轴心受压钢构件构造教材

1、轴心受压构件的构造 （1）实腹式轴心受压柱实腹式轴心受压柱常用的截面形式有两种：型钢截面（图1a）和组合截面（图1b）。为避免弯扭失稳，常采用双轴对称截面。 图1 轴心受力构件的截面形式单角钢截面适用于塔架、桅杆结构和起重机臂杆或轻便桁架。双角钢便于在不同情况下组成接近于等稳定的压杆截面，常用于由节点板连接杆件的平面桁架。H型钢的宽度与高度相同时对强轴的回转半径约为弱轴回转半径的2倍，对于在中点有侧向支撑的独立柱最适合。焊接工字形截面制造简单，其腹板按局部稳定的要求可作得很薄而节约钢材，应用十分广泛。为使翼缘与腹板便于焊接，截面的高度和宽度应大致相同。十字形截面在两个主轴方向的回转半径是相同的

2、，对于重型中心受压柱，当两个方向的计算长度相同时，这种截面最为有利。方管或由钢板焊成的箱形截面，承载能力和刚度都较大，但连接构造复杂，常用作高大的承重支柱。在轻型钢结构中，可采用各种冷弯薄壁型钢截面组成压杆，从而获得较好经济效果。为了提高构件的抗扭刚度，防止构件在施工和运输过程中发生变形，当h0/tw80时，应在一定位置设置成对的横向加劲肋（图2）。横向加劲肋的间距不得大于3 h0，其外伸宽度bs不少于mm，厚度ts应不小于bs/15。图2 实腹式柱的横向加劲肋对于大型实腹式柱，为了增加其抗扭刚度和传布集中力作用，在受有较大水平力处，以及运输单元的端部，应设置横隔，横隔间距一般不大于柱截面较大

3、宽度的9倍或8m。轴心受压实腹柱板件间的纵向焊缝（翼缘与腹板的连接焊缝）只承受构件初弯曲或因偶然横向力作用等产生的很小剪力，因此不必计算，焊脚尺寸可按焊缝构造要求采用。 （2）格构式轴心受压柱格构式构件是将肢件用缀材连成一体的一种构件。缀材分缀条和缀板两种，相应地格构式构件也分为缀条式和缀板式两种。缀条一般用单角钢组成(图3a、b)，缀板则采用钢板组成（图3c）。在构件截面上与肢件的腹板相交的轴线称为实轴，图3中的y-y轴；而与缀材平面垂直的轴称为虚轴，图3中的x-x轴。图3 格构式构件的组成格构式受压构件是把肢件布置在距截面形心一定距离的位置上,通过调整肢件间距离以使两个方向具有相同的稳定性

4、。肢件通常为槽钢、工字钢或H型钢，用缀材把它们连成整体，以保证各肢件能共同工作。槽钢肢件的翼缘可以向内，也可以向外，前者外观平整优于后者。工字钢作为肢件组成的格构式截面柱，适用于柱子承受荷载较大的情况；对于长度较大而受力不大的压杆，如桅杆，起重机臂杆等，肢件可以由四个角钢组成，四周均用缀材连接。格构柱截面由于材料集中于分肢，与实腹柱相比，在用料相同的情况下可增大截面惯性矩，提高刚度及稳定性，从而节约钢材。格构柱的横截面为中部空心的矩形，抗扭刚度较差。为了提高格构柱的抗扭刚度，保证柱子在运输和安装过程中的形状不变，应每隔一段距离设置横隔，横隔可用钢板（图4a）或交叉角钢（图4b）组成。图4 格构

5、柱的横隔 （3）柱头柱头设计要求传力可靠，构造简单和便于安装，柱头的构造是与梁的端部构造密切相关的。为了适应梁的传力要求，轴心受压柱的柱头有两种构造方案：一种是将梁设置于柱顶（图5a、b、c）；另一种是将梁连接于柱的侧面（图5d、e）。图5 梁与柱的铰接1）梁支承于柱顶的构造在柱顶设一放置梁的顶板，由梁传给柱子的压力一般通过顶板使压力尽可能均匀地分布到柱上。顶板应具有足够的刚度，其厚度不宜小于16mm。如图5a所示实腹柱，应将梁端的支承加劲肋对准柱翼缘，这样可使梁的反力直接传给柱翼缘。两相邻梁之间应留1020 mm的间隙，以便于梁的安装，待梁调整定位后用连接板和构造螺栓固定。这种连接构造简单，

6、对制造和安装的要求都不高，且传力明确。但当两相邻的反力不等时，将使柱偏心受压。当梁的反力通过突缘支座板传递时，应将支座放在柱的轴线附近（图5b），这样即使两相邻梁的反力不等，柱仍接近于轴心受压。突缘支座板底部应刨平并与柱顶板顶紧。为提高柱顶板的抗弯刚度，可在其下设加劲肋，加劲肋顶部与柱顶板刨平顶紧，并与柱腹板焊接，以传递梁的反力。同时柱腹板也不能太薄，当梁的反力很大时，可将其靠近柱顶板的部分加厚。为了便于安装定位，梁与柱之间用普通螺栓连接。此外，为了适应梁制造时允许存在的误差，两梁之间的空隙可以用适当厚度的填板调整。如图5c所示的格构式柱，为了保证传力均匀，在柱顶必须用缀板将两个分肢连接起来，

7、同时分肢间的顶板下面亦须设加劲肋。2）梁支承于柱侧的构造梁连接在柱的侧面时，可在柱的翼缘上焊一个如图5d所示的T形承托。为防止梁的扭转，可在其顶部附设一小角钢用构造螺栓与柱连接。用厚钢板作承托（图5 e）时，适用于承受较大荷载的情况，制造与安装的精度要求高，承托板的端面必须刨平顶紧以便直接传递压力。(4)柱脚轴心受压柱柱脚的作用是将柱身的压力均匀地传给基础，并和基础牢固连接。在整个柱中柱脚是比较费钢材也比较费工的部分，设计时应力求构造简单，并便于安装固定。轴心受压柱的柱脚按其和基础的固定方式可以分为两种：铰接柱脚（图6a、b、c）和刚性柱脚（图6d）。图6a是一种轴承式铰接柱脚，这种柱脚的制造和安装都很费工，也很费钢材，只有少数大跨度结构因要求压力的作用点不允许有较大变动时才采用。图6b、c都是平板式铰接柱脚。图6b的柱脚构造方式最简单，这种柱脚只适用于荷载较小的轻型柱。最常采用的铰接柱脚（图6c）它由靴梁和底板组成。柱身的压力通过与靴梁连接的竖向焊缝先传给靴梁，这样柱的压力就可向两侧分