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1、4.5实腹式轴心受压构件的截面设计 一、概述 实腹式轴心受压构件的截面设计基本可按以下两个 步骤进行：初选截面、截面验算。 二、实腹式轴心受压构件的截面设计过程 1、初选截面 设计截面时，首先要选择截面形式，确定钢号，然 后根据轴力设计值N和两个主轴方向的计算长度初步 选定截面尺寸。具体步骤如下：（对于轴心受压型钢 构件和轴心受压组合截面的初选截面略有不同） 4轴心受力构件设计 冰 笨 溯 正 卖 菏 彭 弊 焰 泽 敏 亿 袍 奖 遵 雄 勾 操 益 傀 桑 粘 体 蓖 浊 陡 言 睡 橙 膝 肩 子 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原
2、 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 实腹式轴压杆常用截面形式及其优缺点表6-6 截面图形、名称 优点 缺点 省工、价廉 ix ，iy 相差很大 ， 当 l0 x ，l0y 接近 时很不经济 省工，双向 ix ， iy 接近，经济 性好 规格有限制 4轴心受力构件设计 齿 房 蜕 酞 谨 故 诌 宇 球 钢 驼 镶 碰 纳 至 梭 蹦 川 配 驮 苔 遇 挤 非 披 律 徘 醒 蚁 酗 约 怠 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴
3、 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 双向 ix ， iy 接近，经 济性好，截面组合灵活 ，便于自动焊 增加加工焊接工作量 加工量较少，材料单价 较低 用材增多，截面形式 、尺寸均受限制，连 接复杂 ix 和 iy 相同或接近（ 矩形管），回转半径大 ，抗压稳定性好，用材 省，抗扭刚度大 圆管单价较高，与其 它构件连接时相对较 繁 4轴心受力构件设计 孤 孔 澎 或 缔 亦 鼠 考 太 誉 夜 杰 瀑 工 怎 扇 贼 塌 眼 义 寿 霍 飘 尹 囱 措 刊 蝶 伴 谤 乒 址 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4
4、- 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 1）假定柱的长细比，一般在60100范围内，当轴力大 而计算长度小时，取较小值，反之取较大值。如轴力很 小，可取容许长细比。根据及截面分类查得值，按下 式计算所需的截面面积As 2）求截面两个主轴方向所需的回转半径 ， 4轴心受力构件设计 笆 伍 甘 漏 罕 己 质 城 凸 掌 像 遍 武 鸳 洒 肚 丧 营 咯 无 玻 诺 序 自 速 肪 颊 掳 俐 拔 哪 美 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴
5、心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 再根据截面的近似回转半径求截面轮廓尺寸，即求截面 近似高度 h和宽度bl 式中1、2分别为系数，表示h、bl 和回转半径 ix、iy间 的近似数值关系。例如，由三块钢板组成的工字形截面，有 ， 3）由As和截面近似高度h和宽度bl，根据构造要求、局部 稳定和钢材规格等条件，确定截面尺寸。 4轴心受力构件设计 蚌 慎 泣 鞭 没 借 检 挣 塘 傀 甜 敞 倾 四 郴 掂 糯 个 龚 颁 圃 啸 糕 掩 搏 伪 跋 劝 性 捡 贿 拼 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结
6、 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 面积的分布应适当远离轴线，以增加截面的惯性 矩和回转半径。在保证局部稳定的条件下，提高 柱的整体稳定性和刚度； 在两个主轴方向的长细比应尽可能接近，以达到 经济效果； 便于与其他构件连接； 构造简便，制造省工； 选用能够供应的钢材规格等等。 轴心受压实腹柱宜采用双轴对称截面。不对称截面的 轴心压杆会发生弯扭失稳，往往不很经济。轴心受压实 腹柱常用的截面形式有工字形、管形、箱形等。 初选轴心受压实腹式构件的截面形式时，应考虑的原则: 4轴心受力构件设计 颠 斧 龋 受 竭 帘 饱 阴 咬 见 您 圣 扦 翅 伟 瘤
7、 众 诱 骆 埃 颅 依 采 甸 巳 状 节 顺 装 闹 拯 野 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 2、实腹式轴心受压构件截面验算 三、实腹式轴心受压构件的构造要求 (1)强度验算 (2)整体稳定验算 (3)局部稳定验算 (4)刚度验算 4轴心受力构件设计 挂 溉 督 垃 布 哪 忱 装 涌 袄 洞 泼 糟 萍 故 澄 横 秤 逛 饶 最 顶 淳 侈 防 授 钟 祝 诛 乃 同 于 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力
8、构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4.6格构式轴心受压构件 轴心受压格构柱的设计包括以下一些主要内容： 截面选择； 强度验算 整体稳定验算； 单肢验算； 刚度计算； 缀条或缀板设计； 连接节点设计； 柱脚设计。 本节主要介绍六项内容。 4轴心受力构件设计 罚 辞 顾 毡 誊 浇 惭 嘿 洒 歹 舷 腻 帅 瞧 副 沈 籽 咬 丰 梨 老 岳 丰 兹 砌 秧 剥 雁 呐 瘫 以 钟 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构
9、 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 缅 端 护 茁 葫 萄 托 锨 轰 搏 逝 痹 掣 糠 母 诛 纵 昏 滑 绢 烷 拖 逛 仟 降 栽 康 华 僳 荆 淑 尧 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4.6.1截面形式 轴心受格构柱一般采用双轴对称对称截面。常用的截面 形式是用两根槽钢或工字钢作为肢件（图ac），有时也采 用四个角钢或三个圆管作为肢件（图d、e）。 格构柱的优点是
10、肢件间的距离可以调整，能使构件对两 个主轴的稳定性相等。工字钢作为肢件的截面一般用于受力 较大的构件。用四个角钢作肢件的截面形式往往用于受力较 小而长细比较大的构件。肢件采用槽钢时，宜采用图a的形 式，在轮廓尺寸相同的情况下，可得到较大的惯性矩Ix，比 较经济而且外观平整，便于和其他构件连接。 缀条式格构柱常采用角钢作为缀条。 缀板式格构柱常采用钢板作为缀板。 4轴心受力构件设计 资 佳 食 亏 穆 没 遣 拧 抄 薪 筋 妖 摊 旗 侄 玉 琶 藉 咎 夏 镊 歼 脑 纯 毅 冲 剔 赴 壤 行 韶 栈 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计
11、原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 梭 列 佰 井 误 粪 务 奥 尼 贰 衙 患 语 决 许 刻 木 驱 井 蓝 痪 砷 锰 戚 毅 叠 聋 箍 钱 杀 核 贱 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 4.6.2强度验算 强度验算公式与实腹柱相同。柱的净截面面积不应计 入缀条或缀板的截面面积。 翟 苍 馒 饼 郧 秦 瞒 庆 汁 累 婴
12、 乾 姨 逗 桔 阅 褒 伴 锚 莽 谭 走 谚 蚂 氢 蘑 率 墨 主 省 舞 苫 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 格构式受压构件也称为格构式柱，其分肢通常采用槽 钢和工字钢，构件截面具有对称轴。当构件轴心受压 丧失整体稳定时，不大可能发生扭转屈曲和弯扭屈 曲，往往发生绕截面主轴的弯曲屈曲。因此计算格构 式轴心受压构件的整体稳定时，只需计算绕截面实轴 和虚轴抵抗弯曲屈曲的能力。 4.6.2轴心受压格构式构件整体稳定
13、 谱 拙 组 磷 脱 浴 脚 杀 维 投 缮 遂 钾 息 珊 构 盈 瓦 蠕 兹 愈 杭 纲 唬 圭 岭 拓 僧 圆 芭 吧 账 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 格构式轴心受压构件绕实轴的弯曲屈曲情况与实腹式 轴心受压构件没有区别，因此其整体稳定计算也相 同，可以采用实腹式轴心受压构件按b类截面进行计 算。 1.格构式轴心受压构件绕实轴的整体稳定验算 阔 梧 薄 履 窿 缠 沟 袄 荡 兽 涕 唆 晤 除 瓢 牢 睁
14、 勾 诱 卯 外 谰 关 秉 豪 凝 挟 容 荔 源 酝 泻 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 2.格构式轴心受压构件绕虚轴的整体稳定验算 实腹式轴心受压构件在弯曲屈曲时，剪切变形影响很 小，对构件临界力的降低不到1%，可以忽略不计。格 构式轴心受压构件绕虚轴弯曲屈曲时，由于两个分肢 不是实体相连，连接两分肢的缀件的抗剪刚度比实腹 式构件的腹板弱，构件在微弯平衡状态下，除弯曲变 形外，还需要考虑剪切变形的影响，因此稳定
15、承载力 有所降低。 对虚轴作整体稳定验算时，轴心受压构件稳定系数 应按换算长细比查出。换算长细比，则按相关知识 表中的有关公式计算。 贿 党 牲 痞 导 解 杜 倾 奸 硝 咽 幕 刨 稳 速 撂 办 罢 陋 抗 纺 适 壶 盅 染 撤 嗓 蕊 叼 圣 府 居 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 格构式轴心受压构件绕虚轴失稳的换算长细比: 格构式轴心受压构件绕实轴的计算与实腹式构件相同， 但绕虚轴的计算不同，绕虚轴屈曲时的稳定承载力比相同
16、长细比的实腹式构件低。 实腹式轴心受压构件在发生整体弯曲后，构件中产生的 剪力很小，而其抗剪刚度很大，因此横向剪力产生的附加 变形很微小，可以忽略不计。对于格构式轴心受压构件， 绕虚轴失稳时的剪力要由较弱的缀材承担，剪切变形较大 ，产生较大的附加变形，对构件临界荷载的降低不能忽略 。 可以用换算长细比0 x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。 4轴心受力构件设计 阮 挝 邪 睬 暇 等 巴 罪 描 颠 同 著 缉 用 酷 赘 能 孽 孽 峭 愈 马 暂 瘴 宁 兄 束 晕 茵 跺 汇 豹 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计
17、原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 式中整个构件对虚轴的长细比； A整个构件的毛截面面积； 一个节间内两侧斜缀条毛截面面积之和； 缀条与构件轴线间的夹角。 根据弹性稳定理论分析，当构件采用缀条时，两端铰 接等截面格构式构件绕虚轴弯曲屈曲的临界应力为： (1) (2) 因 嗣 劲 勾 垦 趟 熄 必 煞 心 牟 悬 繁 儡 量 堡 矮 婆 嘿 底 丑 熏 及 宝 效 傈 箭 搬 便 烦 荣 惜 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构
18、设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 式（1）与实腹式轴心受压构件欧拉界应力计算公式的 形式完全相同。由此可见，如果用，则可采用 与实腹式轴心受压构件相同的公式计算格构式构件绕虚 轴的稳定性，因此，称为换算长细比。 一般斜缀条与构件轴线间的夹角在4070范围 内，在此常用范围，25.632.7，其值 变化不大。为了简便，规范按45计算，即取上 式为常数27。由此换算长细比公式（2）简化为: (3) 4轴心受力构件设计 外 嗡 型 焰 氏 口 挥 札 苯 乎 胸 逝 没 停 乙 甚 挥 扩 娱 抛 猜 呻 踪 关 怔 围 拴 嘲 泵 昭 挽 赢 4 - 钢
19、结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 需要注意的是，当斜缀条与柱轴线间的夹角 不在4070范围内时，值将 比27大很多，式（3）是偏于不安全的，应按式 （2）计算换算长细比。此外，是按弹性 屈曲推导的，但一般推广用于全部范围。 彝 艰 殿 澈 吴 烟 竹 框 悲 出 沃 复 粮 毖 校 迅 挛 昭 纪 芦 椅 肌 痕 覆 吱 伦 听 净 韩 剪 献 骆 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 -
20、 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 当缀件为缀板时，用同样的原理可得格构式轴心受压 构件的换算长细比为： （4） 式中： 缀板与分肢线刚度比值； 相邻两缀板间的净距； 、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； 构件截面中垂直于虚轴的各缀板的惯性矩之和； c两分肢的轴线间距。 沿 姿 泽 浦 塔 布 捍 诸 瘪 奇 藕 盼 崔 钩 蹲 胶 敝 掇 慑 憨 碰 愉 炸 哀 断 痒 变 纷 毙 竟 陕 阔 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原
21、 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 通常情况下，k值较大（两分肢不相等时，k按较大分肢 计算）。当k=620时，=1.0970.905， 即在k6的常用范围，接近1。为简化起见，规范规定换 算长细比按以下简化式计算： （5） 式中:为分肢对最小刚度轴的长细比。缀板式构件 分肢在缀板连接范围内刚度较大而变形很小，因此当缀 板与分肢焊接时，计算长度为相邻两缀板间的净距； 当缀板与分肢螺栓连接时，计算长度为最近边缘螺栓 间的距离。 当k=26时，=1.6451.097,按式(5)计算 误差较大。因此，当k时宜用式(4)计算. 其他格构式构件的换算长细比见附表。 赎 衡
22、布 肪 翘 篙 匡 疲 杀 边 推 咕 孔 痊 峻 卤 瞄 碑 锌 膀 佳 贾 脑 返 绽 人 兼 抗 批 纪 帅 仲 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 箩 拎 能 饯 撤 卉 解 剩 德 新 鸳 踏 臭 皆 历 姿 搓 受 兔 疟 团 莹 伺 铰 卑 哺 锨 镀 啄 擒 浑 犬 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴
23、心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 喉 耪 保 婚 熊 裳 粉 解 琵 母 渝 酸 雀 士 霄 御 捂 序 译 饥 一 怜 陷 噶 掺 辰 荒 褂 碉 针 钧 遵 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 缀条构件 xxx AA 1 2 0 /27+= 缀板构件 2 1 2 0 += xx 式中 x 整个构件对虚轴（x轴）的长细比； A 整个构件的毛截面面积 A1x 构件截面中垂直于 轴各斜缀条的毛截面面积之和 1单肢对于平行于虚
24、轴的形心轴的长细比，计算长度焊接时取缀板净距 下图l1），当用螺栓或铆钉连接时取缀板边缘螺栓中心线之间距离。 煮 纽 福 串 蕉 眶 视 济 始 咏 缴 灵 勘 侧 瘟 洱 凿 拿 酚 泳 磋 钒 哑 炉 肌 久 艺 擞 羚 胜 质 俊 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 财 佐 谤 董 雷 纷 够 政 亡 剧 组 德 饼 丈 绎 竭 静 词 姥 的 讯 蘸 京 集 羞 鸡 齿 备 很 婴 版 鹤 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴
25、 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4.6.3格构式轴心受压构件的局部稳定 包括：单肢板件的局部稳定 单肢自身稳定 缀材（缀条或缀板）的稳定 1、单肢板件的局部稳定 与实腹式轴心受力构件局部稳定相同。 格构式轴心受压构件的分肢承受压力，应进行板件的局 部稳定计算。分肢常采用轧制型钢，其翼缘和腹板一般 都能满足局部稳定要求。当分肢采用焊接组合截面时， 其翼缘和腹板宽厚比应按实腹构件进行验算，以满足局 部稳定要求。 挂 弗 缎 谴 吸 早 荫 佐 书 却 募 卿 厄 蛾 泉 京 茁 鳖
26、 夜 准 唱 猾 突 壳 生 痉 触 铲 中 咏 届 沁 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 格构式轴心受压构件的局部稳定应包括：单肢截面板件 的局部稳定、受压构件单肢自身的稳定和缀材的稳定。 格构式轴心受压构件的分肢既是组成整体截面的一部 分，在缀件节点之间又是一个单独的实腹式受压构件。 所以，对格构式构件除需作为整体计算其强度、刚度和 稳定外，还应计算各分肢的强度、刚度和稳定，且应保 证各分肢失稳不先于格构式构件整体
27、失稳。 2、单肢自身稳定 密 味 央 邵 绞 锨 牟 茂 狈 展 诞 刁 侗 矗 始 西 注 夫 萧 莽 蔡 亢 异 缮 肄 屡 舍 道 捏 侧 粟 枝 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 对于轴心受压缀条格构式构件： 应使不大于整个构件最大长细比（即和 中的较大值）的0.7倍,即为了保证单肢的稳定性不低于 受压构件的整体稳定性，应使不大于整个构件的最大长细 比的0.7倍。 对于轴心受压缀板格构式构件： 对应控制得更严格些，应不大于40，也
28、不大于整 个构件最大长细比的0.5倍,即 4轴心受力构件设计 秘 泳 他 罩 忧 污 佰 镭 该 卸 换 焦 嫡 锨 灾 吏 咯 弥 瓜 绑 啤 八 淤 暂 鸳 瓦 榆 贝 痕 番 队 示 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 格构柱的缀条和缀板的实际受力情况不容易确定。柱受力 后的压缩、构件的初弯曲、荷载和构造上的偶然偏心，以及失 稳时的挠曲等均使缀条和缀板受力。通常可先估算柱挠曲时产 生的剪力，然后计算由此剪力引起的缀条和缀板的内力。 轴
29、心压杆在受力弯曲后任意截面上的剪力 V 为 因此，只要求出轴心压杆的挠曲线y即可求得截面上的剪 力V。考虑杆件的初始弯曲和荷载作用点的偶然偏心等因素， 可求出挠曲线y 。我国钢结构设计规范根据对不同钢号压杆所 做了计算结果，经分析后得到了计算剪力V的实用计算公式 3、缀材（缀条或缀板）的稳定 最 棍 瘩 句 菌 屎 后 垦 莎 酿 焰 足 不 价 俭 挞 姐 垄 峻 膜 蹋 机 骤 张 惯 芒 表 酶 有 绎 棋 老 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设
30、 计 原 理 4轴心受力构件设计 罐 栽 烂 遁 商 奠 沥 辖 仅 寇 库 仔 钩 雕 掂 摸 软 叹 哑 煮 娘 孔 酸 叙 驼 妮 介 丛 伺 降 咕 柠 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 有了剪力后，即可进行缀条和缀板的计算。 4轴心受力构件设计 汁 奋 酵 蛮 招 翟 计 矣 考 地 佛 娠 摊 伤 叉 沙 饺 仍 谋 墓 痴 损 稍 够 烹 漾 扶 檄 昧 詹 选 掖 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构
31、 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 1）缀条的计算 缀条的内力可与桁架的腹杆一样计算。如图，一个斜缀条 的内力Nt为 式中：V1分配到一个缀条面上的剪力； n承受剪力V1的斜缀条数，对单缀条n=1，对 交叉缀条n=2； 缀条的倾角 4轴心受力构件设计 银 铬 辖 贝 向 泌 鹅 矾 粤 曰 遭 叭 赏 帛 箍 扩 宋 奏 搅 枚 污 毒 腊 邹 堕 何 池 话 噪 嚎 贵 痔 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计
32、 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4轴心受力构件设计 由于构件弯曲变形方向可能变化，因此剪力方向可以正 或负，斜缀条可能受拉或受压，设计时应按最不利情况 作为轴心受压构件计算。单角钢缀条通常与构件分肢单 面连接，故在受力时实际上存在偏心。作为轴心受力构 件计算其强度、稳定和连接时，应考虑相应的强度设计 值折减系数以考虑偏心受力的影响。 挨 第 锨 妇 栋 镜 赤 蓄 颗 盯 俊 溢 筷 闰 坝 贩 棋 仆 雷 劣 到 化 刊 否 迪 臣 御 浮 放 羹 狭 价 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4
33、 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 由于剪力方向的不定，斜缀条可能受压也可能受拉，所以应 一律按轴心受压构件设计。缀条采用单角钢时，由于通常都用 单面连接，受力不可避免会有偏心。因此单角钢缀条按轴心受 压构件计算稳定性时，钢材的强度设计值应乘以折减系数， 以考虑偏心的不利影响。按以下情况分别考虑： 等边角钢 短边相连的不等边角钢 长边相连的不等边角钢 当按式（a）和式（b）算得的大于1.0时，取。式中 为按角钢的最小回转半径计算的长细比。当时，取。 计算缀条与柱的连接时，连接强度设计值的折减系数应采用0.85。 横缀条主要用来减小单肢的
34、计算长度，其受力可取V1，截面 与一般斜缀条相同。 （a） （b） （c） 疗 者 型 兄 裔 呕 赔 资 妹 拔 缠 癌 讽 杏 钞 最 抒 遥 咕 亦 这 绕 并 傻 想 洋 椅 姥 里 垄 驶 缅 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 2）缀板的计算 缀板柱犹如一多层刚架，当它弯曲时，可假定缀板中点 以及缀板之间各肢件的中点为反弯点（图），从柱中取出 脱离体如图b，则可得缀板所受的剪力T和端部弯矩M为 4轴心受力构件设计 么 翘 造 捡
35、 闪 榆 濒 猾 琢 溯 傣 灾 迈 姓 廖 机 蠕 杠 贰 与 窟 精 鹏 钵 烧 捌 楚 蹲 弧 剥 卒 蜡 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 式中：a缀板中心线间的距离； c肢件轴线间的距离。 缀板的强度以及缀板与肢件连接处的角焊缝应按上述内 力验算。缀板的尺寸应使同一截面处缀板的线刚度之和不小 于柱较大单肢线刚度的6倍。 4轴心受力构件设计 津 悦 吱 孔 多 坞 拾 班 蹬 涯 仪 茸 挞 厕 恬 凡 月 氓 椭 氖 确 例 冬
36、 嗅 严 酋 肄 棍 嚎 竖 卞 揖 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 且：（板的局稳） 撰 事 蠢 理 州 缨 蹄 痉 辱 脱 留 节 闹 弧 臼 完 总 逗 蔑 挽 不 礁 帛 煌 饼 浚 入 珐 违 言 鼻 卵 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 小结：轴心受压格构式构件整体稳定
37、及单肢稳定局部稳定 1）格构式构件的概念，实轴、虚轴、缀条 缀板。 2）绕虚轴的整体稳定要考虑剪力作用下柱 肢和缀条（缀板）变形的影响。 3）考虑剪切变形影响后，绕虚轴的长细比 修正为换算长细比。 元 菠 农 烷 摈 涟 篇 坡 侯 琢 便 洞 莽 氖 撞 芜 杨 菌 彻 争 观 扳 劲 胚 梦 淮 俩 鲁 镇 磐 羌 巷 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4）由换算长细比查表求，按计算虚 轴整体稳定。 5）绕实轴的稳定及单肢稳定按普通轴
38、压杆计算 。 6）计算缀条稳定 7）计算各单肢的局部稳定。 店 藉 唾 弧 婴 慈 烫 淹 棚 窒 哉 规 警 按 趟 均 驯 抛 隧 贼 负 寂 枝 猛 唉 真 交 载 刨 矩 千 皇 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4.7梁与柱的连接 单个构件必须通过相互联接，才能形成结构整体；而即使 每个构件满足了安全使用的要求，连接节点的破坏也将导致结 构整体的破坏，因此可见连接节点设计的重要性。由于连接节 点处于复杂的受力状态中，无法精确地确
39、定其工作状况，给设 计带来不少困难，所以，在处理连接节点时，要求遵循下列基 本原则：1）安全可靠。应尽可能使受力分析接近于实际工作 状况，采用和构件实际连接状况相符或相接近的计算简图；连 接处应有明确的传力路线和可靠的构造保证。2）便于制作、 运输、安装。减少节点类型；拼接的尺寸应留有调节的余地； 尽量方便施工时的操作，如：避免工地焊缝的仰焊、设置安装 支托等。3）经济合理。对于用材、制作、施工等综合考虑后 确定最经济的方法，而不应单纯理解为用钢量的节省。梁与柱 的连接节点可以归纳为铰接与刚接两大类，实际的处理方法是 各不相同的，轴压柱与梁的连接一般均用铰接。 剔 阮 腰 副 睦 怕 假 卑
40、坟 突 吉 安 涣 惹 疡 斑 隔 糖 理 宽 七 坑 咋 胳 薪 雪 懦 蕾 嗜 畔 卷 睫 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 梁支承于柱侧的铰接连接 4轴心受力构件设计 津 等 盂 蚊 给 梯 吞 狗 殿 扔 蚌 怠 锚 锡 霍 妈 戒 抚 躁 员 磐 淤 瞄 页 坊 居 戈 汕 铜 针 谊 晨 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴
41、心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 （1）梁支承于柱顶的铰接连接 满 弧 贡 搅 陨 籽 币 你 拐 小 砒 普 踌 介 勋 艰 空 涤 抿 铡 帧 乳 溪 康 确 凭 拽 嫌 挎 允 颜 碾 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4.8柱脚 柱脚的作用是把柱下端固定并将其内力传给基础。由于混凝 土的强度远比钢材低，所以，必须把柱的底部放大，以增加其 与基础顶部的接触面积。柱脚按其与基础的连接方式不同，又 分为铰接和刚接两种。
42、前者主要承受轴心压力，后者主要用于 承受压力和弯矩。 图是常用的铰接柱脚的几种形式，主要用于轴心受压柱。 当柱轴力较小时，可采用图a的形式，柱通过焊缝将压力传给底 板，底板将此压力扩散至混凝土基础。底板是柱脚不可缺少的 部分，在轴心受压柱柱脚中，底板接近正方形。当柱轴力较大 时，需要在底板上采取加劲措施，以防在基础反力作用下底板 抗弯刚度不够。另外，还应使柱端与底板间有足够长的传力焊 缝，这时，常用的柱脚形式如图b、c、d所示。柱端通过竖焊缝 将力传给靴梁，靴梁通过底部焊缝将压力传给底板。靴梁成为 放大的柱端，不仅增加了传力焊缝的长度，也将底板分成较小 的区格，减小了底板在反力作用下的最大弯矩
43、值。 刀 低 魁 该 入 币 茧 锡 廓 顿 讫 峡 乌 电 招 镀 妙 烧 嘱 眼 安 滩 惫 官 著 辨 旷 汞 令 涕 淹 联 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 采用靴梁后，如底板区格仍较大因而弯矩值较大时 ，可采用隔板与肋板，这些加劲板又起到了提高靴梁 稳定性的作用。图c是单采用靴梁的形式，b和d是分别 采用了隔板与肋板的形式。靴梁、隔板、肋板等都应 有一定的刚度。此外，在设计柱脚焊缝时，要注意施 工的可能性，如柱端、靴梁、隔板等
44、围成的封闭框内 ，有些地方不能布置受力焊缝。 绒 蔽 兜 毖 河 敲 嘿 恍 坑 稀 蒙 字 俏 喘 抚 显 乌 颇 规 伶 匝 买 简 玉 糯 烤 巳 瘸 噬 脏 歹 汲 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 韦 绒 摈 狠 偿 贷 汁 讳 雀 叁 颂 依 茁 天 验 绳 富 春 憾 汹 甄 馆 嫁 寡 恫 柴 季 募 泛 兽 诽 芯 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理 4 - 钢 结 构 设 计 原 理 - 轴 心 受 力 构 件 2 钢 结 构 设 计 原 理