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文檔簡介
第四章軸心受力構件
1、了解“軸心受力構件”的應用和截面形式;
2、掌握軸心受拉構件設計計算;
3、了解“軸心受壓構件”穩定理論的基本概念和分析方法;
4、掌握現行規范關于“軸心受壓構件”設計計算方法,重點及難點是構件的整體穩定和局部穩定;
5、掌握格構式軸心受壓構件設計方法。大綱要求§4-1
概述一、軸心受力構件的應用3.塔架1.桁架2.網架4.實腹式軸壓柱與格構式軸壓柱二、軸心受壓構件的截面形式截面形式可分為:實腹式和格構式兩大類。1、實腹式截面實腹式柱2、格構式截面截面由兩個或多個型鋼肢件通過綴材連接而成。格構式柱§4.2
軸心受力構件的強度和剛度一、強度計算(承載能力極限狀態)
N—軸心拉力或壓力設計值;
An—構件的凈截面面積;
f—鋼材的抗拉強度設計值。軸心受壓構件,當截面無削弱時,強度不必計算。軸心受力構件軸心受拉構件軸心受壓構件強度(承載能力極限狀態)剛度(正常使用極限狀態)強度剛度(正常使用極限狀態)穩定(承載能力極限狀態)二、剛度計算(正常使用極限狀態)
保證構件在運輸、安裝、使用時不會產生過大變形。§4.3
軸心受壓構件的穩定一、軸心受壓構件的整體穩定(一)軸壓構件整體穩定的基本理論1、軸心受壓構件的失穩形式
理想的軸心受壓構件(桿件挺直、荷載無偏心、無初始應力、無初彎曲、無初偏心、截面均勻等)的失穩形式分為:(1)彎曲失穩--只發生彎曲變形,截面只繞一個主軸旋轉,桿縱軸由直線變為曲線,是雙軸對稱截面常見的失穩形式;(2)扭轉失穩--失穩時除桿件的支撐端外,各截面均繞縱軸扭轉,是某些雙軸對稱截面可能發生的失穩形式;(3)彎扭失穩—單軸對稱截面繞對稱軸屈曲時,桿件發生彎曲變形的同時必然伴隨著扭轉。2.軸心受壓桿件的彈性彎曲屈曲lNNFFNcrNcrNcrNcrNNA穩定平衡狀態B臨界狀態下面推導臨界力Ncr
設M作用下引起的變形為y1,剪力作用下引起的變形為y2,總變形y=y1+y2。由材料力學知:NcrNcrlyy1y2NcrNcrM=Ncr?yx剪力V產生的軸線轉角為:對于常系數線形二階齊次方程:其通解為:NcrNcrlyy1y2NcrNcrM=Ncr?yx
通常剪切變形的影響較小,可忽略不計,即得歐拉臨界力和臨界應力:
上述推導過程中,假定E為常量(材料滿足虎克定律),所以σcr不應大于材料的比例極限fp,即:3.軸心刃受壓崇桿件多的彈忍塑性幸彎曲溪屈曲Ncr,rNcr,rlxyσεσcrfp0E1dεdσ歷史江上有睛兩種領理論涼來解敲決該遇問題給,即:雙模量笛理論、吧切線模犁量理論當σcr大于fp后σ-ε曲線疫為非欲線性,σcr難以確耐定。切線訊模量曠理論Ncr,rNcr,rlxy△σσcr,t中和軸△σ假定:A、達到偷臨界力Ncr擁,t時桿件挺直;B、桿微傲彎時,軸心喝力增鳴加△N,其產女生的平門均壓應力與廢彎曲拉程應力相鬧等。所以應慶力、應哈變全截緒面增加冊,無退砍降區,杰切線模跟量Et通用于雞全截面籃。由于槐△N較Ncr紙,t小的多滿,近似崇取Ncr朽,t作為臨挪界力。滲因此以Et替代烏彈性艱屈曲貢理論冒臨界乘力公儉式中鄉豐的E,即得饑該理洞論的樸臨界價力和壞臨界緩應力犧:(二愛)初朋始缺泳陷對感壓桿母穩定繞的影恢響但試撞驗結碎果卻耳常位贊于藍色章虛線位置辦,即螺試驗買值小比于理要論值似。這的主要飄由于納壓桿初始鐮缺陷的存遇在。如前閃所述寇,如旬果將因鋼材伴視為紀理想主的彈疤塑性世材料茂,則壓魚桿的全臨界謠力與凝長細岡比的膨關系育曲線(柱運子曲提線)應為展:σεfy0fy=fp1.00λ歐拉臨界曲線初始缺餐陷幾何缺練陷:初彎才曲、初偏心等;力學缺嶼陷:殘余炮應力、材杯料不飾均勻懶等。1、殘嬌余應奸力的敬影響(1)殘余炭應力產望生的原澡因及其摩分布A、產生袍的原因①焊群接時邁的不缸均勻秘加熱椅和冷紅卻,惕如前懇所述少;②型酬鋼熱跪扎后最的不錢均勻搏冷卻丸;③板邊斬緣經火譯焰切割攀后的熱智塑性收鋪縮;④構艱件冷默校正譽后產幕生的的塑性答變形始。實測的翁殘余應辛力分布堂較復雜狐而離散淺,分析跡時常采霞用其簡肺化分布裕圖(計拴算簡圖型):++-0.361fy0.805fy(a)熱扎工字鋼0.3fy0.3fy0.3fy(b)熱扎H型鋼fy(c)扎制邊焊接0.3fyβ1fy(d)焰切邊焊接0.2fyfy0.75fy(e)焊接0.53fyfyβ2fyβ2fy(f)熱扎等邊角鋼(2剝)、殘沒余應像力影透響下籌短柱角的σ-ε曲線以熱艱扎H型鋼短襖柱為例嘗:0.3fy0.3fy0.3fy0.3fyσrc=0.3fyσ=0.7fyfy(A)0.7fy<σ<fyfy(B)
σ=fyfy(C)顯然,由于殘路余應力員的存在紫導致比展例極限fp降為:σ=N/Aε0fyfpσrcfy-σrcABC(3殼)、僅其考慮代殘余泥應力隊影響執的軸亮壓柱殼的臨腳界應放力
根據前述壓桿屈曲理論,當或時,可采用歐拉公式計算臨界應力;
當或時,截面出現塑性區,由切線模量理論知,柱屈曲時,截面不出現卸載區,塑性區應力不變而變形增加,微彎時截面的只有彈性區抵抗彎矩,因此,用截面彈性區的慣性矩Ie代替全截面慣性矩I,即得柱的臨界應力:仍以忽俗略腹板鼠的熱扎H型鋼充柱為棒例,忌推求截臨界估應力很:thtkbbxxy當σ>fp=fy-σrc時,截授面出現朝塑性區幅,應力丘分布如紙圖。柱屈滿曲可宇能的捏彎曲問形式肉有兩女種:沿強軸昏(x軸)和沿弱撤軸(y軸)因此走,臨妨界應銳力為癢:fyaca’c’b’σ1σrtbσrc顯然襯,殘皇余應跑力對駕弱軸享的影妙響要仙大于丑對強簡軸的槳影響(k<1)。thtkbbxxy為消掉域參數k,有以酒下補充伴方程:由△ab去c∽△a’b’c’得:fyaca’c’b’σ1σrtbσrc由力的務平衡可塵得截面貧平均應制力:縱坐勵標是醋臨界早應力世與屈彎服強斥度的良比值,橫坐籌標是捐相對愉長細呆比(正則化監長細比)。聯合弓求解此式4-狼9和4-1忠1即得σcr沉x(λx);聯合貧求解家式4-捧10和4-1杠1即得σcr漆y(λy)。可將其鹿畫成無剩量綱曲恒線(柱子駝曲線),如下光;1.00λn歐拉臨界曲線1.0σcrxσcryσE僅考慮殘余應力的柱子曲線0.3fy0.3fy0.3fy0.3fyσrc=0.3fy顯然,由于艱殘余歐應力企的存塘在導閘致比調例極闊限fp降為:σ=N/Aε0fyfpσrcfy-σrcABC1、殘余具應力的纏影響(3)、僅考島慮殘余堪應力影枯響的軸督壓柱的愁臨界應討力
根據前述壓桿屈曲理論,當或時,可采用歐拉公式計算臨界應力;
當或時,截面出現塑性區,由切線模量理論知,柱屈曲時,截面不出現卸載區,塑性區應力不變而變形增加,微彎時截面的只有彈性區抵抗彎矩,因此,用截面彈性區的慣性矩Ie代替全截面慣性矩I,即得柱的臨界應力:thtkbbxxy1.00λn歐拉臨界曲線1.0σcrxσcryσE僅考慮殘余應力的柱子曲線顯然亦,殘喚余應沾力對挽弱軸趕的影汁響要少大于屈對強泛軸的榨影響(k<1)。假定擇:兩挽端鉸之支壓柳桿的暈初彎搏曲曲婦線為諒:2、初彎資曲的影暑響NNl/2l/2v0y0v1yxyvy0yNNM=N?(y
0+y)xy令:關N作用吼下的貍撓度父的增講加值傳為y,由力湖矩平鑒衡得:將式4-明12代入上沾式,得:另外,由前述底推導可幕知,N作用下臺的撓度刪的增加逝值為y,也呈怠正弦曲狗線分布壺:上式求慰二階導急數:將式4-1書4和4-垂15代入規式4-1脂3,整理為得:求解方上式筐,因sin狂(πx/l)竊≠0,所以:桿長中盡點總撓作度為:根據蕉上式遷,可么得理霞想無遞限彈王性體核的壓歐力—撓度曲證線,具棚有以下患特點:①v隨N非線僑形增責加,當N趨于NE時,v趨于無秘窮;②相同N作用下,v隨v0的增大決而增加;③初彎曲敗的存在冒使壓桿亮承載力觸低于歐撐拉臨界根力NE。0.51.00vv0=3mmv0=1mmv0=0實際摔壓桿撇并非柜無限洗彈性碌體,職當N達到某救值時,感在N和N?v的共同走作用下點,截面冬邊緣開享始屈服(A或A’點),進床入彈炸塑性寶階段灰,其館壓力--撓度填曲線照如虛慕線所樹示。0.51.00vv0=3mmv0=1mmv0=0ABB’A’對于純僅考道慮初漠彎曲綱的軸逢心壓栗桿,截面邊礎緣開始交屈服的條故件為召:最后在N未達漸到NE時失慮去承鑄載能繼力,B或B’點為其極彼限承載捎力。解式5-1膚9,其載有效年根,掠即為淺以截面邊須緣屈服鞋為準則的臨磨界應喝力:上式稱販為柏利(Pe貧rry管)公式。如果取v0=l/10禍00(驗收璃規范規絮定),膛則:由于不單同的截飛面及不馬同的對役稱軸,i/ρ不同菜,因悔此初擋彎曲任對其故臨界宣力的突影響誦也不腰相同桐。對于焊榴接工字辣型截面遙軸心壓勉桿,當藍時:對x軸(碑強軸怠)i/ρ≈1.臣16;對y軸(勺弱軸寬)i/ρ≈2.1晚0。xxyy1.00λ歐拉臨界曲線對x軸僅考慮初彎曲的柱子曲線對y軸微彎狀乎態下建血立微分喚方程:3、初蜘偏心倡的影擾響NNl/2l/2xyve0xye00解微分離方程,秋即得:e0yNNN?(e
0+y)xy0x所以怨,壓皺桿長雕度中扮點(x=l/2)最大傲撓度v:其壓力—撓度鵲曲線僵如圖欲:曲線妖的特疤點與垃初彎豈曲壓夫桿相誓同,維只不府過曲無線過瓜圓點璃,可以認蕉為初偏音心與初悅彎曲的鄙影響類過似,但摘其影響騎程度不蜜同,初帶偏心的染影響隨筐桿長的晨增大而獸減小,盒初彎曲微對中等欄長細比主桿件影咬響較大困。1.00ve0=3mme0=1mme0=0ABB’A’僅考慮初偏心軸心壓桿的壓力—撓度曲線實際儲壓桿雹并非掌全部較鉸支養,對靈于任夠意支發承情抹況的悄壓桿驗,其真臨界牽力為饒:(三卷)、憂桿端熱約束戀對壓穴桿整輕體穩艙定的嘉影響對于框眼架柱和聚廠房階紡梯柱的倒計算長租度取值歐,詳見臭有關章項節。1、實存際軸容心受液壓構甘件的春臨界竿應力確定受污壓構件謝臨界應宴力的方里法,一拋般有:(1)屈服準趟則:以理鋪想壓桿交為模型龜,彈性高段以歐懼拉臨界湊力為基頁礎,彈武塑性段邀以切線它模量為獅基礎,米用安全居系數考服慮初始早缺陷的印不利影腫響;(2)邊緣箏屈服挎準則:以有醫初彎曲廈和初偏冷心的壓透桿為模漁型,以受截面邊尊緣應力稱達到屈因服點為糊其承載址力極限眼;(3)最大征強度祖準則:以有初熟始缺陷番的壓桿豬為模型忍,考慮從截面的擇塑性發蠅展,以槍最終破物壞的最需大荷載摸為其極嚷限承載叛力;(4)經驗公販式:以試乓驗數據皮為依據溫。(四)披實際陡軸心受害壓構件劑的整體蠟穩定計汗算2、實際誘軸心臣受壓紫構件李的柱絮子曲饅線我國規準范給定撲的臨界圈應力σcr,是灰按最大強限度準則,并通酬過數值豎分析確較定的。由于嶄各種見缺陷鴿對不硬同截資面、泉不同爭對稱怕軸的膝影響批不同鏡,所排以σcr-λ曲線芽(柱子器曲線),旨呈相宴當寬速的帶郵狀分辦布,英為減仍小誤庭差以濃及簡鹽化計藍算,傳規范屈在試希驗的伍基礎積上,逆給出厲了四婦條曲眾線(四類截鬧面),王并引曲入了朽穩定沈系數倍。3、實際占軸心須受壓蝦構件個的整幻玉體穩是定計極算軸心般受壓阻構件斯不發親生整背體失愁穩的夫條件胸為,截面應夏力不大張于臨界釣應力,并檢考慮滿抗力鉗分項糊系數γR后,即岡為:公式使暗用說明嚼:(1)截面捆分類:膝見相關繳教材、貨規范;(2)構卸件長孔細比倦的確對定①、截面命為雙軸哲對稱或漿極對稱續構件:xxyy對于罪雙軸草對稱插十字蕩形截破面,暈為了愧防止殺扭轉軍屈曲抹,尚質應滿納足:②、截面確為單軸醒對稱構暑件:xxyy繞對控稱軸y軸屈東曲時猶,一裙般為彎扭屈冤曲,其臨震界力低捆于彎曲宗屈曲,齡所以計肯算時,分以換算冤長細比λyz代替λy,計算襖公式如搭下:xxyybt③、單屬角鋼賀截面崗和雙低角鋼倒組合T形截面斥可采取歇以下簡脾化荷計算公殘式:yytb(a)A、等撒邊單君角鋼鼓截面寄,圖蔽(a)B、等邊戀雙角鋼合截面,擇圖(b)yybb(b)C、長耍肢相對并的護不等熱邊角手鋼截頌面,圖(C)yyb2b2b1(C)D、短桐肢相匹并的屋不等殘邊角敘鋼截暢面,圖(D)yyb2b1b1(D)④、單鍵軸對喘稱的樹軸心蓮受壓陣構件伸在繞切非對窯稱軸梁以外孕的任讀意軸壇失穩雹時,革應按裝彎扭裳屈曲豪計算艦其穩競定性日。uub
當計算等邊角鋼構件繞平行軸(u軸)穩定時,可按下式計算換算長細比,并按b類截面確定值:(3)其他縮慧注意事貢項:1、無任舅何對稱定軸且又曾非極對晚稱的截那面(單眠面連案接的語不等錯邊角大鋼除慣外)不宜杯用作果軸心浙受壓祖構件苦;2、單剪面連齡接的熔單角悄鋼軸罵心受舞壓構挽件,田考慮強度折盾減系數后,無可不量考慮述彎扭袋效應滾的影睡響;3、格構式截面中的槽形截面分肢,計算其繞對稱軸(y軸)的穩定性時,不考慮扭轉效應,直接用λy查穩定系數。yyxx實軸虛軸單角籮鋼的單剛面連蛛接時槐強度池設計蜻值的折減系傷數:1、按儉軸心假受力窮計算甘強度談和連續接乘牽以系痕數0.哥85;2、按軸業心受壓呀計算穩麻定性:等邊角譽鋼乘以展系數0.6霜+0.亦001瓣5λ,且不瞎大于1.情0;短邊聚相連砌的不愛等邊浩角鋼汁乘以鄭系數0.耗5+郵0.逐00阿25λ,且雖不大鏟于1.0;長邊相饑連的不仰等邊角幕鋼乘以宋系數0.女70;3、對中柔間無聯到系的單鉤角鋼壓齒桿,按最小回粥轉半徑計算λ,當λ<舅20時,紫取λ=2喚0。xxx0x0y0y0b在外壓捆力作用臭下,截做面的某槳些部分續(板件鬼),不果能繼續想維持平欲面平衡腦狀態而養產生凸濫曲現象毅,稱為局部毫失穩貿。局部蝴失穩累會降鉆低構爭件的繼承載舍力。二、軸船心受壓俯構件的妥局部穩淚定ABCDEFOPABCDEFG(一撇)薄邊板屈格曲基尸本原胖理1、單向惱均勻受起壓薄板彈性確屈曲對于四做邊簡支枕單向均基勻受壓需薄板,彈性迷屈曲時,由經小撓度卻理論,拜可得其平平衡微腹分方程:四邊簡支單向均勻受壓薄板的屈曲四邊簡支均勻受壓薄板的屈曲系數由于臨秋界荷載床是微彎恐狀態的貪最小荷侮載,即n=拜1(y方向為月一個半燙波)時所取逗得的Nx為臨弦界荷趨載:當a/b植=m時,β最小;當a/框b≥紋1時,β≈4;所以,仙減小板否長a并不能佛提高Ncr,健但減病小板舉寬b可明顯篩提高Ncr。對一般散構件來貧講,a/汗b遠大于1,故型近似彼取β=4,這時時有四邊謊簡支單沫向均勻浩受壓薄于板的臨絨界力:對于咬其他抽支承櫻條件流的單盒向均械勻受滴壓薄樹板,嫁可采田用相笨同的止方法欲求得β值,如擴下:ba側邊側邊β=4β=5.42β=6.97β=0.425β=1.277綜上所做述,單佛向均勻探受壓薄乓板彈性目階段的笛臨界力柜及臨界途應力的蹤蝶計算公裙式統一野表達為未:2、單向項均勻受差壓薄板彈塑性屬屈曲應炸力板件谷進入辨彈塑點性狀聯態后閥,在幼受力層方向懶的變別形遵己循切雜線模勉量規跌律,梯而垂痛直受艘力方雞向則臣保持屯彈性胃,因胃此板喚件屬猴于正從交異衰性板互。其向屈曲懼應力既可用簡下式虜表達植:(二)訴軸心至受壓構心件的局川部穩定玩的驗算對于普霞通鋼結杠構,一緞般要求院:局部丸失穩不貌早于整溝體失穩似,即板棄件的臨鄉豐界應力具不小于界構件的線臨界應祥力,所潤以:由上萬式,績即可測確定局部失鏈穩不早胃于整體遙失穩時,報板件篇的寬歸厚比監限值路:1、翼授緣板象:A、工掩字形前、T形、H形截面仿翼緣板btbttbtbB、箱形塌截面翼歇緣板bb0t2、腹批板:A、工平字形章、H形截芳面腹泡板twh0h0twB、箱仁形截身面腹劃板bb0th0twC、T形截面倍腹板自由合邊受月拉時筑:twh0h0tw3、圓繳管截塑面(三兇)、敘軸壓寬構件獎的局劫部穩宜定不庭滿足奴時的誰解決耽措施1、增加面板件厚被度;Dt2、對于H形、工字形和箱形截面,當腹板高厚比不滿足以上規定時,在計算構件的強度和穩定性時,腹板截面取有效截面,即取腹板計算高度范圍內兩側各為部分,但計算構件的穩定系數時仍取全截面。twh0由于橫萬向張力兩的存在絞,腹板仆屈曲后泡仍具有梯很大的緣瑞承載力趣,腹板域中的縱探向壓應獸力為非借均勻分椒布:因此額,在償計算采構件戀的強貍度和柄穩定秘性時艦,腹朵板截痰面取有效邊截面betW。腹板屈麗曲后,分實翁際平板郵可由一斥應力等欲于fy的等效起平板代蛛替,如狐圖。be/2be/2fy3、對于H形、制工字耍形和覽箱形博截面值腹板似高厚痛比不谷滿足淘以上巷規定碌時,琴也可司以設峽縱向截加勁羞肋來汗加強脫腹板缺。縱向加賭勁肋與脊翼緣間枯的腹板息,應滿漏足高厚哨比限值宜。縱向腎加勁冠肋宜等在腹坑板兩近側成叛對配鑄置,旋其一歷側的頂外伸花寬度菠不應姨小于10tw,厚兆度不沖應小被于0.7他5tw。≥10tw≥0.75twh0’縱向加勁肋橫向加勁肋一、實腹匹式柱的設有計1、截攤面的芳選取心原則§4-綁4軸心受殃壓構件綢的設計(2)盡量滿足兩主軸方向的等穩定要求,即: 以達到經濟要求;(4)盡可亮能構造撒簡單,哈易加工努制作,間易取材畜。(1)截面謀積的分橡布盡量枕展開,粱以增加韻截面的口慣性矩和回轉眾半徑,恒從而提撕高柱的伙整體穩死定性和哀剛度;(3)便穴于其乎他構固件的樣連接寶;2、截選面的要設計(1)截黃面面遞積A的確定假定λ=5沫0~100,當稀壓力碌大而大桿長陳小時盯取小阻值,歲反之去取大貝值,貸初步蒙確定卵鋼材窮種類砍和截觀面分晉類,簡查得陡穩定汽系數挺,從兄而:(2)求兩怒主軸方叨向的回湖轉半徑疏:(3)由截浮面面積A和兩主暖軸方盼向的疫回轉福半徑倘,優座先選筐用軋必制型拾鋼,截如工巷字鋼袍、H型鋼等削。型鋼押截面不芽滿足時螺,選用組合詢截面,組合鍬截面的衛尺寸可般由回轉案半徑確估定:(4)由連求得胡的A、h、b,綜關合考泰慮構父造、掉局部冊穩定遇、鋼黃材規巴格等交,確由定截文面尺覆寸;(5)構件謎的截面驗算:A、截牧面有驅削弱械時,動進行墓強度敲驗算棚;B、整兼體穩怪定驗區算;C、局部嚇穩定使驗算;對于熱超軋型鋼邪截面,美因板件吩的寬厚餓比較大遼,可不典進行局波部穩定嗓的驗算縣。D、剛穿度驗朱算:可與整長體穩定告驗算同腎時進行形。3、構這造要石求:對于奶實腹宵式柱踐,當岡腹板狂的高煙厚比h0/tw>8川0時,為臺提高柱嫩的抗扭生剛度,欄防止腹枝板在運遍輸和施龍工中發艷生過大蠶的變形扛,應設示橫向加毫勁肋,廉要求如抄下:橫向加做勁肋間蟻距≤3h0;橫向加株勁肋的料外伸寬刮度bs≥h0/3夾0+徒40漲m索m;橫向冠加勁栗肋的膊厚度ts≥bs/15。對于手組合蜓截面娃,其榜翼緣川與腹板辛間的焊悉縫受陳力較廊小,房誠可不詞于計沸算,條按構造選定年焊腳尺蔑寸即可伴。bs橫向加勁肋≤3h0h0ts如圖所棚示支柱身承受軸結心壓力同。已知牙:N=檔15信00中Kn,Q2修35快B鋼f=撐21季5N默/m冷m2,lox=6特00疾0m轉m,loy=30加00m悲m。截面炊無孔狂眼削棵弱。惠采用疫焊接鍵工字森型鋼揉,查箏表知央:,驗算此支柱活是否滿羨足要求醫。(一)、截腔面選客取原桐則盡可能隨做到等怨穩定性冠要求。yyxx(a)實軸虛軸xxyy(b)虛軸虛軸xxyy(c)虛軸虛軸第六芽節拼格構牌式軸好壓構輩件設型計1、強度N—軸心賄壓力毒設計撤值;An—柱肢耗凈截翁面面皂積之溉和。yyxx實軸虛軸N2、整縱體穩寄定驗創算對于常潮見的格原構式截暢面形式鄭,只能駕產生彎曲坦屈曲,其彈性屈盆曲時的臨創界力為婆:或:(1)對實也軸(y-拔y軸)的躍整體穩趁定
因
很小,因此可以忽略剪切變形,λo=λy,其彈性屈曲時的臨界應力為:則穩定計計算(與實腹懼式構建前計算同):yyxx實軸虛軸(2)對虛鐘軸(x-糧x)穩定繞x軸(虛臨軸)彎兼曲屈曲右時,因誘綴材的主剪切剛凡度較小憤,剪切輝變形大搖,γ1則不能位被忽略撈,因此布:則穩定桌計算:由于不返同的綴烈材體系元剪切剛秤度不同領,γ1亦不于同,忽所以堪換算歸長細繼比計鉗算就仁不相冶同。疑通常縮慧有兩筒種綴筍材體銜系,危即綴條式和綴板式體系留,其換孔算長評細比飽計算稱如下體:①雙肢綴印條柱設一個嶄節間兩兔側斜綴宮條面積挨之和為A1;節間拴長度為l1VV單位剪窮力作用閉下斜綴嘉條長度爐及其內私力為:V=1V=1△△dγ1γ1l1ldαabcdb’假設變福形和剪錯切角有限微化小,故水積平變形秘為:剪切角γ1為:因此曲,斜則綴條拌的軸撥向變夏形為耽:V=1V=1△△dγ1γ1l1ldαabcdb’e將式4-班51代入式4-5貧0,得督:對于一亡般構件吐,α在40o~70o之間,所窗以規畢范給響定的λ0x的計派算公鞠式為殖:102030405060708090(度)10080604020027αabcd②雙肢默綴板悶柱假定:綴板店與肢蓬件剛者接,默組成別一多棚層剛腳架;彎曲嬌變形遭的反伍彎點帝位于豈各節味間的盾中點馳;只考缸慮剪腥力作糧用下芬的彎糧曲變臂形。取隔塔離體重如下忍:當α超出以浙上范圍捕時應按渠式4-5筍2計算。l1aI1Ibaxx11l1aa1-21-21-21-2l1-2l1-2l1-aT=θ1γ1γ1△1△2abcdef分肢張彎曲恭變形振引起彎的水也平位瓶移△2:因此,剪切角γ1:綴板至的彎截曲變企形引衣起的辯分肢復水平騎位移△1:a1-21-21-21-2l1-2l1-2l1-aT=θ1γ1γ1△1△2abcdef將剪切秘角γ1代入各式4-5妻0,并狂引入囑分肢暴和綴守板的紛線剛遇度K1、Kb,得:由于規仙范規定撞這汁時:所以鮮規范射規定負雙肢賓綴板沫柱的糕換算歪長細腐比按腿下式例計算揮:式中:對于躍三肢陜柱和艦四肢不柱的項換算呢長細過比的霜計算激見規蟲范。3、綴焰材的嗓設計(1)軸息心受異壓格魯構柱圍的橫炊向剪累力構件男在微態彎狀擱態下羨,假晶設其嫩撓曲摧線為叛正弦糟曲線呼,跨蝴中最怎大撓撿度為v,則勾沿桿學長任賊一點堪的撓浮度為旨:NlzyvVNyyyxxb對于三轉肢柱和學四肢柱幣的換算憐長細比尼的計算態見規范詢。3、分伶肢穩級定性哨驗算4、綴材龍的設計(1)軸咳心受斯壓格錦構柱接的橫催向剪譽力構件在桐微彎狀歲態下,梯假設其殲撓曲線剝為正弦錯曲線,必跨中最睛大撓度鄰為v,則筒沿桿昨長任貼一點盒的撓鴿度為柿:NlzyvVNyyyxxb截面彎屢矩為:所以抄截面盤剪力躍:顯然栗,z=0和z=l時:由邊緣屈唉服準則:NlzyvVNyvmaxyyxxb在設耳計時縣,假劈燕定橫晃向剪廁力沿釋長度乏方向崖保持膜不變添,且賺橫向撓剪力死由各橫綴材肝面分炸擔。Vl(2)綴諷條的梅設計A、綴條可班視為以瓦柱肢為唯弦桿的矛平行弦燙桁架的濁腹桿,肉故一個起斜綴條糠的軸心廚力為:V1V1單綴條θV1V1雙綴條θB、由于章剪力的今方向不悔定,斜技綴條應腔按軸壓構爬件計算礙,其長細攻比按最燙小回轉芬半徑計狀算;C、斜綴閃條一市般采裁用單涼角鋼岡與柱冶肢單覽面連顫接,合設計牛時鋼材強代度應進膊行折減,同前;D、交叉匠綴條體騾系的橫綴派條應按宅軸壓崖構件腔計算怨,取槽其內呢力N=紀V1;V1V1單綴條θV1V1雙綴條θE、單礎綴條損體系州為減桿小分殘肢的遞計算闖長度氏,可圓設橫逮綴條鏟(虛線),點其截漸面一棒般與互斜綴亮條相殿同,責或按芒容許礦長細陷比[λ]=必15嬌0確定倆。(3)綴甘板的超設計對于綴掛板柱取世隔離體秩如下:由力矩另平衡可墓得:剪力T在綴艇板端送部產級生的崇彎矩:V1/2l1/2l1/2V1/2a/2TTMdT和M即為用綴板框與肢詢件連姜接處朵的設計疼內力。同一鍋截面張處兩駁側綴鍛板線塔剛度孔之和固不小載于單關個分籃肢線即剛度辜的6倍,即荷:肌;綴板寬葉度d≥點2a阿/3,厚度t≥明a/蹄40且不小稍于6m盒m;端綴板奇宜適當溫加寬,得一般取d=a。4、格猜構柱乞的設虧計步擋驟格構筒柱的芳設計槍需首覺先確湖定柱安肢截芝面和盼綴材畜形式昨。對于大型禽柱宜婦用綴攜條柱,中小型晶柱兩種笨綴材均待可。具體摧設計傅步驟貞如下打:綴板的低構造要增求:axx11l1ad以雙肢僅柱為例蟻:1、按對債實軸的百整體穩盲定確定屢柱的截姿面(分肢含截面);2、按等爸穩定條泉件確定悟兩分肢廣間距b,即λ0x=λy;雙肢約綴條剃柱:雙肢綴爬板柱:顯然,還為求得λx,對綴鎖條柱需紙確定綴池條截面驕積A1;對綴五板柱需茂確定分池肢長細儀比λ1。所以針,求耳得截仿面寬芽度:3、驗屑算對院虛軸添的整停體穩炕定,四并調的整b;4、設計綴條和綴板及其過與柱缸肢的連接。對虛軸的回轉半徑:格構柱庸的構造砍要求:λ0x和λy≤[λ];為保裁證分戀肢不葉先于鄭整體范失穩圓,應臣滿足竹:綴條出柱的龍分肢儉長細笑比:綴板暴柱的讀分肢賺長細陶比:§4-7柱頭趴和柱滴腳一、挽柱頭腰(梁旁與柱怎的連點接-鉸接)(一)襲連接構合造為了相使柱以子實佛現軸蹈心受貍壓,譜并安梳全將歡荷載犬傳至偵基礎爪,必斤須合像理構主造柱情頭、毫柱腳勢。設計原河則是:蟲傳力明晃確、過腿程簡潔臣、經濟燒合理、譽安全可庸靠,并猛具有足敵夠的剛食度且構貝造又不賣復雜。(二鎖)、碌傳力抓途徑傳力路線:梁突緣柱頂板
加勁肋柱身焊縫墊板焊縫焊縫柱頂板加勁肋柱梁梁突緣墊板填板填板構造螺栓(三)夸、柱頭概的計算(1孔)梁端局槐部承壓輔計算梁設計渴中講授(2)柱頂吐板平面尺頃寸超出央柱輪廓籮尺寸15恢-2登0m利m,厚度環不小于14杜mm。(3)加勁半肋加勁肋姑與柱腹數板的連沙接焊縫丈按承受亭剪力V=N/2和彎舌矩M=耕Nl/4計算氏。N/2l/2l15-20mm15-20mmt≥14mm二、疼柱腳(一)姥柱腳的卵型式和筆構造實際英的鉸蜻接柱腳像型式撿有以費下幾賭種:1、軸承坊式柱設腳制作鎮安裝謎復雜伍,費趁鋼材捆,但扔與力蝦學符更合較粘好。樞軸2、平板艘式柱烤腳XYN靴梁隔板底板隔板錨栓柱錨栓蓮用以許固定搏柱腳肚位置柄,沿遮軸線舟布置2個,仙直徑20-騎24m芹m。肋板b1(二)捐柱腳計蓄算1.傳力途楊徑柱靴梁底板混凝土基礎隔板(肋板)實際計算不考慮cca1Bt1t1Lab
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