第4章第6節(jié)課件

第四章軸心受力構(gòu)件第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件一、格構(gòu)式構(gòu)件實腹式構(gòu)件—型鋼弱軸回轉(zhuǎn)半徑小,

加大焊接截面的輪廓尺寸可顯著增加截面的回轉(zhuǎn)半徑，提高受壓柱的整體穩(wěn)定性，但局部穩(wěn)定也要求增加板件厚度，構(gòu)件用鋼量增加較多；格構(gòu)式構(gòu)件—利用綴材將多個實腹式構(gòu)件組合，形成回轉(zhuǎn)半徑很大的構(gòu)件，只需少量增加用鋼(綴材)即可顯著增加截面的回轉(zhuǎn)半徑，制作加工復(fù)雜，多用于軸力很大的廠房柱，門架柱；第四章軸心受力構(gòu)件1、格構(gòu)柱的形式(1)綴材—綴板柱，綴條柱(2)雙肢柱，三肢柱和四肢柱(3)實軸(通過柱肢)，虛軸(通過綴材)；第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件2、格構(gòu)柱的設(shè)計要求(1)構(gòu)件設(shè)計—繞實軸穩(wěn)定性，繞虛軸穩(wěn)定性(2)柱肢設(shè)計—繞強(qiáng)軸穩(wěn)定性，繞弱軸穩(wěn)定性(3)綴材設(shè)計—綴條穩(wěn)定性，綴板強(qiáng)度(4)綴材連接設(shè)計—焊縫強(qiáng)度，螺栓強(qiáng)度第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件二、雙肢柱繞虛軸的穩(wěn)定性兩端鉸接格構(gòu)柱繞虛軸彎曲失穩(wěn)，微彎狀態(tài)變形y由兩部分組成，彎曲變形y1和剪切變形y2y=y1+y2截面彎矩M=Ny剪力V=dM/dz=Ndy/dz彎曲變形d2y1/dz2=-M/EI剪切變形dy/dz=Vg1g1為單位剪力產(chǎn)生的角變位第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件臨界應(yīng)力換算長細(xì)比如已知g1，即可求出lox，g1反映了剪切變形的影響第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件1、綴條柱繞虛軸的換算長細(xì)比綴條柱簡化為桁架結(jié)構(gòu)，取一個節(jié)間長度a1計算，截面作用單位剪力，斜桿軸力為Nd=1/sina，一般a=40~70o，斜桿長度ld=a1/cosa斜桿伸長Dd=Nd

ld/EAdAd為斜桿面積之和節(jié)間剪切角位移g1=D/a1=Dd/sina/a1第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件代入即為綴條柱繞虛軸的換算長細(xì)比綴條面積一般小于柱肢面積，剪切變形不能忽略第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件2、綴板柱繞虛軸的換算長細(xì)比綴板柱簡化為剛架結(jié)構(gòu)，取一個節(jié)間長度a1計算，截面作用單位剪力，假設(shè)綴板彎曲剛度遠(yuǎn)大于柱肢，反彎點在柱肢中間，反彎點處位移節(jié)間剪切角位移第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件代入即為綴板柱繞虛軸的換算長細(xì)比l1為單個柱肢繞弱軸的長細(xì)比要控制l1單個柱肢的長細(xì)比l1，否則剪切變形過大第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件綴板的線剛度Kb=EIb/boIb=2tbdb3/12柱肢的線剛度K1=EI1/a1根據(jù)鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計規(guī)范GB50017-2003的規(guī)定，要求Kb/K1>6第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件三、單個柱肢的穩(wěn)定性相當(dāng)于計算長度為a1的受壓柱，通過控制其長細(xì)比l1保證柱整體失穩(wěn)前不發(fā)生柱肢失穩(wěn)，設(shè)lmax

=

max(lox,

ly)。設(shè)計要求：綴條柱：

l1≤0.7lmax綴板柱：

l1≤0.5lmax且

不應(yīng)大于40，并取50≤lmax

≤80

當(dāng)lmax<50時，取lmax＝50第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件四、綴材設(shè)計1、構(gòu)件剪力

假設(shè)失穩(wěn)變形曲線：截面彎矩截面剪力保證柱肢共同工作，承受整體彎曲失穩(wěn)時構(gòu)件剪力。第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件近似取要求綴材能夠承受該截面剪力第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件2、綴條柱單斜或交叉綴條，一個斜綴條軸力第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件單斜n=1，斜綴條按壓桿設(shè)計交叉n=2時，斜綴條按壓桿設(shè)計，

n=1時，斜綴條按拉桿設(shè)計橫綴條按N1=V1壓桿設(shè)計。綴條單面連接，考慮偏心影響，設(shè)計強(qiáng)度折減第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件3、綴板柱假設(shè)成框架，反彎點在中點綴板剪力T=V1a1/bo，彎矩M=V1a1/2綴板寬度d≥2bo/3綴板厚度t≥bo/40第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件4、綴材連接設(shè)計采用角焊縫連接，承受綴條軸力，綴板剪力和彎矩第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件五、格構(gòu)柱設(shè)計1、計算步驟(1)已知構(gòu)件設(shè)計軸力N，計算長度lox(虛軸)，loy(實軸)

(2)選擇截面形式：雙肢、三肢、四肢，綴條柱或綴板柱(3)按對實軸整體穩(wěn)定性選擇柱肢截面(雙肢)(4)按等穩(wěn)定性確定柱肢間距(雙肢)(5)驗算對虛軸整體穩(wěn)定性(6)驗算柱肢穩(wěn)定性(7)計算剪力，驗算綴材和連接第六節(jié)格構(gòu)式軸心受壓構(gòu)件第四章軸心受力構(gòu)件2、確定柱肢間距(雙肢)(1)布置綴材：初選綴條