钢结构格构柱设计.ppt

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1、5.4轴心受压格构式构件的整体稳定4.4.1轴心受压格构式构件组成格构式轴心受压构件{肢件缀材缀板、缀条图4－6格构式柱l1l0xy11b)肢件缀板l1xy11a)缀条肢件肢件：受力件。由2肢（工字钢或槽钢）、4肢（角钢）、3肢（园管）组成。图4－7格构式柱的截面型式a)xyb)xyc)xyd)xy缀材：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。l1l0xy11b)肢件缀板l1xy11a)缀条肢件截面的虚实轴：与肢件腹板相交的主轴为实轴，否则是虚轴，图4-20a、b、c、d。图4－7格构式柱的截

2、面型式a)xyb)xyc)xyd)xy4.4.2整体稳定临界力公式（4－9）仍然是适用的。1、绕实轴屈曲绕实轴屈曲时，与实腹截面一样，可忽略剪切变形的影响，并写成弹性与非弹性通式，得（4－9）（4－10）（4－12）2、绕虚轴屈曲绕虚轴屈曲时，不能忽略剪切变形影响，这时，（4－13）式中——考虑剪力影响后，绕虚轴的换算长细比。（4－14）（1）缀条式柱①计算1是考虑剪力影响后，格构式压杆计算长度的放大系数，它决定于体系的单位剪切角1，因而和采用的缀材体系有关。下面按缀条式和缀板式分别讨论：问题归结为计算。横截面上有剪力

3、V=1时，分配给有关缀条面上的剪力V=1/2。斜杆内力为斜杆伸长：xy图4－8示出三角式缀条体系，在柱截面单位剪力（V=1）作用下，体系的单位剪切角为：V=1/2V=1/2l1ldγ1γ1αΔΔd图4－8剪切变形一根斜杆毛截面面积代入式（4－41）所以若取=20º～50º，则，sincos2=0.36式中，A——两个柱肢的毛截面面积；A1——两根斜杆的毛截面面积（A1=2Ad）。②计算（4－15）③计算④计算设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（4－15）算，再根据查x。稳定验算公式同实腹式构件。a)c)yx

4、xy111/21/2l1/2l1/2V/2=1/21/2γ1δb)图4－9缀板式体系的剪切变形4.7.2缀板式柱一般各缀板等距离布置，刚度相等。缀板内力按缀板与肢件组成的多层框架分析。屈曲时，除发生格构柱整体弯曲外，所有肢件也都发生S形弯曲变形，如图4－9所示。①计算1从图4－9中取出一个节段为分离体。通常，缀板刚度比肢件大得多，可忽略缀板本身变形，并假定剪力平均分配给两个柱肢（b图）。V=1时，柱肢的单位剪切角1为：c)yxxy111/21/2l1/2l1/2V/2=1/21/2γ1δb)1/2l1/2l1/4M1l1/

5、2M式中I1——单肢对自身截面Ⅰ-Ⅰ轴的惯性矩，可表示为：引入单肢节间段长细比1，且1=l1/i1代入式：因为Ix=Aix2，x=lx/ix，代入得：②计算设计时应先假设单肢节段长细比1才能计算换算长细比。用换算长细比查x，再按实腹式构件相同的公式验算稳定性：最后得二肢缀板柱绕虚轴的换算长细比③计算④计算（4－16）为了保证单肢不先于构件整体失稳，单肢长细比1=l1/i1应小于、等于柱子最大长细比的0.7倍。i1是柱肢对本身1-1轴的回转半径。5.7轴心受压格构式构件的局部稳定为了保证单肢不先于柱子整体屈曲破坏，

6、规范规定：25<1≤40且1≤构件最大长细比的0.5倍规定单肢节段长细比的意义：在于确定缀板间的距离。缀材计算NcrNcrzymyzLyoxh=2.27ixyy（1）V的取值设：屈曲模态为一个正弦半波。1、轴心受压构件的剪力V按照边缘屈服准则，规范取：（4－82）（2）V的分布NcrNcrzymyzLyoVmaxVmax实际VV近似计算缀材时，近似地以剪力V均匀分布计。并且，由承受该剪力的两个缀材面分担，每个缀材平面内的剪力V1为V1=V/22、缀材计算V1V1VV1V1α（4－85）（1）缀条缀条布置尤如桁架腹杆。按桁架

7、腹杆设计。剪力由斜杆承受。设斜杆（缀条）内力为Nt，有Nt=V1/cos（4－83）缀条可能受拉、可能受压，一律按受压设计，设计强度应于折减（考虑缀条自身稳定性）折减系数R为：等边角钢R=0.6+0.0015短边相连的不等边角钢R=0.5+0.0025长边相连的不等边角钢R=0.7——中间无联系时，按最小回转半径计算的长细比。且当<20时，取=20）。缀条设计公式为：或（4－84）At——单个缀条截面面积此外，也可根据缀条查，用公式进行设计。其概念是按轴心受压杆件设计。横杆一般不受力，采用和斜杆相同的截

8、面。不论斜杆还是横杆，都应长细比要求，≤[]=1504.7.2缀板缀板内力按缀板和肢件组成的框架体系进行分析。l1l0xy11缀板式柱缀板式柱变形图缀板式柱计算简图l1al1l1弯矩图V1/2V1/2V1/2V1/2aV1/2V1/2Ta/2l1分离体Ⅰ分离体Ⅱ由分离体Ⅱ