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钢结构基础-PPT课件

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钢结构 —钢结构基础 第7章 钢结构的连接和节点构造 §7.1 钢结构对连接的要求及连接方法 §7.2 焊接连接的特性 §7.3 对接焊缝的构造和计算 §7.4 角焊缝的构造和计算 §7.5 焊接残余应力和焊接残余变形 §7.6 普通螺栓连接的构造和计算 §7.7 高强度螺栓连接的性能和计算 §7.12 柱脚设计 *题及思考题 §7.12 柱脚设计 ? 柱脚类型概述 ? 轴心受压柱的柱脚 ? 例题7-16 ? 压弯构件的柱脚 ? 例题7-17 §7.12 柱脚设计 1、柱脚的作用:传力并连接基础。 2、构造:与计算简图符合 刚接柱脚:支承式、埋入式、外包式 铰接柱脚:支承式(外露式) 设计原则是:传力明确、经济合理、安全可靠, 并具有足够的刚度且构造又不复杂。 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ? 柱脚的型式和构造 刚接柱脚-支承式 不能转动 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ? 柱脚的型式和构造 铰接柱脚型式: 1、轴承式柱脚 制作安装复杂,费钢材, 但与力学符合较好。 枢轴 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 2、*板式柱脚 混凝土的强度远比钢材低,必须把柱的底部放大, 以增加其与基础顶部的接触面积 N 柱 靴梁 隔板 底板 锚栓 X Y N小 焊缝传力 隔板 N较大 柱端铣*直接传力 N较大 加工困难、底板厚 设靴梁、隔板 隔板提高底板抗弯能力 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 肋板 锚栓用以固定柱脚位置,沿轴线布置2个,直径 20-24mm,锚栓孔1.5-2d,用零件板固定。 柱脚零件间的焊缝布置 带靴梁铰接柱 *板式铰接柱 焊缝布置原则: 考虑施焊的方便与可能 常用铰接柱脚的几种形式 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ? 轴心受压柱脚计算 ? 底板的计算 ? *面尺寸——基础抗压强度 ? 底板厚度——板抗弯强度 ? 靴梁的计算 ? 高度——焊缝长度 ? 厚度——构造、抗弯剪强度 ? 隔板计算 ? 厚度——刚度、强度 ? 高度——焊缝 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ? 柱脚计算 计算内容:确定底板尺寸、靴梁 靴梁尺寸、连接焊缝尺寸 底板 N 柱 隔板 锚栓 c a1 c t1 B t1 传力途径 隔板 隔板(肋板) a b1 L 竖向焊缝 水*焊缝 柱 靴梁 底板 实际计算不考虑 混凝土基础 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ? 柱脚计算 靴梁 隔板 (1)底板面积的计算 底板 底板与基础接触面上的压应力 假定均匀分布 A?L?B? N fcc ?A0 N ―柱的轴心压力; fcc ―基础材料的抗压强度设计值; A0―锚栓孔的面积。 *面尺寸取决于基础材料的抗压能力 a b1 L c a1 c t1 B t1 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 底板宽: B=b+2t+2c b— 构件截面高度 t— 靴梁厚度一般为10~14mm c— 悬臂宽度,c=3~4倍螺栓直 径d,d=20~24mm,c=20-100mm 底板长: L=A/B B≤L≤2B q=N/(B×L-A0) a b1 L c a1 c t1 B t1 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 底板厚: a b1 L 取决于板的抗弯强度 底板划分板块:由靴梁、隔板、柱身支撑,受均匀 反力 各板块最大弯矩求板厚 板块:一边(悬臂板)、两边、三边和四边支承板。 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ①一边支承部分(悬臂板) M1 ? q ?c2 2 a b1 c a1 c t1 B t1 q?N An L §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ②二相邻边支承部分: c a1 c t1 B t1 M2?β?q?a22 式中: a 2 --对角线长度; β --系数,与 b2 / a2 有关。 a b1 L b2/a2 β 0.3 0.026 0.4 0.042 0.5 0.056 0.6 0.072 0.7 0.085 0.8 0.092 0.9 0.104 1.0 0.111 1.1 0.120 ≥1.2 0.125 c a1 c t1 B t1 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ③三边支承部分: M3 ?β?q?a12 式中: a 1 --自由边长度; β --系数,与 b1 / a1 有关。 a b1 L b1/a1 β 0.3 0.026 0.4 0.042 0.5 0.056 0.6 0.072 0.7 0.085 0.8 0.092 0.9 0.104 1.0 0.111 1.1 0.120 ≥1.2 0.125 当b1/a1<0.3时,可按悬臂长度为b1的悬臂板计算。 c a1 c t1 B t1 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ④四边支承部分: M4???q?a2 式中: a--四边支承板短边长度; b--四边支承板长边长度; α—系数,与b/a有关。 a b1 L b/a 1.0 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 2.0 3.0 ≥4.0 α 0.048 0.055 0.063 0.069 0.075 0.081 0.086 0.091 0.095 0.099 0.101 0.119 0.125 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 底板厚: 取Mmax?ma?M x1,M2,M3,M4? 底板厚 t?: 6Mmax f 20mm≤t≤40mm t≥14mm(刚度要求,满足反力均匀) 各区格弯矩相*,否则重新调整尺寸及划分 §7.12.1 轴心受压柱的柱脚 ? 靴梁的计算 厚度:宜与柱翼缘尺寸相*,最小厚度10mm 高度:由其与柱间的焊缝(4条)长度确定。 ha 靴梁 lw ?N 4?0.7hf ffw ?60hf t1 B t1



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