鋼筋結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)知識(shí)分析報(bào)告

1、 .DOC資料. 鋼結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)知識(shí)分析-作者：-日期：鋼結(jié)構(gòu)輔導(dǎo)資料十一主 題：第四章 軸心受力構(gòu)件第六節(jié) 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第七節(jié) 柱頭和柱腳學(xué)習(xí)時(shí)間：2010年12月27日2011年1月2日內(nèi) 容：這周我們將學(xué)習(xí)本門課的第四章軸心受力構(gòu)件。第四章 軸心受力構(gòu)件第六節(jié) 格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第七節(jié) 柱頭和柱腳本章的學(xué)習(xí)要求及需要掌握的重點(diǎn)內(nèi)容如下：1、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件的整體穩(wěn)定、綴材設(shè)計(jì)；2、柱頭設(shè)計(jì)?；靖拍睿壕植糠€(wěn)定，整體穩(wěn)定。知識(shí)點(diǎn)：格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件繞虛軸的換算長(zhǎng)細(xì)比及其整體穩(wěn)定驗(yàn)算，綴條和綴板的受力、設(shè)計(jì)與計(jì)算；柱頭設(shè)計(jì)。本周內(nèi)容共包含兩大部分：第一部分是知識(shí)點(diǎn)講解，第二部分是本周練習(xí)

2、題，包含了本周學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，題型以考試題型為主。第一部分 本周主要內(nèi)容講解及補(bǔ)充一、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件1、截面形式常用的格構(gòu)式構(gòu)件截面形式有兩個(gè)槽鋼或工字鋼組成的雙肢截面，此外，當(dāng)軸心壓力較小但長(zhǎng)度大時(shí)，還可以采用以鋼管、角鋼組成的三肢、四肢截面，如下圖所示。2、組成格構(gòu)式構(gòu)件是將肢件用綴材連成一體的一種構(gòu)件。綴材分綴條和綴板兩種，故格構(gòu)式構(gòu)件以分為綴條式和綴板式兩種。綴條常采用單角鋼，用斜桿組成，一般斜桿與構(gòu)件軸線成(4070)度夾角。綴條也可由斜桿和橫桿組成。綴板常采用鋼板，必要時(shí)也可采用型鋼，每隔一定距離在每個(gè)綴板平面內(nèi)設(shè)置一個(gè)。在格構(gòu)式構(gòu)件截面上，垂直于肢件腹板平面的主軸叫做實(shí)軸，圖中

3、的x-x軸，垂直于綴材平面的主軸叫做虛軸，圖中的y-y軸。當(dāng)構(gòu)件截面尺寸較大。構(gòu)件較長(zhǎng)時(shí)，為了節(jié)約鋼材，宜采用格構(gòu)式。3、格構(gòu)式構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的特點(diǎn)（1）通過(guò)調(diào)整肢件之間距離較易實(shí)現(xiàn)等穩(wěn)定性。（2）格構(gòu)式構(gòu)件繞實(shí)軸的穩(wěn)定計(jì)算與實(shí)腹式構(gòu)件相同，而繞虛軸的穩(wěn)定性比具有同樣長(zhǎng)細(xì)比的實(shí)腹式構(gòu)件小，因?yàn)?，格?gòu)式構(gòu)件的肢件是每隔一定距離用綴材聯(lián)系起來(lái)的，當(dāng)構(gòu)件繞虛軸屈曲時(shí)，引起的變形比實(shí)腹式構(gòu)件大，此變形是由彎曲和剪力兩個(gè)因素共同引起的。對(duì)實(shí)腹式構(gòu)件，由剪力產(chǎn)生的變形很小，一般可忽略不計(jì)，但對(duì)格構(gòu)式構(gòu)件繞虛軸屈曲時(shí)，就必須考慮剪力所產(chǎn)生的變形及其對(duì)臨界力的影響。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)，采用加大的換算長(zhǎng)細(xì)比來(lái)代替整個(gè)構(gòu)件

4、對(duì)虛軸的實(shí)際長(zhǎng)細(xì)比，這樣就相當(dāng)于降低了虛軸方向的臨界力，以達(dá)到等穩(wěn)定性要求。（3）格構(gòu)式構(gòu)件在整體失穩(wěn)前存在著單肢失穩(wěn)的可能，因此，應(yīng)進(jìn)行單肢穩(wěn)定計(jì)算。4、格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件截面設(shè)計(jì)的步驟截面選擇（1）按實(shí)軸的穩(wěn)定條件選出肢件截面，并對(duì)實(shí)軸驗(yàn)算。具體方法與步驟和實(shí)腹式壓桿相同，但由假定的查值時(shí)，均按b類截面查得。（2）按虛軸與實(shí)軸等穩(wěn)定原則，確定兩分肢間距并驗(yàn)算(對(duì)虛軸)。對(duì)雙肢格構(gòu)式柱，根據(jù)等到穩(wěn)定條件，代入換算長(zhǎng)細(xì)比的計(jì)算公式，可求得格構(gòu)式構(gòu)件所需要的的最大值。綴條式：綴板式：綴材設(shè)計(jì)（1）綴材的剪力構(gòu)件軸心受壓屈曲時(shí)將產(chǎn)生橫向剪力，對(duì)格構(gòu)式構(gòu)件，綴材需要承擔(dān)這個(gè)剪力，通常先估算出受壓件撓

5、曲時(shí)產(chǎn)生的剪力然后計(jì)算由此剪力引起的綴材內(nèi)力。根據(jù)理論推導(dǎo)，鋼結(jié)構(gòu)規(guī)范規(guī)定按下式計(jì)算最大剪力：（2）綴條設(shè)計(jì)綴條的布置形式一般采用單斜式；對(duì)受力很大的壓桿，可采用雙斜式；當(dāng)兩肢件的間距較大時(shí)，也可在單斜式條之間設(shè)置橫綴條來(lái)減小單肢的計(jì)算的計(jì)算長(zhǎng)度。綴條的計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：平行弦桁架。一側(cè)綴條受力：斜綴條受力： (受拉或受壓)斜綴條不應(yīng)小于454或56364，按軸心受壓構(gòu)件進(jìn)行驗(yàn)算：a.剛度：b.整體穩(wěn)定：c.計(jì)算強(qiáng)度和連接時(shí)，設(shè)計(jì)強(qiáng)度應(yīng)乘以折減系數(shù)0.85，以考慮偏心的影響。橫綴條主要用來(lái)減少分肢的計(jì)算長(zhǎng)度，其截面尺寸通常取與斜綴條相同規(guī)格。綴條與分肢的連接形式綴條的軸線通常應(yīng)與肢件軸線交于一點(diǎn)。

6、斜綴條一般與肢件搭接，為了減小搭救接長(zhǎng)度和增強(qiáng)受動(dòng)力荷載的性能，宜采用三面圍焊。當(dāng)肢件翼緣較窄時(shí)，綴條與肢件連接有兩種方法：橫綴條搭接在與肢件翼緣邊對(duì)接焊的小節(jié)點(diǎn)板；綴條全部搭接在節(jié)點(diǎn)板上。由于構(gòu)造原因，也允許綴條的軸線與槽鋼的外邊緣匯交。為使構(gòu)件表面平整體，綴條也可放在構(gòu)件內(nèi)側(cè)，但內(nèi)側(cè)焊接比較困難。（3）綴板的設(shè)計(jì)綴板的尺寸與間距綴板的尺寸綴板間距綴板計(jì)算計(jì)算簡(jiǎn)圖：多層剛架，并近似取反彎點(diǎn)在各段分肢和綴板中點(diǎn)。綴板與分肢的連接形式綴板與肢搭接長(zhǎng)度一般為2030mm可以采用三面圍焊，或只用綴板端部縱向焊縫。（4）構(gòu)造要求：為了保證格式構(gòu)件在運(yùn)輸和安裝過(guò)程中具有必要的截面剛度，避免截面歪扭，規(guī)定

7、格構(gòu)式構(gòu)件的橫隔間距不得大于截面較大寬度的9倍，且不大于8m，在受有較大水平力或運(yùn)輸單元的端部均設(shè)置橫隔，橫隔可用鋼板或交叉角鋼組成。二、柱頭和柱腳柱頭：1、柱頭的定義及作用柱頭是指柱的頂部與梁（或桁架）連接的部分。其作用是將梁等上部結(jié)構(gòu)的荷載傳到柱身。2、柱頭的連接方式按梁安放在柱頭的位置不同，柱頭有兩種連接方式，一種是將梁直接放在柱頂上的頂面連接，另一種是將梁連于柱側(cè)面的側(cè)面連接。軸心受壓柱與梁的連接主要采用鉸接。3、連接構(gòu)造設(shè)計(jì)的原則傳力明確、可靠、簡(jiǎn)捷,便于制造和安裝，經(jīng)濟(jì)合理。4、頂面連接典型的實(shí)腹式柱的柱頭構(gòu)造（1）構(gòu)造首先應(yīng)在柱頂設(shè)一塊柱頂板來(lái)安放梁。梁端支承加勁肋采用突緣板形式

8、，其底部刨平（或銑平），與柱頂板直接頂緊，梁的全部壓力通過(guò)突緣板壓在柱頂板的中部，即使相鄰兩梁的支座反力不相等，對(duì)柱所引起的偏心也很小，柱仍接近軸心受壓狀態(tài)。柱頂板厚度一般采用1625mm，平面尺寸一般向柱四周外伸2030mm，以便與柱焊接。其次，當(dāng)梁支座反力較大時(shí)，為了提高頂板的抗彎剛度，可在頂板上面加焊一塊墊板，在頂板的下面設(shè)加勁肋。這樣，柱頂板本身不需要太厚，一般14mm即可。為了便于制造和安裝，兩相鄰梁相接處預(yù)留1020mm間隙，待安裝就位后，在靠近梁下翼緣處的梁支座加勁肋間填以鋼板，并用螺栓連接。這樣即可使梁相互連接，又可避免梁彎曲時(shí)由于彈性約束面產(chǎn)生支座彎矩。（2）計(jì)算假設(shè)梁傳來(lái)的

9、全部壓力為N，則其傳力途徑為：N墊板頂板加勁肋腹板。其中墊板與頂板、頂板與柱身均采用構(gòu)造焊縫連接。典型的格構(gòu)式柱的柱頭構(gòu)造簡(jiǎn)單的柱頭構(gòu)造5、側(cè)面連接梁與實(shí)腹式柱和格構(gòu)式柱的連接構(gòu)造首先，在柱翼緣板上焊以承托，承托可用厚鋼板或厚角鋼做成，承托板厚度應(yīng)比梁端支座加勁肋厚度大510mm，一般為2540mm。承托板的頂面應(yīng)刨平。其次，將相鄰梁端支座加勁肋的突緣部分刨平（或銑平），安放在焊于柱翼緣板的承托上，并與之頂緊。最后，固定梁的位置。梁端支座加勁肋可直接用c級(jí)螺栓與柱翼緣相連(螺栓數(shù)目按構(gòu)造要求布置)，也可在梁端支座加勁肋與柱翼緣間留510mm的空隙，安裝時(shí)放填板并設(shè)置構(gòu)螺栓，以固定梁的位置。為加

10、強(qiáng)柱頭的剛度，實(shí)腹式柱和柱頭一段變成實(shí)腹式的格構(gòu)式柱應(yīng)設(shè)置柱頂板(起橫隔作用)，必要時(shí)還應(yīng)該加勁肋和綴板。柱腳1、柱腳的定義及作用柱下端與基礎(chǔ)相連的部分稱為柱腳。柱腳的作用是將柱身所受的力傳遞和分布到基礎(chǔ)，并將柱固定于基礎(chǔ)?；A(chǔ)一般由混凝土或鋼筋混凝土做成，其強(qiáng)度遠(yuǎn)低于鋼材的，所以必須將柱身的底端擴(kuò)大以增加與基礎(chǔ)接觸的面積，使接觸面積上承壓力小于或等于基礎(chǔ)的抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值。這就要求柱腳有一定的寬度和長(zhǎng)度，也應(yīng)有一定的剛度和強(qiáng)度，使柱身壓力比較均勻地傳到基礎(chǔ)。2、柱腳設(shè)計(jì)的原則傳力明確，可靠、簡(jiǎn)捷、構(gòu)造簡(jiǎn)單、節(jié)約材料、施工方便，并符合計(jì)算簡(jiǎn)圖。3、柱腳型式和構(gòu)造軸心受壓柱的柱腳常設(shè)計(jì)成鉸接，鉸接

11、柱腳常采用平板式柱腳。實(shí)際工程中很少采用真正自由轉(zhuǎn)動(dòng)的球形、軸形、弧形、等型式的鉸。僅有底板的柱腳。對(duì)軸力很小的柱，可將柱身底端切割平齊，直接與底板焊接。柱身所受的力通過(guò)焊縫傳給底板，由底板分布到基礎(chǔ)。底板厚度一般為2040mm，用兩個(gè)錨栓固定在基礎(chǔ)上，錨栓位置放在柱中軸線上，一般在短軸線底板兩側(cè)。錨栓直徑按構(gòu)造采用2030mm，預(yù)埋于混凝土基礎(chǔ)內(nèi)。這種柱腳構(gòu)造最簡(jiǎn)單；但只適用于軸力很小的柱，否則底板和焊縫都將太厚，因?yàn)榈装逶诟鞣较蚓鶠閼冶?。有靴梁的柱腳。靴梁是聯(lián)系柱身和底板的橫向分布結(jié)構(gòu)，可用豎板或槽鋼做成，在柱的兩側(cè)沿柱腳的較長(zhǎng)方向各設(shè)置一個(gè)。柱身軸力先通過(guò)與靴梁連接的豎向焊縫傳給靴梁，再

12、從靴梁通過(guò)其與底板連接的水平焊縫傳給底板，然后從底板傳到基礎(chǔ)。連接柱身與底板的水平焊縫由于質(zhì)量不易保證(因板間位置不準(zhǔn)，常有一定空隙)，計(jì)算時(shí)通常不考慮其受力。靴梁實(shí)際上是一個(gè)下邊受有向上均布荷載的單跨雙伸臂梁。有靴梁帶隔板的柱腳。當(dāng)靴梁外伸較長(zhǎng)時(shí)，除靴梁外可加設(shè)隔板，將底板的區(qū)格劃小，使底板承受的彎矩減小，厚度不致過(guò)大。隔板同時(shí)可提高靴梁的側(cè)向剛度。有靴梁和肋板的柱腳。這種柱腳采用雙向分布結(jié)構(gòu)，使柱身軸力向四個(gè)方向擴(kuò)散，基礎(chǔ)壓力分布得更均勻。這種柱腳底板可做成正方形或接近正方形。通常情況是在柱的一個(gè)方向采用靴梁，另一個(gè)方向設(shè)肋板。當(dāng)軸心力較小時(shí)也可在兩個(gè)方向都采用肋板而不設(shè)靴梁，肋板的受力如同受均布荷載的倒懸臂梁，彎矩和剪力在支承焊縫處最大，向邊端衰減較快，所以肋板外形常做成接近三角形。這種柱腳的錨栓布置和 HYPERLINK /2005/steel/Chapter04/inside_04_08_01_m.htm l ffb#ffb 前面一樣。第二部分 本周練習(xí)題單選題1、格構(gòu)式軸心受壓柱綴材的計(jì)算內(nèi)力隨（ ）的變化而變化。A綴材的橫截面積 B綴材的種類C柱的橫截面面積D柱的計(jì)算長(zhǎng)度答案：C2、規(guī)定綴條的單肢長(zhǎng)細(xì)比（是柱兩主軸方向最大長(zhǎng)細(xì)比），是為了（ ）。A使兩單肢能共同工作B構(gòu)造要求C保證整個(gè)柱的穩(wěn)定D避免單肢先于整個(gè)柱失穩(wěn)答案：D3、軸心受