格构式柱柱梁连接Word格式文档下载.docx
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斜缀条的轴向变形为：
图乐！
6缀条拄的剪切变形
Cd=Nd^dllAi斜缀条总面积
EAIEAlSinGeos。
假设变形和剪切角是有限的微小值，则由厶d引起的水平变位超为:
∣1
2
EA1Sin二CoSJ
故剪切角为:
（5.26）
1
l1EA1Sin2「cos二
这里，：
为斜缀条与柱轴线间的夹角，代入式（5.25）中得:
一般斜缀条与柱轴线间的夹角在400〜700范围内，在此常用范围,
-2/（sin2：
cos：
）的值变化不大（图5.17）,我国规范加以简化取为常数27,由此得双肢缀条柱的换算长细比为：
”r~2A
'
0^..,X227A（5.28）
ID5J7πi∕（sm⅛o3a）值
式中X——整个柱对虚轴的长细比（不计缀材）；
A——整个柱肢的毛截面面积；
Ai——一个节间内两侧斜缀条毛截面面积之和。
需要注意的是，当斜缀条与柱轴线间的夹角不在400〜700范围内时，二2/（sin2cos：
•）值将大27很多，式（5.28）是偏于不安全的，此时应按式（5・27）计算换算长细比∙oXO
⑵双肢缀板柱
双肢缀板柱中缀板与肢件的连接可视为刚接，因而分肢和缀板组
成一个多层框架，假定变形时反弯点在各节点的中点［图5・18（a）］。
若只考虑分肢和缀板在横向剪力作用下的弯曲变形，取分离体如图5.18（b）所示，A为分肢横截面积之和；
Ii分肢节间高度；
a分肢轴间距；
Ii分肢绕弱轴的惯性矩；
Ib缀板的惯性矩；
可得单位剪力作用下缀板弯曲变形引起的分肢变位亠为：
≡5.18壕様柱的剪切变形
分肢本身弯曲变驱时的变⅛⅛Λ
心-JL
J一48EA
由此得前切角y
心吐—如―ιrl+2^l
Q詁12⅛'
24E∕1≡4fiZllJ十'
M）将此F值代A⅛<
5.⑸，井令K产心-为W得换算K细比无为］
An=Ay⅛+
假设分1⅛截面面积A1=O.5A1A1^//I=^tSII
—J證+$1+疳”（5-2⅛>
贰中Λ3-⅛∕Ir-分肢的枚绸比°
儿为分戰弱轴的冋转半轻.為为缀板闾的净距离［≡5÷
5（fr）］i
K】=M个分肢的线刚度.！
：
为銀板中心蛀小为分肢爲弱⅞⅛的惯性矩'
Kb-∑h∕a——两删繊⅛i⅛⅛剧度之和IIΛ为逐板的IK性矩ffl为分肢轴线何厕离、
根据钢结构设计規范的规g,⅛g⅛线刖度之和汕应大于E借的分肢线刚度.即Xh∕Ks≥6a若取Kt⅛
=6,则式鮎亡g）申的fjι+2卑|母1"
丙此腿齟规定双肢缀板柱的换算稳细比釆用:
（5+30）
若在茱些特殊情况无法满足KJ∕C1≥6的要求时*则换算拴细比為应按式（5.29）计算。
四肢拄和三战柱的换算校削比+藝见¥
钢结构设计规范》第5.b3条.
5.4.2.3缀材设计
（1）轴心受压格构柱的横向剪力
格构柱绕虚轴失稳发生弯曲时，缀材要承受横向剪力的作用。
因
此，需要首先计算出横向剪力的数值后才能进行缀材的设计。
图5.19所示一两端铰支轴心受压柱，绕虚轴弯曲时，假定最终
的挠曲线为正弦曲线，跨中最大挠度为：
；
:
。
则沿杆长任一点的挠度为:
兀Z
y=、：
0Sin-
Jtj?
M=NT=Nm^in丁
上式中令Afi=^井取*⅛i*∕°
-44（见表氐阳T得:
將式C5.32）中的巩值代人式（5-31）φ.⅛:
疗_0,SSTr（I—旳N_1N
y⅛∙1⅛κ"
J'
■—~Γ~*
⅛φkγ
式中ili0.88π（l^-p）
龄过对双肢祜构式柱的计算分析，在常用的长铝比范围内.⅛⅛⅛K⅛H⅛的矣系不大，可取対常敷‘对
Q235钢枸件徴A=35tj⅛Q345.Q350餾和Q4S0⅛⅛件.取A¾
S5J畑J囲此軸心受IE格构柱乎行于⅛⅛≡的剪力为；
%=⅛7S
令N=Afy,即得《钢结构设计规范》规定的最大剪力的计算
I
V=Affy（5.33）
85.235
在设计中，将剪力V沿柱长度方向取为定值，相当于简化为图5.19（c）的分布图形。
（2）缀条的设计
缀条的布置一般采用单系缀条图5.20（a）,也可采用交叉缀条［图5.20（b）］。
缀条可视为以柱肢为弦杆的平行弦桁架的腹杆，内力与桁架腹杆的计算方法相同。
在横向剪力作用下，一个斜缀条的轴心力为（图5.20）:
NI=上—（5.34）
nCOS日
式中V1分配到一个缀材面上的剪力；
n承受剪力Vi的斜缀条数。
单系缀条时，n=1;
交叉缀条时，n=2;
——缀条的倾角（图5.20）O
由于剪力的方向不定，斜缀条可能受拉也可能受压，应按轴心压杆选择截面。
缀条一般采用单角钢，与柱单面连接，考虑到受力时的偏心和受压时的弯扭考虑扭转效应）时，应按钢材强度设计值乘以下列折减系数；
1按轴心受力计算构件的强度和连接时，=0.85o
2按轴心受压计算构件的稳定性时
等边角钢=0.6十0.0015A,但不大于1.0
短边相连的不等边角钢=0.5十0.0025•,但不大于1.0
长边相连的不等边角钢=0.70
为缀条的长细比，对中间无联系的单角钢压杆、按最小回转半径计算，当，V20时，取•=20O交叉缀条体系[图5.20（b）]的横缀条按受压力N=V∣计算。
为了减小分肢的计算长度，单系缀条[图5.20（a）]也可加横缀条，其截面尺寸一般与斜缀条相同，也可按容许长细比
（[]=150）确定。
图5+盹⅞H条的内力
（3）缀板的设计
缀板柱可视为一多层框架（肢件视为框架立柱，缀板视为横梁）。
当它整体挠曲时，假定各层分肢中点和缀板中点为反弯点[图5.18（a）]o从柱中取出如图5.2l（b）所示脱离体，可得缀板内力为：
剪力：
（5.35）
弯矩（与肢件连接处）:
M=T∙a
（5.36）
式中h——缀板中心线间的距离；
a――肢件轴线间的距离
≡5-21⅛⅛it算简圏
缀板与肢体间用角焊缝相连，角焊缝承受剪力和扭矩的共同作用。
由于角焊缝的强度设计值小于钢材的强度设计值，故只需用上述M和T验算缀板与肢件间的连接焊缝。
缀板应有一定的刚度。
规范规定，同一截面处两侧缀板线刚度之和不得小于一个分肢线刚度的6倍。
一般取宽度d≥2a/3[图5.21（b）],厚度t≥a/40,并不小于6mm。
5.4.2.4格构柱的设计步骤
格构柱的设计需首先选择柱肢截面和缀材的形式，按下列步骤进行设计：
（1）按对实轴（y—y轴）的整体稳定选择柱的截面，方法与实腹柱的计算相同。
⑵按对虚轴（X—X轴）的整体稳定确定两分肢的距离
（5.38）
对缀条柱应预先确定斜缀条的截面Ai；
对缀板柱应先假定分肢长细比■10
按式（5.37）或式（5.38）计算得出X后，即可得到对虚轴的回转半
径：
iX=l0x/'
X
⅞Hβ面回转半径的近仪很«
5-6
⅛
M-J
⅛E
U
曲
b≡,⅛I
卜丄T
Πt3
πθ
Jl
⅜
rt=（T]Λ
O.43A
OJSA
①S8⅛
0.1W
队3CA
0.轴
CU2⅛
i∕=aj⅛
0,Ξ4⅛
b44⅛
0,6⅛⅛
（XH5A
O.24b
心20£
根据表5.6,可得柱在缀材方向的宽度bixr-ι,亦可由已知截面的几何量直接算出柱的宽度bO
（3）验算对虚轴的整体稳定性，不合适时应修改柱宽b再进行验算。
（4）设计缀条或缀板（包括它们与分肢的连接）。
进行以上计算时应注意：
（1）柱对实轴的长细比Y和对虚轴的换算长细比心均不得超过容许长细比［■］；
（2）缀条柱的分肢长细比-1=lι∕∖ι不得超过柱两方向长细比（对虚轴为换算长细比）较大值的0.7倍，否则分肢可能先于整体失稳；
（3）缀板柱的分肢长细比「=∣oι∕iι不大于40,并不应大于柱较大长细比^max的0・5倍（当XmaXV50时，取》、max=50>
亦是为了保证分肢不先于整体构件失去承载能力。
5.4.3柱的横隔
格构柱的横截面为中部空心的矩形，抗扭刚度较差。
为了提高格构柱的抗扭刚度，保证柱子在运输和安装过程中的截面形状不变，应每隔一段距离设置横隔。
另外，大型实腹柱（工字型或箱型）也应设置横隔（图5.22）o横隔的间距不得大于柱子较大宽度的9倍或8m,而且每个运送单元的端部均应设置横隔。
当柱身某一处受有较大水平集中力作用时，也应在该处设置横隔，以免柱肢局部受弯。
横隔可用钢板｛图5.22（a）、（c）、（d）｝或交叉角钢［图5.22（b）］做成。
工字形截面实腹柱的横隔只能用钢板制作，它与横向加劲肋的区别在于与翼缘同宽［图5.22（c）］,而横向加劲肋则通常较窄。
箱形截面实腹柱的横隔，有一边或两边不能预先焊接，可先焊两边或三边，装配后再在柱壁钻孔用电渣焊焊接其他边［图5.22（d）］O
圈缶舞注的檀隔
（fl）√⅛）-∣fr构性心八佔》一：
⅛!
3⅛F⅛ttt
[例5.3]设计一缀板柱，柱咼6m,两端铰接，轴心压力为
IO00kN（设计值）,钢材为Q235钢，截面无孔眼削弱
［解］
柱的计算长度为ZQK=⅛-Gmft
h按实轴的整体德定选择柱的截面
假设人=7S査附表42（b类截面》得卩=Sw需要的載面面积为*
=619=61”庆皿‘
N=IPoeL兀Wl
乔_0.751X215
选用3irS2aM=63l6cms,ι∖=S>
67Cm.
验算整休程定性
*⅛**692<
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⅛=Γ751T⅛⅛⅛H20SN^<
『=
2.确定柱宽&
假定λt=35C约等于Q∙5λr）,
入=√⅛—必=√69.2£
-35£
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