轴心受力构件钢结构课件

第六章轴心受力构件6.1.1轴心受力构件的应用§6.1

轴心受力构件的应用及截面形式轴心受力构件是指承受通过截面形心轴线的轴向力作用的构件。包括轴心受拉构件（轴心拉杆）和轴心受压构件（轴心压杆）。a)++++++++++++b)图6.1.1轴心受压构件的应用在钢结构中广泛应用于桁架、网架中的杆件，工业厂房及高层钢结构的支撑，操作平台和其它结构的支柱等。

第六章轴心受力构件图6.1.2柱的形式柱由柱头、柱身和柱脚三部分组成传力方式：上部结构－柱头－柱身－柱脚－基础实腹式构件和格构式构件实腹式构件具有整体连通的截面格构式构件一般由两个或多个分肢用缀件联系组成，采用较多的是两分肢格构式构件。第六章轴心受力构件格构式构件实轴和虚轴格构式构件截面中，通过分肢腹板的主轴叫实轴，通过分肢缀件的主轴叫虚轴。缀条和缀板一般设置在分肢翼缘两侧平面内，其作用是将各分肢连成整体，使其共同受力，并承受绕虚轴弯曲时产生的剪力。缀条用斜杆组成或斜杆与横杆共同组成，它们与分肢翼缘组成桁架体系；缀板常用钢板，与分肢翼缘组成刚架体系。格构式缀板柱比缀条柱刚度低，适用于受拉构件或压力小的受压构件第六章轴心受力构件6.1.2轴心受力构件的截面形式a）轧制型钢截面b)焊接实腹式组合截面

c)格构式组合截面d)冷弯薄壁型钢截面图6.1.3轴心受力构件的截面形式实腹式构件比格构式构件构造简单，制造方便，整体受力和抗剪性能好，但截面尺寸较大时钢材用量较多；而格构式构件容易实现两主轴方向的等稳定性，刚度较大，抗扭性能较好，用料较省。第六章轴心受力构件轴心受力构件轴心受拉构件轴心受压构件强度（承载能力极限状态）刚度（正常使用极限状态）强度刚度（正常使用极限状态）稳定（承载能力极限状态）轴心受力构件的设计第六章轴心受力构件§6.2轴心受力构件的强度和刚度轴心受力构件以截面的平均应力达到钢材的屈服强度fy作为强度计算准则。（6.2.1）

N

——轴心力设计值；

A——构件的毛截面面积；

f

——钢材抗拉或抗压强度设计值。6.2.1轴心受力构件的强度计算1.截面无削弱

以全截面平均应力达到屈服强度为强度极限状态毛截面强度：第六章轴心受力构件2.有孔洞等削弱

◎

弹性阶段－孔壁边缘的最大应力可能达毛截面平均应力的3倍

◎

极限状态－净截面上的应力为均匀屈服应力。

（5.2.2）图6.2.1截面削弱处的应力分布NNNNs0

smax=3s0

fy

(a)弹性状态应力(b)极限状态应力

以净截面的平均应力达到屈服强度为强度极限状态净截面强度：（6.2.2）

An——构件的净截面面积/螺纹处的有效截面面积第六章轴心受力构件轴心受力构件采用螺栓连接时最危险净截面计算螺栓并列时按正交截面（Ⅰ-Ⅰ）计算：螺栓错列时可能沿正交截面（Ｉ-Ｉ）、齿状截面（Ⅱ-Ⅱ和Ⅲ-Ⅲ

）破坏，取截面的较小面积计算：NNbtt1b111NNtt1bc2c3c4c111ⅡⅡⅢⅢ第六章轴心受力构件

可认为连接传力所依靠的摩擦力均匀分布于螺孔四周，即在孔前接触面已传递一半的力最外列螺栓处危险截面的净截面强度：图6.2.3摩擦型高强螺栓孔前传力0.5为孔前传力系数应同时验算净截面强度和毛截面强度3.高强度螺栓摩擦型连接第六章轴心受力构件4.单面连接的单角钢图6.2.4单面连接的单角钢轴心受压构件1）双向偏心受力2）单面连接的单角钢按轴心受力计算强度3）强度设计值乘以折减系数0.85。第六章轴心受力构件5.双面连接的单角钢图6.2.5双面连接的单角钢轴心受压构件第六章轴心受力构件6.2.2轴心受力构件的刚度计算（正常使用极限状态）轴心受力构件的刚度通常用长细比来衡量，越大，构件刚度越小；长细比过大，构件在使用过程中容易由于自重产生挠曲，在动力荷载作用下容易产生振动，在运输和安装过程中容易产生弯曲。因此设计时应使构件长细比不超过规定的容许长细比max——构件最不利方向的最大长细比；l0——计算长度，取决于其两端支承情况；i——回转半径；[]——容许长细比，查P178表6.2.1、表6.2.2。（6.2.4）第六章轴心受力构件6.2.3截面设计1、选定截面型式和钢材的牌号2、根据N和l0x、l0y计算所需的截面面积A及必需的回转半径i为焊接结构时，An=A；为螺栓连接时，

An=(0.8~0.9)A

；需要的回转半径为：3、根据A和i，由型钢表选取采用的截面尺寸4、验算截面的强度和刚度第六章轴心受力构件例1某焊接桁架的下弦杆，承受轴心拉力设计值N=620kN，间接动力荷载。在桁架平面内的计算长度l0x=6.0m,桁架平面外的计算长度l0y=12.0m.采用双角钢组成的T形截面，节点板厚(即两角钢连接边背与背的距离)为12mm，Q235-B·F钢。试求此拉杆的截面尺寸。解：为焊接结构时，An=A；不需要验算截面的强度和刚度长边外伸短边相连的双角钢T形截面第六章轴心受力构件6.3.1轴心受压构件的整体失稳现象§6.3

轴心受压构件的整体稳定无缺陷的轴心受压构件在压力较小时，只有轴向压缩变形，并保持直线平衡状态。此时如果有干扰力使构件产生微小弯曲，当干扰力移去后，构件将恢复到原来的直线平衡状态。（稳定平衡）随着轴向压力N的增大，当干扰力移去后，构件仍保持微弯曲平衡状态而不能恢复到原来的直线平衡状态。（随遇平衡\中性平衡）若轴心压力再稍微增加，弯曲变形迅速增大而使构件丧失承载能力——弯曲失稳随遇平衡是从稳定平衡过渡到不稳定平衡的临界状态，发生随遇平衡时的轴心压力称为临界力Ncr，相应的截面应力称为临界应力scr。常用开口薄壁截面的剪力中心S位置双轴对称截面，剪心与形心重合；有对称轴时，剪心在对称轴上；由狭长矩形截面组成且其中心线交于一点的截面，剪心在该点上。单轴对称的T形截面（包括双角钢组合T形）及角形截面，剪心在两组成板件轴线的交点。P111

(a)弯曲屈曲(b)扭转屈曲

(c)弯扭屈曲图6.3.1两端铰接轴心受压构件的屈曲状态轴心受压构件的三种整体失稳状态第六章轴心受力构件无缺陷的轴心受压构件（双轴对称的工型截面）通常发生弯曲失稳，构件的变形发生了性质上的变化：构件由直线形式变为弯曲形式，具突然性。对抗扭刚度差的轴心受压构件（十字形截面），当轴心压力达到临界值时，稳定平衡状态不再保持而发生微扭转；若轴心力稍微增加，扭转变形迅速增大而使构件丧失承载能力——扭转失稳单轴对称（T形截面）的轴心受压构件绕对称轴失稳时，由于截面形心和剪心不重合，在发生弯曲变形的同时伴随扭转变形——弯扭失稳第六章轴心受力构件结构丧失稳定时，平衡形式发生改变的，称为丧失了第一类稳定性或称为平衡分枝失稳。理想直杆受压结构丧失稳定时弯曲平衡形式不发生改变，只是由于结构原来的弯曲变形增大将不能正常工作——第二类稳定性或极值点失稳初弯曲（挠度）轴压构件的整体稳定承载力第一类稳定基于小变形理论，指分支点失稳，无初偏心和初应力，没有任何几何缺陷的理想压杆失稳就是这一类；第二类稳定基于大变形理论，有初偏心等几何缺陷的构件失稳属于此类失稳。实际工程中主要是第二类失稳问题，但第一类失稳求解简单。第六章轴心受力构件6.3.2无缺陷轴心受压构件的屈曲

理想轴心受压构件（1）杆件为等截面理想直杆；（2）压力作用线与杆件形心轴重合；（3）材料为匀质，各向同性，无限弹性，符合虎克定律；（4）构件无初应力，节点铰支。1、弹性弯曲屈曲欧拉（Euler）1744年通过对理想轴心压杆的整体稳定问题进行研究，当轴心力达到临界值时，压杆处于屈曲的微弯状态。在弹性微弯状态下，根据外力矩平衡条件，可建立平衡微分方程，求解得到著名的欧拉临界力和欧拉临界应力。vP第六章轴心受力构件方程通解：临界力：临界应力：欧拉公式：critical第六章轴心受力构件（6.3.1）（6.3.2）Ncr——欧拉临界力，常计作NE

E——欧拉临界应力，E——材料的弹性模量A——压杆的截面面积——杆件长细比（=l0/i）i——回转半径（i2=I/A）m----构件的计算长度系数l----构件的几何长度1、理想轴心受压构件弯曲屈曲临界力随抗弯刚度的增加和构件长度的减小而增大；2、当构件两端为其它支承情况时，通过杆件计算长度的方法考虑。第六章轴心受力构件当截面应力超过钢材比例极限fp后，欧拉临界力公式不再适用。l≥lp的轴心受压构件，处于弹性状态，能满足上式的要求；l<lp的轴心受压构件，截面应力在屈曲前已超过比例极限，处于弹塑性阶段，应按弹塑性屈曲计算其临界力。（6.3.3）

欧拉公式适用范围

提高稳定承载力的措施抗弯刚度构件长度长细比材料强度

第六章轴心受力构件2、弹塑性弯曲屈曲1889年恩格塞尔，用应力－应变曲线的切线模量代替欧拉公式中的弹性模量E，将欧拉公式推广应用于非弹性范围，即：（6.3.5）

（6.3.6）

Ncr——切线模量临界力

cr

——切线模量临界应力

Et

——压杆屈曲时材料的切线模量

(=ds/de)第六章轴心受力构件图6.3.3切线模量理论弹性弹塑性第六章轴心受力构件图6.3.3欧拉及切线模量临界应力与长细比的关系曲线cr

-曲线可作为设计轴心受压构件的依据，也称柱子曲线第六章轴心受力构件6.3.3力学缺陷对弯曲屈曲的影响1.残余应力的产生和分布规律A、产生的原因①焊接时的不均匀加热和冷却；②型钢热轧后的不均匀冷却；③板边缘经火焰切割后的热塑性收缩；④构件冷校正后产生的塑性变形。B、先冷却部分受压，后冷却处受拉残余应力量测方法——应力释放法C、实测的残余应力分布较复杂且离散，分析时常采用其简化分布图（计算简图）。第六章轴心受力构件0.3fy0.3fy0.3fy0.3fyσrc=0.3fyσ=0.7fyfy（A）0.7fy<σ<fyfy（B）

σ=fyfy（C）2.残余应力影响下短柱的－曲线以热轧H型钢短柱为例：σ=N/Aε0fyfpσrcfy-σrcABC当N/A<0.7fy时，截面上的应力处于弹性阶段。当N/A＝0.7fy时，翼缘端部应力达到屈服点，该点称为有效比例极限fp=fy-sr当N/A≥0.7fy时，截面的屈服逐渐向中间发展，压缩应变逐渐增大。当N/A＝fy时，整个翼缘截面完全屈服。图6.3.5第六章轴心受力构件由于残余应力的存在，导致有效比例极限下降为fp=fy-sr有效比例极限（fp=fy-sr）与截面最大残余压应力有关，残余压应力大小一般在（0.32-0.57）fy之间。而残余拉应力一般在（0.5-1.0）fy之间。降低了构件的比例极限；当外荷载引起的应力超过比例极限后，残余应力使构件的平均应力－应变曲线呈非线性关系，减小了截面的有效面积和有效惯性矩，降低了构件的稳定承载力。σ=N/Aε0fyfpσrcfy-σrcABC残余应力对短柱应力－应变曲线的影响是：第六章轴心受力构件

根据前述压杆屈曲理论，当或时，可采用欧拉公式计算临界应力；3.残余应力对构件稳定承载力的影响

当或时，截面出现塑性区，由切线模量理论知，柱屈曲时,截面不出现卸载区，塑性区应力不变而变形增加,微弯时截面的弹性区抵抗弯矩，因此,用截面弹性区的惯性矩Ie代替全截面惯性矩I，即得柱的临界应力：第六章轴心受力构件thtbbxxy

当σ>fp=fy-σrc时，截面出现塑性区，应力分布如图。临界应力为：以忽略腹板的热轧H型钢柱为例，推求临界应力：

柱屈曲可能的弯曲形式有两种：沿强轴（x轴）和沿弱轴（y轴）因此：第六章轴心受力构件残余应力对弱轴的影响要大于对强轴的影响（<1）。原因是远离弱轴的部分是残余压应力最大的部分，而远离强轴的部分则是兼有残余压应力和残余拉应力。根据力的平衡条件，建立与cr的关系式，并求解，可将其画成无量纲曲线(柱子曲线)，如下；fy0λ欧拉临界曲线σcrxσcryσE仅考虑残余应力的柱子曲线lp第六章轴心受力构件6.3.4构件几何缺陷对轴心受压构件弯曲屈曲影响1.构件初弯曲（初挠度）的影响假定：两端铰支压杆的初弯曲曲线为：根据内外力平衡条件，求解后可得到挠度y和总挠度Y的曲线分别为:NNl/2l/2v0y0v1yzyvy0yNNM=N·(y0+y)zy中点的挠度：第六章轴心受力构件中点的弯矩为：式中，a=N/NE,NE为欧拉临界力；1/(1-a)为初挠度放大系数或弯矩放大系数。0.50v0=3mm1.0Ym/0v0=1mmv0=0ABB’A’有初弯曲的轴心受压构件的荷载－挠度曲线如图，具有以下特点：①y和Y与0成正比，随N的增大而加速增大；②初弯曲的存在使压杆承载力低于欧拉临界力NE；当y趋于无穷时，N趋于NE

第六章轴心受力构件fy0λ欧拉临界曲线对x轴仅考虑初弯曲的柱子曲线对y轴xxyyscr第六章轴心受力构件曲线的特点与初弯曲压杆相似，只不过曲线通过圆点，可以认为初偏心与初弯曲的影响类似。影响程度不同，对于相同的构件，当初偏心与初弯曲相等时，初偏心的影响更为不利，这是由于初偏心情况中构件从两端开始就存在初始附加弯矩。1.00ym/e0e0=3mme0=1mme0=0ABB’A’仅考虑初偏心轴心压杆的压力—挠度曲线2.初偏心的影响第六章轴心受力构件弹性受力阶段（Oa1段）图6.4.1极限承载力理论6.4.1实际轴心受压构件的稳定承载力计算方法§6.4

实际轴心受压构件的整体稳定弹塑性受力阶段（a1ｃ1段），挠度随荷载增加而迅速增大，直到c1点。曲线的极值点c1点表示构件由稳定平衡过渡到不稳定平衡。Nu为临界荷载,scr为临界应力。第六章轴心受力构件每个实际构件都有各自的柱子曲线规范根据不同截面形状和尺寸、不同加工条件和相应的残余应力分布和大小、不同的弯曲屈曲方向及l/1000的初弯曲，采用数值积分法，对多种实腹式轴心受压构件弯曲屈曲算出了近200条柱子曲线。将这些曲线分布带分成四个窄带，取每组的平均值曲线作为该组代表曲线，给出a、b、c、d四条柱子曲线。6.4.2轴心受压构件的整体稳定计算≤0.215时，

>0.215时，

—扇性惯性矩,对工字形截面—自由扭转惯性矩,可取为各组成板件扭转惯性矩之和。

轴压构件整体稳定长细比的计算

，为第i块板件的宽度和厚度；

k考虑热轧型钢在板件交接处凸出部分的有利影响，试验确定：角钢取1.0；

T形截面取1.15；槽形截面取1.12；工字形截面取1.25；第六章轴心受力构件情况折减系数备注1单面连接的单角钢1）按轴心受力计算强度和连接0.852）按轴心受压计算稳定性

等边角钢0.6+0.0015λ不大于1.0

短边相连的不等边角钢0.5+0.0025λ不大于1.0

长边相连的不等边角钢0.702无垫板的单面施工对接焊缝0.853施工条件较差的高空安装焊缝和铆钉连接0.904沉头和半沉头铆钉连接0.80几种情况同时存在时，折减系数连乘结构构件和连接的强度设计值折减系数xxx0x0y0y0第六章轴心受力构件例6.1

某桁架上弦杆，截面为2∠125×10的组合T形截面，如图所示，节点板厚12mm。承受轴心受压设计值N=780kN，钢材为Q235。已知计算长度l0x=1.5m，l0y=3m，试验算此压杆的稳定性。yybb（b）查附表知：A=48.75cm2，ix=3.85cm，iy=5.59cm，形心至角钢肢背距离z0为3.45cm，由此得：1、截面几何特性第六章轴心受力构件2、按照精确公式计算换算长细比yybb（b）第六章轴心受力构件3、按简化公式计算4、整体稳定性验算查表6.4.1，截面对x、y轴屈曲是均为b类截面，且先验算绕y轴是否满足稳定要求。第六章轴心受力构件由附表4.2，满足整体稳定性要求。是否考虑强度折减系数γ？？第六章轴心受力构件例6.2

某焊接组合工字形截面轴心受压构件的截面尺寸如图所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长度l0x=6m，l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=315N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。-250×8-250×12yyxx第六章轴心受力构件惯性矩：回转半径：1、截面及构件几何性质计算长细比：-250×8-250×12yyxx截面面积第六章轴心受力构件2、整体稳定性验算查表得：满足整体稳定性要求。其整体稳定承载力为：截面关于x轴和y轴都属于b类，第六章轴心受力构件例6.3

某焊接T形截面轴心受压构件的截面尺寸如右图所示，承受轴心压力设计值（包括自重）N=2000kN，计算长度l0x=l0y=3m，翼缘钢板为火焰切割边，钢材为Q345，f=315N/mm2，截面无削弱，试计算该轴心受压构件的整体稳定性。y-250×8-250×24ycyxx第六章轴心受力构件1、截面及构件几何性质计算截面重心：截面面积：惯性矩：y-250×8-250×24ycyxx第六章轴心受力构件y-250×8-250×24ycyxx回转半径：长细比：2、整体稳定性验算因为绕y轴属于弯扭失稳，必须计算换算长细比yz

因T形截面的剪力中心在翼缘板和腹板中心线的交点，所以剪力中心距形心的距离e0等于yc。即：第六章轴心受力构件对于T形截面I＝0截面关于x轴和y轴均属于b类，查表得：第六章轴心受力构件满足整体稳定性要求，不超过5％。其整体承载力为：从以上两个例题可以看出，例题6.3的截面只是把例题6.2的工字形截面的下翼缘并入上翼缘，因此两种截面绕腹板轴线的惯性矩和长细比是一样的。只因例题6.3的截面是T形截面，在绕对称轴失稳时属于弯扭失稳，使临界应力设计值有所降低。第六章轴心受力构件图6.5.1轴心受压构件的局部失稳在外压力作用下，截面的某些部分（板件），不能继续维持平面平衡状态而产生出平面的波浪凸、凹变形或挠曲现象，称为局部失稳/局部屈曲。局部失稳会降低构件的承载力。§6.5轴心受压实腹构件的局部稳定1.

不允许出现局部失稳即

≤cr2.

允许出现局部失稳，并利用板件屈曲后的强度即N≤Nu第六章轴心受力构件工字形截面的腹板和翼缘板的局部失稳

(a)工字形截面

(b）腹板(四边支承板)(c)半块翼缘板(三边支承一边自由)受压翼缘屈曲腹板屈曲第六章轴心受力构件6.5.1均匀受压板件的屈曲NxNx面内压力——作用在中面内的压力和剪力中面Nxy根据弹性力学小挠度理论，薄板的屈曲平衡方程为：（4.5.2）第六章轴心受力构件abσx·tyx纵向可有数个半波ayb1=b/2图4.5.2单向面内荷载作用下的四边简支板其中，称为板的屈曲系数。第六章轴心受力构件（4.5.7）图4.5.3系数k和a/b的关系m=1m=2m=3m=401234a/b2468k

其它支承情况的矩形板，采相同分析方法可得相同的临界应力表达式，但k取值不同。非受荷载两纵边的支承情况：一边简支，一边自由一边简支，一边有卷边两边固定一边固定，一边简支一边固定，一边自由受荷载两纵边简支第六章轴心受力构件（4.5.8）引入约束系数后，弹性阶段的临界应力表达式为：临界应力大于比例极限进入弹塑性受力阶段时，正交异性板。这时用Eh1/2代替E：（6.5.1）为弹性模量修正系数，为：（6.5.2）l——构件两方向长细比的较大值第六章轴心受力构件6.5.2轴心受压构件局部稳定的计算方法1.确定板件宽（高）厚比限值的准则第六章轴心受力构件3.加强局部稳定的措施1）调整板件厚度或宽（高）度；2）设纵向加劲肋来加强腹板。纵向加劲肋横向加劲肋横向加劲肋纵向加劲肋如果柱截面高度较大，高厚比要求的腹板又过厚，显然是不经济的。这时有两种方法处理．一种方法是设置纵向加劲肋，以加强腹板，减小其截面计算高度。纵向加劲肋宜在腹板两侧成对布置。其尺寸要求；外伸宽度bs≥10twmm，厚度ts≥0.75twmm；另一种方法是，认为腹板中间局部屈曲，退出工作，在计算强度时，仅考虑腹板高度边缘范围内两侧各的部分为有效面积如图。在计算构件整体稳定系数时，仍用全部面积。此外，为了保证构件截面几何形状不变，提高构件抗扭刚度，对大型实腹式构件在受有较大横向力作用处和每个运送单元的两端，还应设置横隔板，其间距不得大于截面最大宽度的9倍或8m。第六章轴心受力构件§6.7

格构式轴心受压构件图6.7.1格构式构件

格构式轴心受压构件组成格构式轴心受压构件肢件——槽钢、工字钢、角钢、钢管缀材——缀条、缀板第六章轴心受力构件

肢件：受力件。由2肢（工字钢或槽钢）、4肢（角钢）、3肢（圆管）组成。

图6.7.2格构式柱的截面型式缀件：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：垂直于分肢腹板平面的主轴－实轴；垂直于分肢缀件平面的主轴－虚轴。xyxyxyxy(a)(b)xy第六章轴心受力构件用换算长细比0x代替对x轴的长细比x来考虑剪切变形对临界荷载的影响。1.缀条布置体系两端铰接等截面双肢格构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲的临界应力：(6.7.3)(6.7.2)x—— 构件对虚轴的长细比；A——构件的毛截面面积A1x——构件横截面所截两侧斜缀条毛截面面积之和q——缀条与构件轴线间的夹角第六章轴心受力构件＝40º～70º时， 的值为25.6～32.7，我国设计规范取常数27。则公式简化为(6.7.4)（6.7.5）2.缀板布置体系1为相应分肢长细比 1＝l1/i1k是缀板与分肢线刚度比值k＝(Ib/c)/(I1/l1)l1为相邻两缀板间的中心距；c为两分肢的轴线间距；I1，i1为每个分肢绕其平行于虚轴方向形心轴的惯性矩和回转半径；Ib为构件截面中垂直于虚轴的各缀板的惯性矩之和。第六章轴心受力构件通常k值较大，当k＝6~20时，2（1+2/k）/12=1.097~0.905，即k≥6~20的常用范围，接近于1，《规范》规定换算长细比为：(6.7.6)1——分肢对最小刚度轴的长细比 1＝l01/i1缀条构件（6.7.7）缀板构件（6.7.8）当

max<50时，取max=50。分肢长细比满足下列条件时，分肢的稳定和强度可不必验算

max—构件两方向长细比（对虚轴取换算长细比）的较大值；第六章轴心受力构件2.缀条的设计（稳定验算）

分配到一个缀条面上的剪力V1

：

缀条的最小尺寸不宜小于L45×4和L50×36×4。横缀条不受剪力，主要用来减小分肢的计算长度，截面尺寸与斜缀条相同。图6.7.4缀条的内力平行弦桁架考虑初始缺陷的影响，格构式轴心受压构件可能产生的最大剪力设计值（6.7.9）6.7.5格构式轴心受压构件的缀件的设计第六章轴心受力构件弯曲时，反弯点在各段分肢和缀板中点，从柱中取出隔离体如图b，可得缀板所受的剪力Vb1

和端部弯矩Mb1

为：

3.缀板的设计

l1——缀板中心线间 的距离；c——肢件轴线间的 距离

（6.7.11）图6.7.5缀板格构构件的剪力及受力分析Vb1Vb1Mb1Vb1l1/2Vb1Vb1Mb1Vb1l1/2l1l1/2单跨多层平面刚架体系第六章轴心受力构件缀板的尺寸由刚度条件确定，为保证缀板的刚度，规定同一截面处缀板的线刚度之和不小于构件较大单肢线刚度的6倍。

一般取：根据计算的弯矩Mb1和剪力Vb1

可验算缀板的弯曲强度、剪切强度以及缀板与分肢的连接强度。即可满足上述线刚度比、受力和连接等要求。VMlw角焊缝的连接强度第六章轴心受力构件1.截面选择6.7.7格构式轴心受压构件的截面设计(1)按实轴（设为y轴）整体稳定条件选择截面尺寸当轴力设计值N

、计算长度（

l0x和l0y）、钢材强度设计值f和截面类型都已知时，截面选择分为两个步骤：假定长细比y

=60～100，轴力大而计算长度l0y小时，取较小值，反之取较大值。根据y及钢号和截面分类查得值，按下式计算所需的截面面积A。第六章轴心受力构件

求截面绕实轴方向所需的回转半径，如分肢为组合截面，还应由iy按附录5的近似值求出所需截面宽度b=iy/a1。型钢截面，根据A、iy查型钢表，可选择分肢型钢的规格。焊接组合截面，根据截面面积和宽度b

初选截面尺寸。进行绕实轴稳定和刚度验算，必要时应进行强度验算和板件宽厚比（局部稳定）的验算。不满足要求时，重新假定y。第六章轴心受力构件

由xreq

求出对虚轴所需的回转半径ixreq

，查附录5可求得两分肢间的距离h，一般取为10mm的倍数。（查表时应注意虚实轴的位置）。两分肢翼缘间的净空应大于100~150mm。缀条柱缀板柱

缀条柱

缀板柱等稳定性0x=

y

，由换算长细比的计算公式，可解得格构柱x，对于双肢格构柱：(2)按虚轴（设为x轴）与实轴等稳定原则确定两肢间距第六章轴心受力构件（1）强度验算验算公式与实腹柱相同。柱的惯性矩和净截面面积An不应计入缀条或缀板的惯性矩和截面面积。（2）刚度验算（3）整体稳定验算对实轴作整体稳定验算时与实腹柱相同；对虚轴作整体稳定验算时，轴心受压构件稳定系数应按换算长细比0x

查出。（4）单肢稳定验算（5）缀条、缀板设计

2.截面验算第六章轴心受力构件例6.4

某厂房柱，l0x＝l0y

＝6m，承受轴心压力设计值N＝1600kN，钢材为Q235B，f＝215N/mm2，拟采用格构式柱（x为虚轴，y为实轴），柱肢采用热轧槽钢，试设计此柱。xyxyb11[28bl11、按实轴（y轴）的稳定条件确定分肢截面尺寸一、缀条柱设计设y

＝60，对实轴按b类查附表4.2钢结构设计原理DesignPrinciplesofSteelStructure第六章轴心受力构件

需要的截面几何量为xyxyb11[28bl1查P429附表8.7，初选2[28