行分析。22crcrEAN 2t2,tcrlIEN Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件n实际的轴心受压构件：实际的轴心受压构件： 杆件有初弯曲、荷载作用有初偏心、截面上有残余应力。杆件有初弯曲、荷载作用有初偏心、截面上有残余应力。n实际轴心受压构件的稳定属于第二类稳定问题实际轴心受压构件的稳定属于第二类稳定问题 结构（构件）从受力开始到破坏没有平衡状态分岔，临界结构（构件）从受力开始到破坏没有平衡状态分岔，临界状态表现为不能再承受荷载增量。状态表现为不能再承受荷载

11、增量。 初始缺陷初始缺陷 几何缺陷：几何缺陷：初弯曲、初偏心初弯曲、初偏心等等力学缺陷：力学缺陷：残余应力残余应力、材料不均匀等、材料不均匀等Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件thtkbbxxyl 以忽略腹板的热轧以忽略腹板的热轧H型钢为例说明残余型钢为例说明残余应力的影响应力的影响 l 柱屈曲可能的弯曲形式有两种：沿强柱屈曲可能的弯曲形式有两种：沿强轴（轴（x轴）和轴）和 沿弱轴（沿弱轴（y轴）轴）IIlEIlEINeecr 22202翼缘宽度为，弹性区宽度为翼缘宽度为，弹性区宽度为kb Suzhou

12、 University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件32233222212212)(2kEtbkbtEIIEyyyyyeyycry 轴轴屈屈曲曲时时：对对kEtbhhkbtEIIExxxxxexxcrx 22222222424)(2轴轴屈屈曲曲时时：对对kkk 30 . 1Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件 在在加工、制造、运输、安装等过程中，加工、制造、运输、安装等过程中，压杆在受力之前压杆在受力之前就存在微小弯曲变形。就存在微小弯曲变形。

13、 实测结果实测结果 20005000llv 0.51.00vv0 0=3mm=3mmv0=1mmv0 0=0=0ENN压力越大，挠度增加幅度越大；压力越大，挠度增加幅度越大；在相同在相同N 作用下，杆的初弯曲越大，作用下，杆的初弯曲越大，杆的弯曲变形也就越大；杆的弯曲变形也就越大；有初弯曲的轴心压杆稳定承载力永远有初弯曲的轴心压杆稳定承载力永远小于欧拉临界力。小于欧拉临界力。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件 由于构造、杆件截面尺寸、加工、安装等原因，作用于杆端由于构造、杆件截面尺寸、加工、安装等原因，

14、作用于杆端的轴心压力实际上不可避免的会偏离截面的形心而造成初偏心。的轴心压力实际上不可避免的会偏离截面的形心而造成初偏心。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件 实际压杆并非全部铰支，对于任意支承情况实际压杆并非全部铰支，对于任意支承情况的压杆，其临界力为：的压杆，其临界力为： 计计算算长长度度系系数数。；杆杆件件计计算算长长度度式式中中： llllEIlEINcr0020222,Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件五

15、、五、实际轴心受压构件的整体稳定承载力和多柱子曲线实际轴心受压构件的整体稳定承载力和多柱子曲线 n 对普通钢结构对普通钢结构 ，通常只考虑两种缺陷：，通常只考虑两种缺陷： 初弯曲（初弯曲（L1000），）， 残余应力。残余应力。n 最大强度准则：以有最大强度准则：以有初始缺陷的压杆为模型，初始缺陷的压杆为模型，考虑截面的塑性发展，考虑截面的塑性发展，以最终破坏的最大荷载以最终破坏的最大荷载为其极限承载力。为其极限承载力。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l压杆失稳时临界应力压杆失稳时临界应力 cr与长细

16、比与长细比 之间的关系曲之间的关系曲线称为线称为柱子曲线柱子曲线。 ycr/f a 类为残余应力影响较小，类为残余应力影响较小，c 类为残余应力影响较大，类为残余应力影响较大，并有弯扭失稳影响，并有弯扭失稳影响，a、c 类之间为类之间为b 类，类，d类厚板工类厚板工字钢绕弱轴。字钢绕弱轴。l轴心受压构件的截面分类轴心受压构件的截面分类 Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件fAN 轴心受压构件的整体稳定系数，通过构件轴心受压构件的整体稳定系数，通过构件的长细比的长细比 查表得到。查表得到。 l 构件长细比构

17、件长细比 的确定的确定截面为双轴对称的构件：截面为双轴对称的构件：yoyyxoxxilil xxyySuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件截面为单轴对称构件：截面为单轴对称构件：xxyyxoxxil 绕绕非非对对称称轴轴：绕对称轴绕对称轴y轴轴: 一般为弯扭屈曲，其临界力低一般为弯扭屈曲，其临界力低于弯曲屈曲，以换算长细比于弯曲屈曲，以换算长细比yz代替代替y 21222020222221421 zyzyzyyzieSuzhou University of Science & Technology第

18、第5章章 轴心受力构件轴心受力构件 组成板件在整体失稳之前不能保持其平面平组成板件在整体失稳之前不能保持其平面平衡状态而发生波形凸曲衡状态而发生波形凸曲 ，称为局部失稳。，称为局部失稳。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件2)bt(112) )( (22crEk四边简支板单向均匀受压时的临界力为：四边简支板单向均匀受压时的临界力为： 2 mbaambkk屈屈曲曲系系数数，式式中中：0.3v材料的泊松比材料的泊松比 嵌固系数或弹性约束系数，大于嵌固系数或弹性约束系数，大于1.0 四边简支单向均匀受压薄板的屈

19、曲四边简支单向均匀受压薄板的屈曲Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件ba侧边侧边侧边侧边K=4K=4K=5.42K=5.42 K=6.97K=6.97K=0.425K=0.425K=1.277K=1.277四边简支均匀受压薄板的屈曲系数四边简支均匀受压薄板的屈曲系数kSuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件考虑材料的弹塑性影响以及板边缘约束后板考虑材料的弹塑性影响以及板边缘约束后板件的临界应力可用下式表达：件的临界应力可

20、用下式表达：222( )12(1)crE tb式中：式中：EEt EfEfyy)0248.01(1013.022弹性模量折减系数。弹性模量折减系数。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件p 采用限制板件宽度与厚度之比不要过大，否则临界应力采用限制板件宽度与厚度之比不要过大，否则临界应力cr 很低，会过早发生局部屈曲。很低，会过早发生局部屈曲。p 使构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲，即局部屈曲使构件整体屈曲前其板件不发生局部屈曲，即局部屈曲临界应力大于或等于整体临界应力，称作等稳定性准则。临界应力大于或等于

21、整体临界应力，称作等稳定性准则。ycrfSuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件h0tth0h0b b twtw(a )(b )(c )(d )b0wttwttDttl 工字形截面：工字形截面： 翼缘为三边简支、一边自由的均匀受压板翼缘为三边简支、一边自由的均匀受压板 腹板为四边支承板腹板为四边支承板yftb/235)1 . 010(/ ywfth/235)5 . 025(/0说明：说明：b 翼缘自由外伸宽度；翼缘自由外伸宽度； 构件两方向长细比的较大值。当构件两方向长细比的较大值。当30时，时， 取取=30

22、；当；当100时，取时，取=100。 Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件h0tth0h0b b twtw(a )(b )(c )(d )b0wttwttDttyw00/f/th/tb23540或)100(235y/fD/t l 圆管截面：圆管截面：l箱形截面：箱形截面：h0tth0h0bbtwtw(a)(b)(c)(d)b0wttwttDttSuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件p 轴压构件的局部稳定不满足时的解决措

23、施轴压构件的局部稳定不满足时的解决措施1、增加板件厚度；、增加板件厚度； 2、当腹板高厚比不满足以上规定，在计算构件的强度和稳定性、当腹板高厚比不满足以上规定，在计算构件的强度和稳定性时，腹板截面取有效截面，即取腹板计算高度范围内两侧各时，腹板截面取有效截面，即取腹板计算高度范围内两侧各为为 ，但计算构件的稳定系数时仍取全截面；，但计算构件的稳定系数时仍取全截面；3、也可采用设置纵向加劲肋的方法予以加强，以缩减腹板计算、也可采用设置纵向加劲肋的方法予以加强，以缩减腹板计算高度，纵向加劲肋宜在腹板两侧成对配置，其一侧外伸宽度高度，纵向加劲肋宜在腹板两侧成对配置，其一侧外伸宽度不应小于不应小于10

24、tw。ywft23523520Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件热轧型钢热轧型钢组合截面组合截面Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件2. 2. 尽量满足两主轴方向的等稳定要求，即：尽量满足两主轴方向的等稳定要求，即： ，以达到经济要求；以达到经济要求；yx 1. 1. 截面积的分布尽量展开，增加惯性矩和回转半截面积的分布尽量展开，增加惯性矩和回转半径，提高整体稳定性和刚度；径，提高整体稳定性和刚度；3. 3. 便于

25、连接，便于连接，构造简单，易加工制作，易取材。构造简单，易加工制作，易取材。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件1. 截面面积截面面积A的确定：的确定：假定假定=50100，当压力大而杆长小时取小值，当压力大而杆长小时取小值，反之取大值。反之取大值。2. 求两主轴方向的回转半径：求两主轴方向的回转半径： yyxxlili00; fNASuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件3. 根据根据A和和ix、iy，优先选用轧制型钢

26、。型钢截面不满，优先选用轧制型钢。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足时，选用组合截面，组合截面的尺寸可由回转半径确定径确定:21ib;ihyx4. 由求得的由求得的A、h、b，综合考虑构造、局部稳定、钢，综合考虑构造、局部稳定、钢材规格等，确定截面尺寸。材规格等，确定截面尺寸。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件5. 截面验算：截面验算：l 截面有削弱时，进行强度验算；截面有削弱时，进行强度验算；l 整体稳定验算；整体稳定验算；l 局部稳定验算；局部稳定验算；l 对于热轧型钢截面，

27、因板件的宽厚比较大，可对于热轧型钢截面，因板件的宽厚比较大，可不进行局部稳定的验算。不进行局部稳定的验算。l 刚度验算；刚度验算；l 构造要求。构造要求。 Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件b+40mm0hs3003hh0横 向加 劲 勒加 劲 勒纵 向s15btssb2 0 tw2 3 5 fy( a )( b )bz10twtz0 .7 5wttwatw间 距0横 隔9 倍 截 面 的较 大 宽 度 ， 8 m3h0横 向 加 劲 勒间 距3 h0横 向 加 劲 勒横 向 加 劲 勒bsh030+4

28、0mmbst15shSuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件分肢分肢缀件缀件缀板缀板缀条缀条柱 身柱 脚柱 头l1（ 虚 轴 ）（ 实 轴 ）(b ) 格 构 式 柱 （ 缀 板 式 ）柱 身柱 脚(a) 实 腹 式 柱xyyxxyyx柱 头缀板l01（ 虚 轴 ）（ 实 轴 ）(c) 格 构 式 柱 （ 缀 条 式 ）yxyxl01=l1缀条Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件p 垂直于分肢腹板平面的形心轴垂直于分肢腹

29、板平面的形心轴实轴实轴y-yp 垂直于分肢缀件平面的形心轴垂直于分肢缀件平面的形心轴虚轴虚轴x-xSuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件0 xl 对于格构柱：当绕虚轴失稳时，柱的剪切变形较对于格构柱：当绕虚轴失稳时，柱的剪切变形较大，剪力造成的附加挠曲影响就不能忽略。对虚轴的大，剪力造成的附加挠曲影响就不能忽略。对虚轴的整体稳定计算，以加大长细比的办法来考虑剪切变形整体稳定计算，以加大长细比的办法来考虑剪切变形的影响，加大后的长细比称为换算长细比。的影响，加大后的长细比称为换算长细比。Suzhou Univ

30、ersity of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件式中：式中： A 两个柱肢的毛截面面积之和；两个柱肢的毛截面面积之和； A1x 斜缀条的毛截面面积之和；斜缀条的毛截面面积之和； 整个柱对虚轴的长细比。整个柱对虚轴的长细比。 x 1011il 单肢对平行于虚轴的形心轴单肢对平行于虚轴的形心轴1-11-1轴的长细比。轴的长细比。 1x20 x27A/Ax212x0 xl双肢缀条柱双肢缀条柱l双肢缀板柱双肢缀板柱Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l1 l

31、1 l1 l l 缀条柱缀条柱l1取节间距离。取节间距离。l 缀板柱缀板柱l1取缀板之间的净距离。取缀板之间的净距离。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件n绕实轴绕实轴y-y 的整体稳定计算与实腹式构件相同。的整体稳定计算与实腹式构件相同。 fANyn绕虚轴绕虚轴x-x 的整体稳定计算采用的整体稳定计算采用换算长细比换算长细比 ox。 fANxSuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件四、格构式轴心受压柱分肢的稳定性四、格

32、构式轴心受压柱分肢的稳定性 l 为防止单肢件失稳先于整体失稳，应考虑分肢的稳定性。为防止单肢件失稳先于整体失稳，应考虑分肢的稳定性。 p缀条柱：缀条柱：11m ax10 .7li11maxmin140,0.5lip缀板柱：缀板柱：Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件五、格构式轴心受压柱的截面设计五、格构式轴心受压柱的截面设计 1.确定格构柱的截面确定格构柱的截面u 按对实轴的整体稳定选择柱肢截面按对实轴的整体稳定选择柱肢截面假设假设查表得查表得y则所需要的构件截面面积为：则所需要的构件截面面积为：321

33、0 0 01 06 1 9 30 .7 5 12 1 5NAm mf Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件x1227AAy 则有： （缀条柱） x212y（缀板柱）确定柱的宽度确定柱的宽度 bix 1 xixxl0由等稳条件由等稳条件 yoxu 按对虚轴的整体稳定确定两分肢的距离按对虚轴的整体稳定确定两分肢的距离2. 确定格构柱的截面确定格构柱的截面Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件二、缀材计算二、缀材计算2358

34、5yfAfVn轴心受压格构柱平行于缀材面的剪力为：轴心受压格构柱平行于缀材面的剪力为： 1Nncos Vb 设计时应按轴设计时应按轴心受压计算，心受压计算， 3. 缀材设计缀材设计 缀条设计缀条设计Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件2、缀板设计、缀板设计V1/2l12l12V1/2a/2TalVT11TMd211lVM 肢肢件件轴轴线线间间距距a a缀缀板板中中心心间间距距式式中中：1 1l T和和M即为缀板与肢件连接处的即为缀板与肢件连接处的设计内力。设计内力。Suzhou University of

35、 Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l 柱的顶部与梁（桁架）连接的部分称为柱头。柱的顶部与梁（桁架）连接的部分称为柱头。l 作用是通过柱头将上部结构的荷载传到柱身。作用是通过柱头将上部结构的荷载传到柱身。设计的原则：设计的原则：传力明确、传力明确、 安全可靠、安全可靠、 经济合理，经济合理， 便于制造和安装。便于制造和安装。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件n梁支于柱顶梁支于柱顶 柱顶板柱顶板传力路线：传力路线：梁梁 突缘突缘 柱顶板柱顶板 加劲肋加劲肋

36、 柱身柱身 焊缝焊缝垫板垫板焊缝焊缝焊缝焊缝Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件n梁连接于柱侧面梁连接于柱侧面 承托承托刨平顶紧刨平顶紧Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l 柱下端与基础相连的部分称为柱脚。柱下端与基础相连的部分称为柱脚。l 柱脚的作用是将柱身所受的力传递和分布到基础柱脚的作用是将柱身所受的力传递和分布到基础,并将柱固定于基础。并将柱固定于基础。p柱脚的分类柱脚的分类 铰接柱脚铰接柱脚 只传递轴力只

37、传递轴力 (轴心受压柱采用轴心受压柱采用) 刚接柱脚刚接柱脚 传递轴力和弯矩传递轴力和弯矩 (偏心受压柱采用偏心受压柱采用)Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件仅有底板的柱脚仅有底板的柱脚底板底板底板底板LB(a)(b)n 底版是把柱的底部放大，以增加其与基础项部的底版是把柱的底部放大，以增加其与基础项部的接触面积。接触面积。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件有靴梁带隔板的柱脚有靴梁带隔板的柱脚隔板隔板锚栓锚栓靴梁

38、靴梁底板底板靴梁靴梁底板底板隔板隔板Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件 有靴梁、肋板的柱脚有靴梁、肋板的柱脚肋板肋板靴梁靴梁a1b1靴梁靴梁n 靴梁、隔板和肋板可靴梁、隔板和肋板可以增加柱与底板的连接以增加柱与底板的连接焊缝长度，并将底板分焊缝长度，并将底板分隔成几个区格，减小底隔成几个区格，减小底板的弯矩。板的弯矩。n锚栓是用来将柱脚固锚栓是用来将柱脚固定在基础中的。定在基础中的。Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力

39、构件n 连接焊缝：连接焊缝：焊缝焊缝连接柱与靴梁，连接柱与靴梁，单面焊，单面焊，4条；条；焊缝焊缝连接靴梁与底板，连接靴梁与底板，单面焊，单面焊，2条；条；焊缝焊缝连接隔板与靴梁，连接隔板与靴梁，单面焊，单面焊，4条；条；焊缝焊缝连接隔板与底板，连接隔板与底板，单面焊，单面焊，2条；条；隔板隔板锚栓锚栓靴梁靴梁底板底板Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件n 传力途径传力途径柱柱 靴梁靴梁 底板底板 混凝土基础混凝土基础隔板（肋板）隔板（肋板）Suzhou University of Science &am

40、p; Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l底板的面积底板的面积 An底板净面积，底板净面积，An = BL- -A0 ；c 基础混凝土局部承压时的强度提高系数；基础混凝土局部承压时的强度提高系数； fcc 基础混凝土抗压强度设计值基础混凝土抗压强度设计值 。c cc ca1Bt1t1ab1靴梁靴梁隔板隔板底板底板LcccnfNA Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l 底板的厚度底板的厚度底板的厚度取决于底板的厚度取决于各区格板单位宽度上的最大弯各区格板单位宽度上的最大弯矩矩，板的不

41、同受力区域有：一边，板的不同受力区域有：一边( (悬臂板悬臂板) )、两边、三边和、两边、三边和四边支承板。四边支承板。 一边支承（悬臂板）一边支承（悬臂板）212cqMnANq Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件 二相邻边支承：二相邻边支承： 222aqM 对角线长度；对角线长度；a1自由边长度；自由边长度； 系数，与系数，与 有关。有关。 2a22/ab式中：式中： 三边支承：三边支承： )(213664 aqMSuzhou University of Science & Technolog

42、y第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件 四边支承部分：四边支承部分： 24aqM 式中：式中： a 四边支承板短边长度；四边支承板短边长度； b 四边支承板长边长度；四边支承板长边长度； 系数，与系数，与b/a有关。有关。 mmfMtMMMMM144321 maxmax6max故故，底底板板厚厚：，取取Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l 靴梁高度靴梁高度ha由其与柱边由其与柱边4条竖向连接焊缝长度条竖向连接焊缝长度确定，厚度可取等于或小于柱翼缘的厚度。确定，厚度可取等于或小于柱翼缘的厚度。fwffwh

43、fhNl607 . 04 2awfh lh 所 以 ： 且取且取10的倍数。的倍数。所以：所以：Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件l 靴梁按支承于柱身两侧连接焊缝处的单跨双悬靴梁按支承于柱身两侧连接焊缝处的单跨双悬臂梁计算，根据所承受的最大弯矩和最大剪力臂梁计算，根据所承受的最大弯矩和最大剪力值，验算靴梁的抗弯和抗剪强度。值，验算靴梁的抗弯和抗剪强度。 N4N4M2M1V1V2212MqBlVqBlSuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心

44、受力构件轴心受力构件l靴梁及隔板的连接焊缝计算靴梁及隔板的连接焊缝计算wfwffflhN 7 . 0 隔板的厚度不得小于其长度的隔板的厚度不得小于其长度的1/50，高度略，高度略小于靴梁的高度。隔板可视为简支于靴梁的简支小于靴梁的高度。隔板可视为简支于靴梁的简支梁，承受图中阴影面积的底板反力。梁，承受图中阴影面积的底板反力。b1aa1ccSuzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件 肋板按悬臂梁计算，承受的荷载为图中所示的肋板按悬臂梁计算，承受的荷载为图中所示的阴影部分的底板反力。阴影部分的底板反力。肋板肋板a1b1l肋板与靴梁间的连接焊缝计算肋板与靴梁间的连接焊缝计算 Suzhou University of Science & Technology第第5章章 轴心受力构件轴心受力构件刚性柱脚刚性柱脚加劲板加劲板地脚螺栓地脚螺栓Suzhou University of Science &