轴心受力构件

轴心受力构件第一页，共一百一十页，2022年，8月28日4

轴心受力构件本章难点：轴心受压构件的稳定理论实腹柱、格构柱的设计本章内容：本章重点：轴心受压构件的稳定

(1)轴心受力构件的强度和刚度(2)轴心受压构件的稳定(3)轴心受压柱的设计(4)柱脚的构造与计算第二页，共一百一十页，2022年，8月28日4.1概述图4.1轴心受力构件在工程中的应用(a)桁架；(b)塔架；(c)网架第三页，共一百一十页，2022年，8月28日

轴心受力构件常用截面形式—实腹式、格构式图4.2柱的组成4.1概述第四页，共一百一十页，2022年，8月28日(c)双角钢(d)冷弯薄壁型钢图4.3轴心受力实腹式构件的截面形式4.1概述1、实腹式构件的常用截面形式第五页，共一百一十页，2022年，8月28日2、格构式构件的常用截面形式图4.4格构式构件常用截面形式图4.5缀板柱第六页，共一百一十页，2022年，8月28日3、格构式构件缀材布置——缀条、缀板图4.6格构式构件的缀材布置(a)缀条柱；(b)缀板柱第七页，共一百一十页，2022年，8月28日进行轴心受力构件设计时，必须满足：承载能力极限状态和正常使用极限状态的要求承载能力极限状态：{受拉构件—以强度控制

{受压构件—应同时满足强度和稳定要求正常使用极限状态：保证构件的刚度—限制其长细比4.1概述第八页，共一百一十页，2022年，8月28日

4.2轴心受力构件的强度和刚度f—钢材强度设计值，

；An—构件净截面面积4.2.1强度计算图4.7有孔洞拉杆的截面应力分布(a)弹性状态应力；(b)极限状态应力第九页，共一百一十页，2022年，8月28日

a）构件净截面面积计算An取Ⅰ-Ⅰ、Ⅱ-Ⅱ截面的较小面积计算(a)(b)(c)(d)图4.8净截面面积计算第十页，共一百一十页，2022年，8月28日孔前传力一个螺栓受力N/n第一排受力；孔前:孔后:Nb）摩擦型高强螺栓连接的构件n1—计算截面上的螺栓数。n—连接一侧螺栓数；计算截面上的力为：Nnn1Nnn121Nnn121N图4.9高强度螺栓的孔前传力第十一页，共一百一十页，2022年，8月28日摩擦型高强螺栓净截面强度：摩擦型高强螺栓还应验算毛截面强度：N′---计算截面上的受到的力第十二页，共一百一十页，2022年，8月28日

—构件计算长度i--截面的回转半径λ—构件的最大长细比4.2.2刚度计算项次构件名称承受静力荷载或间接承受动力荷载的结构直接承受动力荷载的结构一般建筑结构有重级工作制吊车的厂房1桁架的杆件3502502502吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑300200—3其他拉杆、支撑、系杆(张紧的圆钢除外)400350—表4.1受拉构件的容许长细比第十三页，共一百一十页，2022年，8月28日项次构件名称容许长细比1柱、桁架和天窗架构件150柱的缀条、吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑2支撑(吊车梁或吊车桁架以下的柱间支撑除外)200用以减小受压构件长细比的杆件表4.2受压构件的容许长细比4.2.3轴心拉杆的设计

受拉构件的极限承载力一般由强度控制，设计时只考虑强度和刚度。

钢材比其他材料更适于受拉，所以钢拉杆不但用于钢结构，还用于钢与钢筋混凝土或木材的组合结构中。此种组合结构的受压构件用钢筋混凝土或木材制作，而拉杆用钢材做成。第十四页，共一百一十页，2022年，8月28日

[例4.1]图4.10所示一有中级工作制吊车的厂房屋架的双角钢拉杆，截面为2∟100×10，角钢上有交错排列的普通螺栓孔，孔径d=20mm。试计算此拉杆所能承受的最大拉力及容许达到的最大计算长度。钢材为Q235钢。(c)图4.10例4.1图第十五页，共一百一十页，2022年，8月28日查得2∟100×10,2/215mmNf=ii==yx4.52cm.3.05cm,A=2×19.26cm2AnⅡ

=2(1926-20×10)=3452mm2AnI

=2×

(2×45+402+1002-2×20×10)=3150mm2N=AnIf

=3150×215=677250N=677kNlox=[λ]·

ix=350×30.5=10675mm[]350=lloy=[λ]·

iy=350×45.2=15820

mm[解]：图4.10例4.1图(b)第十六页，共一百一十页，2022年，8月28日4.3轴心受压构件的稳定结构失去稳定性：

在荷载作用下，钢结构的外力和内力必须保持平衡。但平衡状态有稳定和不稳定之分，当为不稳定平衡时，轻微扰动将使结构或其组成构件产生很大的变形而最后丧失承载能力，这种现象就称为结构失去稳定性。

第十七页，共一百一十页，2022年，8月28日钢结构失稳破坏的例子1907年，加拿大跨越魁北克(Quebec)河三跨伸臂桥工程概况：两边跨各长152.4m，中间跨长548.6m(包括由两个边跨各悬挑出的171.4m)。破坏原因：格构式下弦压杆的角钢缀条过于柔弱、失稳，其总面积只占弦杆截面面积的1％。直接损失：架桥工程中9000t钢桥坠入河中，75员工遇难。1916年因施工问题又发生一次倒塌事故。第十八页，共一百一十页，2022年，8月28日第十九页，共一百一十页，2022年，8月28日前苏联在1951～1977年间共发生59起重大钢结构事故，有17起属稳定问题。

（设计、制作、安装或使用不当都可能引发稳定事故）例如：1974年，苏联一个俱乐部观众厅24×39m钢屋盖倒塌。起因是受力较大的钢屋架端斜杆失稳。第二十页，共一百一十页，2022年，8月28日美国Connecticut（康涅狄格）州的Hartford（哈特福德）城一体育馆网架，1978年1月大雨雪后倒塌。工程概况：91.4m×109.7m网架，四个等边角钢组成的十字形截面杆件。破坏原因：只考虑了压杆的弯曲屈曲，没有考虑弯扭屈曲。我国新修订的2004年钢结构规范中已考虑了弯扭屈曲的相关设计理论。第二十一页，共一百一十页，2022年，8月28日第二十二页，共一百一十页，2022年，8月28日理想轴心压杆：假定杆件完全挺直、荷载沿杆件形心轴作用,杆件在受荷之前无初始应力、初弯曲和初偏心,截面沿杆件是均匀的。此种杆件失稳,

称为发生屈曲。屈曲形式:

1)弯曲屈曲：只发生弯曲变形,截面绕一个主轴旋转；

2)扭转屈曲：绕纵轴扭转;

3)弯扭屈曲：即有弯曲变形也有扭转变形。1、整体稳定的临界应力

（1）理想轴心压杆----屈曲准则

4.3轴心受压构件的稳定4.3.1整体稳定的计算第二十三页，共一百一十页，2022年，8月28日弯曲屈曲：双轴对称截面，单轴对称截面绕非对称轴；扭转屈曲：十字形截面；弯扭屈曲：单轴对称截面（槽钢，等边角钢）。图4.11轴心压杆的屈曲变形(a)弯曲屈曲；(b)扭转屈曲；(c)弯扭屈曲构件屈曲形式取决于截面形式、尺寸、杆件长度和杆端支承情况。第二十四页，共一百一十页，2022年，8月28日欧拉临界应力a）理想轴心压杆弹性弯曲屈曲临界应力NE

—欧拉（Euler）临界力

222222222222lpppppssE(l/I)EilEAIlEAlEIANEEcr===)(====图4.12有初弯曲的轴心压杆λ——杆件长细比，λ=l/i；i——截面对应于屈曲的回转半径，

i=I/A。第二十五页，共一百一十页，2022年，8月28日当,，，压杆进入弹塑性阶段。采用切线模量理论计算。Et---切线摸量E为常量,因此σcr

不超过材料的比例极限fpb)理想压杆的弹塑性弯曲屈曲临界应力屈曲准则建立的临界应力或长细比图4.13应力-应变曲线εσfpσcrE第二十六页，共一百一十页，2022年，8月28日(2)实际轴心受压构件实际轴心受压构件存在初始缺陷

----

初弯曲、初偏心、残余应力e0kNe0kN0图4.14有初弯曲的轴心压杆及其压力挠度曲线第二十七页，共一百一十页，2022年，8月28日e0

zyyNke00Nvkvv=0.10y01.00.50=0.3yyEN/N=00

z

0e=0.3e=000e=0.11.00.5N/NE0

弹塑性阶段压力挠度曲线①有初弯曲(初偏心)时，一开始就产生挠曲,荷载↑，v↑,

当N→NE时，v→∞②初弯曲（初偏心）越大,同样压力下变形越大。③初弯曲（初偏心）即使很小,也有a）初弯曲和初偏心的影响图4.15轴心压杆及其压力挠度曲线第二十八页，共一百一十页，2022年，8月28日残余应力产生的原因和分布

残余应力是杆件截面内存在的自相平衡的初始应力。其产生的原因：①焊接时的不均匀加热和不均匀冷却；②型钢热轧后的不均匀冷却；③板边缘经火焰切割后的热塑性收缩；④构件经冷校正产生的塑性变形。

残余应力的存在将影响构件的稳定承载力，不可忽视b）残余应力的影响第二十九页，共一百一十页，2022年，8月28日按有效截面的惯性矩近似计算两端铰接的等截面轴压构件的临界力和临界应力：由于k<1，所以残余应力对构件稳定的不利影响对弱轴比对强轴严重得多。第三十页，共一百一十页，2022年，8月28日c)理想轴心压杆与实际轴心压杆承载能力比较1-欧拉临界力2-切线摸量临界力3-有初弯曲临界力图4.16轴心压杆的压力挠度曲线1欧拉临界力2切线模量临界力3有初弯曲临界力第三十一页，共一百一十页，2022年，8月28日

弹塑性阶段压力挠度曲线

压力超过NA后,构件进入弹塑性阶段,塑性区↑,v↑B点是具有初弯曲压杆真正的极限承载力

——“最大强度准则”——以NB作为最大承载力。最大强度准则

挠度v增大到一定程度,杆件中点截面边缘(A或A′),塑性区增加----弹塑性阶段,压力小于Ncr丧失承载力。

A表示压杆跨中截面边缘屈服——“边缘屈服准则”——以NA作为最大承载力图4.15轴心压杆及其压力挠度曲线第三十二页，共一百一十页，2022年，8月28日轴心压杆即使面积相同,材料相同,但截面形式不同,加工条件不同,其残余应力影响也不同----既承载力不同,柱子曲线不同。2、轴心受压构件的柱子曲线

各国都采用多柱子曲线,我国采用4条曲线,即把柱子截面分为4类.

a曲线包括的截面残余应力影响最小,相同的λ值,

承载力大,稳定系数大；

c曲线包括的截面残余应力影响较大；

d曲线承载力最低。

σcr与长细比λ的关系曲线称为柱子曲线，λ越大，承载力越低，即σcr越小,稳定系数φ=σcr/γR越小。第三十三页，共一百一十页，2022年，8月28日图4.17我国的柱子曲线第三十四页，共一百一十页，2022年，8月28日3、轴心受压构件的整体稳定计算由截面类型和确定,根据表4.3和4.4分类,按附表4.1—附表4.4查出。235yfl

轴心压杆临界应力σcr确定之后，构件的整体稳定计算，其稳定计算式应为：第三十五页，共一百一十页，2022年，8月28日[例4.2]验算轴心受压构件的强度、刚度和整体稳定性。Q235钢材，热轧型钢，Ⅰ32a，强轴平面内一端固定,一端铰接，弱轴平面内两端及三分点处均有铰支点支撑，固定柱高6m,N=980KN。200020002000[解]===yxiiA，，aI：32截面对x轴为a类，对y轴为b类，φx=0.957,φy=0.712，取φ=φy=0.7122/215mmNf=<

22

3

/1.205101.67712.0

10980

mm

N

AN=××

×==js图4.18例4.2图第三十六页，共一百一十页，2022年，8月28日4.3.2局部稳定图4.20轴心受压构件的局部失稳1、薄板的临界荷载第三十七页，共一百一十页，2022年，8月28日4.3.2局部稳定由弹性稳定理论，板件的临界应力：第三十八页，共一百一十页，2022年，8月28日等稳定条件：保证板件的局部失稳临界应力不小于构件整体稳定的临界力。由此确定宽厚比限值

b/t采用等稳定准则图4.20轴心受压构件的局部失稳(c)2、轴心压杆的局部稳定第三十九页，共一百一十页，2022年，8月28日（1）翼缘（三边简支一边自由）当λ小于30时，取30；当λ大于100时，取100

λ-两方向长细比的较大值不满足此条件时加大翼缘板厚度t图4.21轴心受压构件的翼缘失稳第四十页，共一百一十页，2022年，8月28日（2）腹板（四边简支）当λ小于30时，取30；当λ大于100时，取100。图4.22轴心受压构件的腹板失稳第四十一页，共一百一十页，2022年，8月28日腹板不满足局部稳定要求时可设置加劲肋图4.23实腹柱的腹板加劲肋(a)(b)第四十二页，共一百一十页，2022年，8月28日6000—460×16—500×22[例4.3]图4.24例4.3图(a)(b)[解]第四十三页，共一百一十页，2022年，8月28日—460×16—500×22图4.24例4.3图(b)第四十四页，共一百一十页，2022年，8月28日

4.4轴心受压柱的设计4.4.1实腹柱设计1、截面形式图4.24轴心受压实腹柱常用截面第四十五页，共一百一十页，2022年，8月28日截面选择的原则：（1）截面尽量开展；（2）两主轴方向等稳；（3）便于连接；（4）构造简单，制造省工，取材方便。2、截面设计假设λ（50-100）由λ查φ,求A(1)初选截面面积AN大、lO小，λ

取小值；

工字钢回转半径小，λ取大值；

H型钢回转半径大，取小值；组合截面取小值。第四十六页，共一百一十页，2022年，8月28日(3)型钢构件由A、ix、iy

选择型钢号，查几何值验算；焊接截面由ix、iy

求两个方向的尺寸。(2)求两个主轴所需的回转半径(4)由所需要的A、h、b

等，再考虑构造要求、局部稳定以及钢材规格等，确定截面的初选尺寸。第四十七页，共一百一十页，2022年，8月28日表4.3各种截面回转半径的近似值第四十八页，共一百一十页，2022年，8月28日④局部稳定验算

③刚度验算

②整体稳定验算①强度验算热轧型钢,可不验算局稳。截面无削弱可不验算强度。(5)构件强度、稳定和刚度验算第四十九页，共一百一十页，2022年，8月28日3、构造要求①当设横向加劲肋间距a≤3h0，宽度bs=h0/30+40mm厚度ts=bs/15atwbs②腹板与翼缘焊缝hf=4--8mm图4.25实腹柱的腹板加劲肋第五十页，共一百一十页，2022年，8月28日[例4.4]

图4.26(a)所示为一管道支架，其支柱的设计压力为N＝1600kN(设计值)，柱两端铰接，钢材为Q235，截面无孔眼削弱。试设计此支柱的截面：①用普通轧制工字钢；②用热轧H型钢；③用焊接工字形截面，翼缘板为焰切边。图4.25例4.4图(b)(a)(c)第五十一页，共一百一十页，2022年，8月28日yXyXX图4.25例4.4图(d)(e)第五十二页，共一百一十页，2022年，8月28日设λ=90,对x轴a类,对y轴b类,

选I56a,A=135cm2,ix=22.0cm,iy=3.18cm.

[解]1.轧制工字钢截面(1)试选截面(f)图4.25例4.4图第五十三页，共一百一十页，2022年，8月28日(2)截面验算

①刚度验算②整体稳定截面无削弱，不验算强度；热轧型钢，不验算局稳。＜

＜远大于,故由查附表4.2得(f)图4.25例4.4图第五十四页，共一百一十页，2022年，8月28日2.轧制H型截面(1)试选截面设λ=60,b/h>0.8对x轴、对y轴b类,

试选

(g)图4.25例4.4图第五十五页，共一百一十页，2022年，8月28日(2)截面验算

①刚度验算②整体稳定＜＜因对x轴、对式y轴b类,故由长细比的较大值查表

(g)图4.25例4.4图第五十六页，共一百一十页，2022年，8月28日设λ=60,参照H型截面，翼缘2-250×14，腹板-250×83.焊接工字形截面(1)试选截面(h)图4.25例4.4图第五十七页，共一百一十页，2022年，8月28日(2)整体稳定和长细比验算＜＜因对x轴、对式y轴b类,故由长细比的较大值查表

长细比：(h)图4.25例4.4图第五十八页，共一百一十页，2022年，8月28日翼缘板：腹板：（4）构造

，不设加劲肋

腹板与翼缘的连接焊缝，最小焊脚尺寸取hf=6mm(3)局部稳定＜＜第五十九页，共一百一十页，2022年，8月28日4.4.2格构柱设计

4.4轴心受压柱的设计1、格构柱的截面形式图4.4格构式构件常用截面形式图4.5缀板柱第六十页，共一百一十页，2022年，8月28日XyyX轴-虚轴y轴-实轴图4.6格构式构件的缀材布置(a)缀条柱；(b)缀板柱图4.5缀板柱第六十一页，共一百一十页，2022年，8月28日2、格构柱绕虚轴的换算长细比

绕虚轴的承载力低，加大长细比。在剪力作用下，缀板柱：刚架；缀条柱：桁架。

绕虚轴的稳定性比具有同样长细比的实腹柱差。绕虚轴弯曲产生横向剪力，由缀材承担。VVV缀板柱缀条柱实腹柱图4.26轴心受压柱失稳第六十二页，共一百一十页，2022年，8月28日（1）双肢缀条柱

γ–

单位剪力作用下的轴线转角。图4.27缀条柱的剪切变形第六十三页，共一百一十页，2022年，8月28日

A1

–

两个缀条截面面积。得：

λx

–

双肢对x轴的长细比；

λ0x

–

换算长细比；

A

–

柱的毛截面面积；取α=45o，双肢柱的换算长细比为图4.27缀条柱第六十四页，共一百一十页，2022年，8月28日

λ1

——分肢长细比，

λ1=l01/i1；

i1——分肢弱轴的回转半径；

l01——缀板间净距。图4.28缀板柱（2）双肢缀板柱第六十五页，共一百一十页，2022年，8月28日(1)轴心受压格构柱的横向剪力

A——柱的毛截面面积；

f——钢材强度设计值；fy——钢材的屈服强度。3、缀材设计图4.29剪力计算简图第六十六页，共一百一十页，2022年，8月28日

内力：弯曲可能或左或右，剪力方向变化，缀条或拉或压。一个缀材面上的剪力一个缀条的内力(2)缀条的设计V1——分配到一个缀材面上的剪力;

n——一个缀材面承受剪力的斜缀条数。单系缀条时，n=1,交叉缀条时，n＝2

；α——缀条与横向剪力的夹角。图4.30缀条的内力第六十七页，共一百一十页，2022年，8月28日Θ

强度折减单角钢有偏心，受压时产生扭转。——斜缀条对最小刚度轴的长细比，λ<20时,

取λ=20,l01′---斜缀条长度.☆按轴压构件计算①按轴心受力计算构件的强度和连接时，η=0.85。②按轴心受压计算构件的稳定性时等边角钢：,但不大于1.0

短边相连的不等边角钢：,但不大于1.0

长边相连的不等边角钢：η=0.70第六十八页，共一百一十页，2022年，8月28日Θ

横缀条

交叉缀条体系：按承受压力N=V1计算;

单系缀条体系：

主要为减小分肢计算长度,

取和斜缀条相同的截面。图4.31交叉缀条体系和单系缀条体系第六十九页，共一百一十页，2022年，8月28日a）确定假设λ1<0.5λmax，

λ1≤40b）计算内力

按多层刚架计算,反弯点在中点。

(3)缀板的设计图4.28缀板柱第七十页，共一百一十页，2022年，8月28日剪力弯矩图4.32缀板计算简图l1——缀板中心线间的距离；a——肢件轴线间的距离。第七十一页，共一百一十页，2022年，8月28日c）计算缀板的强度和连接d）缀板尺寸I1—分肢截面对1-1的惯性矩。dt

只需用上述M和T验算缀板与肢件间的连接焊缝。宽度d≥2a/3，厚度t≥a/40,并不小于6mm。端缀板宜适当加宽，取d=a。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。图4.33缀板尺寸第七十二页，共一百一十页，2022年，8月28日由查设选槽钢型号4、格构柱的设计步骤中小型柱可用缀板或缀条柱，大型柱宜用缀条柱。（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。（2）按对虚轴(x-x轴)的整体确定两分肢的距离。为了获得等稳定性，应使两方向的长细比相等，即使λox=λy。第七十三页，共一百一十页，2022年，8月28日缀板柱：设λ1（4）设计缀条或缀板。缀条柱：选缀条A1≈0.1A（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。第七十四页，共一百一十页，2022年，8月28日设计时注意:(1)(2)缀条柱分肢长细比(3)缀板柱分肢长细比λ1<0.5λmaxλ1≤40

图4.27缀条柱图4.28缀板柱第七十五页，共一百一十页，2022年，8月28日沿柱身8m或9b设置,每运送单元端部均应设置4.4.3柱的横隔图4.34柱的横隔(a)、(b)格构柱；(c)、(d)大型实腹柱第七十六页，共一百一十页，2022年，8月28日图4.34柱的横隔(e)第七十七页，共一百一十页，2022年，8月28日(1)对实轴设λy=70,b类,

图4.35例4.4图[例4.5]

设计一缀板柱,柱高6m，两端铰接，轴心压力为1000kN（设计值），钢材为Q235钢,截面无孔眼削弱.试分别设计一缀条柱和一缀板柱.

[解]柱的计算长度为lox=loy=6m.选用2[22a,A=63.6cm2,iy=8.67cm.

第七十八页，共一百一十页，2022年，8月28日验算整体稳定性查得(2)对虚轴——确定柱宽假定λ1=35（约等于0.5λy)图4.35例4.4图第七十九页，共一百一十页，2022年，8月28日验算对虚轴的稳定性图4.35例4.4图第八十页，共一百一十页，2022年，8月28日(3)缀板和横隔a）缀板间距图4.35例4.4图选用—180×8，采用l1=96cm。b）验算缀板线刚度分肢缀板c）缀板与分肢的连接第八十一页，共一百一十页，2022年，8月28日一侧剪力缀板与分肢连接处内力为取hf=6mm，采用lw=180mm。剪应力：弯矩M产生的应力（垂直焊缝长度方向）：第八十二页，共一百一十页，2022年，8月28日图4.36缀板柱简图横隔采用钢板，间距应小于9倍柱宽（即9×23=207cm）。合应力：第八十三页，共一百一十页，2022年，8月28日荷载：梁支承加劲肋柱翼缘。调整定位后，用螺栓固定。

4.5柱头和柱脚4.5.1梁与柱的连接图4.37梁与柱的铰接连接(a)第八十四页，共一百一十页，2022年，8月28日

荷载：突缘加劲肋短肋腹板焊缝2焊缝1和承压焊缝1按N/2计算焊缝2(2条)按N/2和M=Nbl/4计算blN/2焊缝1焊缝2图4.37梁与柱的铰接连接(b)第八十五页，共一百一十页，2022年，8月28日设隔板---支撑顶板焊缝按中心荷载计算图4.37梁与柱的铰接连接(c)第八十六页，共一百一十页，2022年，8月28日图4.37梁与柱的铰接连接(d)(e)第八十七页，共一百一十页，2022年，8月28日4.5.2柱脚

柱脚的构造应使柱身的内力可靠地传给基础，并和基础有牢固的连接.图4.38平板式铰接柱脚(b)(a)图4.39平板式柱脚第八十八页，共一百一十页，2022年，8月28日图4.38平板式铰接柱脚(c)(d)第八十九页，共一百一十页，2022年，8月28日①底板的面积②底板的厚度底板的厚度通常为20-40mm，不得小于14mm1tt1（1）底板的计算

图4.40底板的计算第九十页，共一百一十页，2022年，8月28日③单位宽度上的最大弯矩四边支撑板三、二边支撑板一边支撑板q=N/An—作用于底板上的压力

β—系数,由b1/a1查表4.8

α—系数,由b/a查表4.7图4.40底板的计算第九十一页，共一百一十页，2022年，8月28日按悬臂梁计算,验算抗弯和抗剪强度靴高--与柱边连接所需焊缝长度决定(3)隔板与肋板的计算隔板按简支板计算,厚度为1/50宽度肋板按悬臂板的计算隔板受荷范围肋板受荷范围（2）靴梁的计算

图4.41靴梁的计算(a)图4.41靴梁的计算(b)第九十二页，共一百一十页，2022年，8月28日[例4.5]设计柱脚。轴心压力设计值为1700kN,柱脚钢材为Q235钢,焊条E43型。基础砼采用C15，其抗压强度设计值fc=7.2N/mm2。图4.42例4.5图图4.39平板式柱脚(a)(b)第九十三页，共一百一十页，2022年，8月28日[解]

采用右图所示柱脚形式。1、底板尺寸需要的底板净面积：采用宽为450mm，长为600mm的底板，毛面积为450×600=270000mm2，减去锚栓孔面积，大于所需净面积。图4.42例4.5图基础对底板的压应力为：第九十四页，共一百一十页，2022年，8月28日底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。区格①为四边支承板区格②为三边支承板区格③为悬臂部分这三种区格的弯矩值相差不大，不必调整底板平面尺寸和隔板位置。最大弯矩为：第九十五页，共一百一十页，2022年，8月28日2、隔板计算将隔板视为两端支于靴梁的简支梁，其线荷载为：底板厚度：，取t=24mm。隔板与底板的连接（仅考虑外侧一条焊缝）为正面角焊缝。取，焊缝强度计算：隔板与靴梁的连接（外铡一条焊缝）为侧面角焊缝，所受隔板的支座反力为：第九十六页，共一百一十页，2022年，8月28日设，求焊缝长度（即隔板高度）：取隔板高270mm，设隔板厚度t=8mm>

b/50=278/50=5.6mm。验算隔板抗剪、抗弯强度：第九十七页，共一百一十页，2022年，8月28日3、靴梁计算靴梁与柱身的连接（4条焊缝），按承受柱的压力N=1700kN。计算，此焊缝为侧面角焊缝，设，求其长度：取靴梁高400mm。靴梁作为支承于柱力的悬但梁，设厚度t=10mm，验算其抗剪和抗弯强度。第九十八页，共一百一十页，2022年，8月28日靴梁与底板的连接焊缝和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的焊脚尺寸均为。所需的焊缝总计算长度应为：显然焊缝的实际计算总长度已超过此值。柱脚与基础的连接按构造采用两个20mm的锚栓。第九十九页，共一百一十页，2022年，8月28日

a）净截面面积1、强度计算