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文档之家› 第4章 钢结构轴心受力构件——格构式
第4章 钢结构轴心受力构件——格构式
载力的影响。
4.5 格构式轴心受压构件计算
二、 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力
2. 对虚轴的整体稳定承载力
N f x A
双肢格构式轴心受压构件对虚轴的换算长细比的计算公式是:
2 缀条构件: ox x 27 A A
1x
λx —— 整个构件对虚轴的长细比; A ——各分肢横截面的毛面积之和; A1x ——一个节间内两侧斜缀条的毛截面面积和:
(一)缀条的设计: 1、斜缀条的设计 2、横缀条的设计: (二)缀板的设计
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (一)缀条设计: 1 、斜缀条的设计: 缀条的布置一般采用单系缀条或交叉缀 条。缀条可看做以分肢为弦杆的平行弦桁架 的腹杆,与结构力学计算桁架腹杆的方法相 同。
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (一)缀条设计: 1 、斜缀条的设计: 按铰接桁架计算一个斜缀条 的内力为: N1=V1/(n cosθ)
缀条一般采用单角钢,与柱单面连接,考虑到
受力时的偏心和受压时的弯扭,当按轴心受力
构件设计时,应将钢材强度设计值乘以下列折
减系数η:
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (一)缀条设计: 1、斜缀条的设计: (1)按轴心受压计算构件的稳定性时: (2)按轴心受压计算构件的强度和(与分肢 的)连接时:
4.5 格构式轴心受压构件计算 二、 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力 2、对虚轴的整体稳定承载力 对格构式构件来说,当绕虚轴失稳时,因肢件之 间不连续,只采用缀条或缀板联系,剪切变形较
大,剪力引起的附加影响不能忽略,通常采用换
算长细比λ0x来替代实际长细比λx,以考虑缀材
剪切变形对格构式轴心受压构件绕虚轴的稳定承
A x 27 A1x
2 y
号,并将其面积代入公式计算,然后再按其所受 内力进行验算。
,大约按A1x≈0.1A 预选斜缀条的角钢型
4.5 格构式轴心受压构件计算 (二)确定两肢间距(对虚轴计算)
2 2 2 2 双肢缀板柱 : x ox 1 y 1
先定λ1 ,可先按λ1<0.5λy , 且不大于40代入公
4.5 格构式轴心受压构件计算
二、 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力
2、对虚轴的整体稳定承载力 缀板构件:
ox
2 x
2 1
λ1 —— 单肢对平行于虚轴的形心轴 的长细比,其计算长度l01取缀板之 间的净距离。
1
l01
i1
i1 —— 分肢对1-1轴(即分肢的弱轴)的回转半径。
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (一)缀条设计: 1、斜缀条的设计: (1)计算稳定性时:
N1 f y0 A
等边角钢 η=0.6+0.0015λ≤1.0。
不等边角钢 短肢相连 η=0.5+0.0025λ≤1.0。 长肢相连 η=0.7
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (一)缀条设计: 1、斜缀条的设计: (1)计算稳定性时: 式中λ=l0/iy0≤[λ] λ ─对角钢最小刚度轴y0-y0 的长细比。 当λ<20时,取λ=20 i y0——为角钢最小回转半径, l0——为计算长度,取节点中距离。
l01—缀板间的净间距
求得以上数据后,选择合适数据,然后进行虚轴稳
定性的计算。
4.5 格构式轴心受压构件计算
四、格构式压杆的剪力
当格构式压杆绕虚轴弯曲时,因变形而产生横 向剪力,规范在规定剪力时,以压杆弯曲至中央 截面边缘纤维屈服为条件,导出最大剪力V 和轴
线压力N 之间的关系:
N 0 x 杆的任意截面的弯距 M N(y y 0 ) sin l 1 N NE 杆的任意截面的剪力 V dM N 0 x cos dx l (1 N l ) NE
实轴 y
(3)整体稳定性验算: 实轴:λy
loy iy
y
N/ yA≤f
4.5 格构式轴心受压构件计算 (二)确定两肢间距(对虚轴计算) 1、按试选的分肢截面计算长细比λy, λy= loy/ iy 再由等稳定性条件λox=λy可得对虚轴需要的长细
比λx:
双肢缀条柱 先定A1x
4.5 格构式轴心受压构件计算
一、格构式轴心受压构件的组成形式: •肢件: 槽钢、角钢、工字钢或钢管 •缀件:为缀条时称缀条构件;为缀板时称缀板构件(柱)。 横贯分肢腹板的轴称为实轴(y), 与缀件平面相垂直的轴称为虚轴(x)。 肢件 缀件
4.5 格构式轴心受压构件计算
一、格构式轴心受压构件的组成形式:
4.5 格构式轴心受压构件计算
三、肢件的设计
1、肢件的截面设计: 按对实轴的整体稳定性选择构件截面
A N
设定λy
y f
iy = l0y /λy 查表选定截面(即确定分肢型钢规格),然后进行 截面稳定验算
由λy= l0y / iy
N
y A f
4.5 格构式轴心受压构件计算 三、肢件的设计 2、肢件间的距离设计c:
4.5 格构式轴心受压构件计算 六、 连接节点和构造规定 2 、大型格构式构件应设置用钢板或角钢做成的
横隔,增加构件的抗扭刚度,避免截面变形。
4.5 格构式轴心受压构件计算 七、格构式轴心受压构件的设计方法 当格构式受压构件的轴心压力N,两方向计算长 度l0x,l0y,钢材强度设计值f和截面类型已知时,
截面选择有两大步:
1、按对实轴整体稳定选择构件截面; 2、按对虚轴整体稳定确定分肢距离。 中小型柱采用缀板柱
大型柱采用缀条柱
4.5 格构式轴心受压构件计算
七、格构式轴心受压构件的设计方法
(一)试选分肢截面(对实轴计算) 同实腹式轴心受压构件相同的方法, 1、假设长细比λ 2、确定面积 A 和对实轴的回转半径iy 长细比λ 查y 求 A=N/ yf (A为两型钢面积和) 求iy=loy/λ
• 缀板:用钢板制成, • 缀条:常为单角钢, 一律按等距离垂直于构件 •可用斜杆组成, •也可用斜杆和横杆共同组成 轴线横放。
4.5 格构式轴心受压构件计算
二、 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力
1、对实轴的整体稳定承载力 格构式双肢柱相当于两个并列的实腹式杆件 长细比λy 、截面类型
y
N f yA
n ——为承受剪力 V1 的斜缀条数; V1 ——为分配到一个缀面的剪力,有两个缀面的 V1=V/2; θ ——为缀条的夹角,在30°~ 60°之间采用。
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (一)缀条设计: 1、斜缀条的设计: 由于剪力的方向不定,斜缀条可能受压也可 能受拉,应按轴心压杆选择截面。
4.5 格构式轴心受压构件计算
四、格构式压杆的剪力
简化后得:
Af V 85 fy 235
构件或受压构件当绕虚轴弯曲时,上述剪
力由缀条承受。对双肢构件,此剪力由双
侧缀件面平均分担 V1=V/2
设计缀件及其连接时认为剪力是沿杆全长 不变化的。
4.5 格构式轴心受压构件计算
五、缀件(缀条、缀板)的设计
4
4.0 概述
钢轴心受力构件
强度 刚度 整体稳定性 局部稳定性
4.1 轴心受力构件的强度和刚度
4.2 实腹式轴心受压构件整体稳定计算 4.3 实腹式轴心受压构件的局部稳定计算
4.4 实腹式轴心压杆的截面设计 4.5 格构式轴心受压构件计算
4.5 格构式轴心受压构件计算 一、格构式轴心受压构件的组成形式: 二、格构式轴心受压构件的整体稳定承载力 三、肢件的设计 四、格构式压杆的剪力 五、缀件(缀条、缀板)的设计 六、连接节点和构造规定 七、格构式轴心受压构件的设计方法
4.5 格构式轴心受压构件计算
二、 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力
3、单肢的稳定
缀条构件: 缀板构件:
λ1≤0.7λmax
பைடு நூலகம்
λ1≤0.5λmax且λ1≤40
λmax< 50时,取λmax= 50 λmax ——为λy 、λ0x中最大值,
l01 1 i1
满足以上条件时,不需要验算分肢的稳定和强度。
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (二)缀板的设计 缀板构件如一多层钢架。
假定:其在受力弯曲时,反
弯点分布在各缀板间分肢 的中点和缀板中点,该处
弯矩为零,只受剪力。
如果一个缀板面分担的剪力为 V1
Af V 85 fy 235
V1=V/2
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (二)缀板的设计 缀板所受的内力为: 剪力: T=V1l1/a M= Ta/2=V1l1/2
f——为钢材抗压强度设计值.
A —— 各分肢横截面的毛面积之和;
4.5 格构式轴心受压构件计算 二、 格构式轴心受压构件的整体稳定承载力 2、对虚轴的整体稳定承载力 轴心受压构件绕虚轴整体弯曲后,沿构件截面 将产生弯矩和剪力。 对实腹式构件来说,剪力引起的附加变形很小, 在进行整体稳定计算时,仅考虑弯矩作用的变 形,忽略剪力的变形;
由A 和iy查型钢表试选分肢适用的槽钢或工字钢。
4.5 格构式轴心受压构件计算
七、格构式轴心受压构件的设计方法
(一)试选分肢截面(对实轴计算)
3、截面验算
选完后进行实轴整体稳定和刚度验 算,必要时还需进行强度和局部稳定 验算。
4.5 格构式轴心受压构件计算
七、格构式轴心受压构件的设计方法
(一)试选分肢截面(对实轴计算) 3、截面验算 (1)强度验算: σ=N/An≤f (截面无削弱可不验算) (2)刚度验算:
4.5 格构式轴心受压构件计算 五、缀件(缀条、缀板)的设计 (一)缀条设计: 1、斜缀条的设计: (2)计算强度和(与分肢的)连接时: η=0.85