格构式轴心受压构件设计示例

【例 4.21】 某两端铰支格构式构件，采用缀板连接，构件长度l0x=l0y=l =6 m ，承受轴心压力设计值（静荷载）N=1 600 kN ，钢材为 Q235。设计该构件截面。

【解】 采用图 4.76 所示双槽钢截面。

（1）分肢型号选择。

对实轴（y 轴）稳定性选用分肢截面，假设λy=55，按b类截面得φ=0.833，需要的一个槽钢截面面积：

需要的回转半径：

图4.76　例4.21图

根据A1和i0y查型钢表，选用228b，供给：

（2）由分肢长细比确定缀板间距。

分肢长细比需满足：

所以，缀板间净间距为：

所以

（3）由等稳定原则确定分肢间距。

按等稳定要求：

所以

（4）截面验算。

① 长细比：

② 整体稳定：

③ 分肢长细比：

（5）缀板尺寸确定及验算。

① 缀板尺寸初步确定。

分肢轴线间距：b0=b-2y0=280 -2 ×20.2 =239.6 (mm)

缀板高度：

缀板厚度：

采用tb=8 mm ，便于焊缝布置。

缀板中心距： l1=l01+db=650 +220 =870 (mm)

缀板长度：　bb=b-2倍槽钢翼缘宽度+2×(20～ 30)=280 -2 ×84+(40～ 60)

=152～ 172 (mm)→采用bb=170 mm

缀板尺寸：　-8 ×170 ×220

② 缀板刚度验算。

两块缀板的惯性矩和线刚度：(www.xing528.com)

槽钢分肢线刚度：

线刚度比：满足要求

③ 缀板内力及焊缝计算。

剪力：

每个缀板平面分担的剪力：

缀板中的内力：

采用hf=6 mm =hfmin，lw=db=220 mm （不计回焊部分），则： 焊缝合格。

【例 4.22】 同例4.21，但缀件改为缀条。

【解】 分肢截面选择同上题，选用228b。采用单缀条体系，缀条与水平线夹角θ≈45°。

（1）按等稳定要求确定两槽钢背至背距离b。

缀条受力不大，选用原规范规定的最小截面角钢1∠ 45 ×4，则缀条截面面积A1x=2 ×3.49 =6.98 cm2，按等稳定原则：

若缀条面积未知，可采用经验公式如λx=1.1λy，计算结果近似。

代入得：

解出b=26.04 cm ，取b=26 cm。

（2）验算截面。

分肢长细比验算：

分肢长度

（3）缀条验算。

缀条长度：

缀条内力：

1∠ 45 ×4的截面特性：Ad=3.49 cm2，imin=iv=0.89 cm

查稳定系数表得：φ=0.908

单角钢连接截面面积折减系数：

缀条稳定性：

缀条与分肢连接焊缝计算从略。