格構(gòu)式柱、柱梁連接.doc

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1、軸心受壓構(gòu)件整體彎曲后，沿桿長(zhǎng)各截面上將存在彎矩和剪力。對(duì)實(shí)腹式構(gòu)件，剪力引起的附加變形很小，對(duì)臨界力的影響只占3／1000左右。因此，在確定實(shí)腹式軸心受壓構(gòu)件整體穩(wěn)定的臨界力時(shí)，僅僅考慮了由彎矩作用所產(chǎn)生的變形，而忽略了剪力所產(chǎn)生的變形。對(duì)于格構(gòu)式柱，當(dāng)繞虛軸失穩(wěn)時(shí)，情況有所不同，因肢件之間并不是連續(xù)的板而只是每隔一定距離用綴條或綴板聯(lián)系起來。柱的剪切變形較大，剪力造成的附加撓曲影響就不能忽略。在格構(gòu)式柱的設(shè)計(jì)中，對(duì)虛軸失穩(wěn)的計(jì)算，常以加大長(zhǎng)細(xì)比的辦法來考慮剪切變形的影響，加大后的長(zhǎng)細(xì)比稱為換算長(zhǎng)細(xì)比。鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范

2、對(duì)綴條柱和綴板柱采用不同的換算長(zhǎng)細(xì)比計(jì)算公式。(1)雙肢綴條柱根據(jù)彈性穩(wěn)定理論，當(dāng)考慮剪力的影響后，其臨界力的表達(dá)為：式中——格構(gòu)柱繞虛軸臨界力換算為實(shí)腹柱臨界力的換算長(zhǎng)細(xì)比。（5.25）——單位剪力作用下的軸線轉(zhuǎn)角（單位剪切角）?，F(xiàn)取圖5．16(a)的一段進(jìn)行分析，以求出單位剪切角。如圖5．16(b)所示，在單位剪力作用下一側(cè)綴材所受剪力。設(shè)一個(gè)節(jié)間內(nèi)兩側(cè)斜綴條的面積之和A1，其內(nèi)力；斜綴條長(zhǎng)，則：斜綴條的軸向變形為：A1——斜綴條總面積假設(shè)變形和剪切角是有限的微小值，則由引起的水平變位為：故剪切角為：（5.26）這

3、里，為斜綴條與柱軸線間的夾角，代入式（5.25）中得：（5.25）（5.27）一般斜綴條與柱軸線間的夾角在400～700范圍內(nèi)，在此常用范圍，的值變化不大(圖5.17)，我國(guó)規(guī)范加以簡(jiǎn)化取為常數(shù)27，由此得雙肢綴條柱的換算長(zhǎng)細(xì)比為：（5.28）式中——整個(gè)柱對(duì)虛軸的長(zhǎng)細(xì)比（不計(jì)綴材）；A——整個(gè)柱肢的毛截面面積；A1——一個(gè)節(jié)間內(nèi)兩側(cè)斜綴條毛截面面積之和。需要注意的是，當(dāng)斜綴條與柱軸線間的夾角不在400～700范圍內(nèi)時(shí)，值將大27很多，式(5．28)是偏于不安全的，此時(shí)應(yīng)按式(5.27)計(jì)算換算長(zhǎng)細(xì)比。(2)雙肢綴板柱

4、雙肢綴板柱中綴板與肢件的連接可視為剛接，因而分肢和綴板組成一個(gè)多層框架，假定變形時(shí)反彎點(diǎn)在各節(jié)點(diǎn)的中點(diǎn)[圖5.18(a)]。若只考慮分肢和綴板在橫向剪力作用下的彎曲變形，取分離體如圖5．18(b)所示，A為分肢橫截面積之和；l1分肢節(jié)間高度；a分肢軸間距；I1分肢繞弱軸的慣性矩；Ib綴板的慣性矩；可得單位剪力作用下綴板彎曲變形引起的分肢變位為：5．4．2．3綴材設(shè)計(jì)(1)軸心受壓格構(gòu)柱的橫向剪力格構(gòu)柱繞虛軸失穩(wěn)發(fā)生彎曲時(shí)，綴材要承受橫向剪力的作用。因此，需要首先計(jì)算出橫向剪力的數(shù)值后才能進(jìn)行綴材的設(shè)計(jì)。圖5．19所示一

5、兩端鉸支軸心受壓柱，繞虛軸彎曲時(shí)，假定最終的撓曲線為正弦曲線，跨中最大撓度為：則沿桿長(zhǎng)任一點(diǎn)的撓度為：式中——按虛軸換算長(zhǎng)細(xì)比確定的整體穩(wěn)定系數(shù)。令N＝，即得《鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》規(guī)定的最大剪力的計(jì)算式：（5.33）在設(shè)計(jì)中，將剪力V沿柱長(zhǎng)度方向取為定值，相當(dāng)于簡(jiǎn)化為圖5．19(c)的分布圖形。(2)綴條的設(shè)計(jì)綴條的布置一般采用單系綴條圖5．20(a)，也可采用交叉綴條[圖5．20(b)]。綴條可視為以柱肢為弦桿的平行弦桁架的腹桿，內(nèi)力與桁架腹桿的計(jì)算方法相同。在橫向剪力作用下，一個(gè)斜綴條的軸心力為(圖5.20)：（5.3

6、4）式中V1——分配到一個(gè)綴材面上的剪力；n——承受剪力V1的斜綴條數(shù)。單系綴條時(shí)，n＝1；交叉綴條時(shí)，n＝2；——綴條的傾角(圖5.20)。由于剪力的方向不定，斜綴條可能受拉也可能受壓，應(yīng)按軸心壓桿選擇截面。綴條一般采用單角鋼，與柱單面連接，考慮到受力時(shí)的偏心和受壓時(shí)的彎扭考慮扭轉(zhuǎn)效應(yīng))時(shí)，應(yīng)按鋼材強(qiáng)度設(shè)計(jì)值乘以下列折減系數(shù)；①按軸心受力計(jì)算構(gòu)件的強(qiáng)度和連接時(shí)，＝0.85。②按軸心受壓計(jì)算構(gòu)件的穩(wěn)定性時(shí)等邊角鋼＝0．6十0．00l5A，但不大于1．0短邊相連的不等邊角鋼＝0．5十0．0025，但不大于1.0長(zhǎng)邊相連的

7、不等邊角鋼＝0．70為綴條的長(zhǎng)細(xì)比，對(duì)中間無聯(lián)系的單角鋼壓桿、按最小回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算，當(dāng)＜20時(shí)，?。?0。交叉綴條體系[圖5．20(b)]的橫綴條按受壓力N＝Vl計(jì)算。為了減小分肢的計(jì)算長(zhǎng)度，單系綴條[圖5.20(a)]也可加橫綴條，其截面尺寸一般與斜綴條相同，也可按容許長(zhǎng)細(xì)比（[]=150）確定。(3)綴板的設(shè)計(jì)綴板柱可視為一多層框架(肢件視為框架立柱，綴板視為橫梁)。當(dāng)它整體撓曲時(shí)，假定各層分肢中點(diǎn)和綴板中點(diǎn)為反彎點(diǎn)[圖5．18(a)]。從柱中取出如圖5．2l(b)所示脫離體，可得綴板內(nèi)力為：剪力：（5.35）彎矩（

8、與肢件連接處）：（5.36）式中——綴板中心線間的距離；a——肢件軸線間的距離。綴板與肢體間用角焊縫相連，角焊縫承受剪力和扭矩的共同作用。由于角焊縫的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值小于鋼材的強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，故只需用上述M和T驗(yàn)算綴板與肢件間的連接焊縫。綴板應(yīng)有一定的剛度。規(guī)范規(guī)定，同一截面處兩側(cè)綴板線剛度之和不得小于一個(gè)分肢線剛度的6倍。一般取寬度d≥2