格构柱的设计步骤有哪些?
- 发布日期:2022-08-17审核编辑:本站小编
(1)分肢的截面选掸
分肢属于实腹式构件,所以其截面的选择也和实腹式压杆一样。首先假定实轴方向的长细比λy,然后根据它确定稳定系数φy再根据A≥N/φf和iy=loy/λy,,选择截面。
(2)分肢的间距确定分肢之间的距离是根据对实轴和虚轴的等稳定性来确定的,即等稳条件λox =λy,由换算长细比计算公式可得到对虚轴的长细比:
算出虚轴的长细比之后,由ix=lox/λx;求出虚轴的回转半径,再根据截面回转半径与轮廓尺寸的近似关系(参见相关设计手册)确定分肢之间的距离。
(3)缀材的设计
1)对于缀条柱,将缀条看作平行弦桁架腹杆,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:
缀条一般采用单角钢,与柱单面连接,由于剪力的方向取决于杆的初弯曲,叮以向左也可以向石,因此缀条可能承受拉力也可能承受压力,设计时应按轴心受压构件计算。当采用单角钢单面连接时应将钢材强度设计值乘以下列折减系数η:
①按轴心受力计算构件的强度和连接时: η=0.85。
②按轴心受乐计算构件的稳定性时:
等边角钢η=0.6+0.0015λ,但不大于1.0
短边相连的不等边角钢η= 0.5 +0. 0025λ,但不大于1.0
长边相连的不等边角钢η=0.70
其中λ为缀条的长细比,当λ <20时,取λ =20。对于中间无连系的单角钢缀条,按最小回转半径计算;对于中间有连系的单角钢缀条,取由与角钢边平行或与其垂直的轴的长细比。为了减小肢件的计算长度,单系缀条也可加横缀条,其截面尺寸与斜缀条相同,或按容许长细比确定。钢结构规范还规定,为了确保分肢的稳定,单肢的长细比不应超过杆件最大长细比的0.7倍,因为杆件的几何缺陷可能使一个单肢的受力大于另一个单肢。如果单肢是组合截面,还应保证板件的稳定。
2)对于缀板柱,先假定单肢的长细比λ,为了防止单肢失稳的临界力小于整体失稳的临界力,规范规定单肢的长细比λ不应大于40,且不大于杆件最大长细比的0.5倍,当λm <50时取λmw =50。再根据1 1=λ1i1,确定缀板之间的净距离l1。
缀板柱可假定为一多层框架,肢件视为框架柱,缀板视为横梁,计算简图如图3-26所示,各层分肢中点和缀板中点为反弯点,反弯点处弯矩为零,只承受剪力,根据平衡条件缀板所受的内力为:
缀板与肢件间用角焊缝连接,其搭接长度一般为20~30mm。角焊缝承受剪力和弯矩的共同作用,由于角焊缝的强度设计值小于钢材的强度设计值,故如果角焊缝验算后符合强度要求,就不必再验算缎板的强度。
为了使缀板满足定的刚度,规范规定在构件同一截面处缀板的线刚度之和不得小于一个柱分肢线刚度的6倍;缀板的宽度dp≥2a/3,浮度tp≥a/40,并不小于6mm。
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