《钢结构基础》PPT课件.ppt
钢结构基础,钢结构,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 习题及思考题,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。,柱脚的型式和构造,刚接柱脚-支承式,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,不能转动,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。,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,2、平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小焊缝传力,N较大柱端铣平直接传力加工困难、底板厚,N较大设靴梁、隔板隔板提高底板抗弯能力,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,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。,肋板,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,柱脚零件间的焊缝布置,焊缝布置原则：考虑施焊的方便与可能,平板式铰接柱,带靴梁铰接柱,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,轴心受压柱脚计算底板的计算平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,柱脚计算,计算内容：确定底板尺寸、靴梁尺寸、连接焊缝尺寸,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,传力途径,（1）底板面积的计算 底板与基础接触面上的压应力假定均匀分布 N 柱的轴心压力；基础材料的抗压强度设计值；A0锚栓孔的面积。平面尺寸取决于基础材料的抗压能力,柱脚计算,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,b 构件截面高度t 靴梁厚度一般为1014mmc 悬臂宽度，c=34倍螺栓直径d，d=2024mm,c=20-100mm,底板宽：B=b+2t+2c,底板长：L=A/B BL2B q=N/(BL-A0),7.12.1 轴心受压柱的柱脚,底板厚：,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,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。,一边支承部分（悬臂板）,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,二相邻边支承部分：,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,三边支承部分：,当b1/a10.3时，可按悬臂长度为b1的悬臂板计算。,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,四边支承部分：,式中：a-四边支承板短边长度；b-四边支承板长边长度；系数，与b/a有关。,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,底板厚：,20mmt40mmt14mm（刚度要求，满足反力均匀）各区格弯矩相近，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：宜与柱翼缘尺寸相近，最小厚度10mm高度：由其与柱间的焊缝（4条）长度确定。,hf1.2t1,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,按支承在柱边的双悬臂外伸梁受均布反力作用。,靴梁的计算靴梁的截面验算,两块靴梁板承受的最大弯矩：M=qBl2/2两块靴梁板承受的剪力：V=qBl,厚度：1/50隔板长 靴梁厚高度：连接焊缝长,隔板可视为简支于靴梁的简支梁，负荷范围如图。,隔板的计算,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,隔板截面验算：,式中：,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,靴梁及隔板与底板间的焊缝的计算,按正面角焊缝，承担全部轴力计算，焊脚尺寸由构造确定。,7.12.1 轴心受压柱的柱脚,7.12.2 压弯构件的柱脚,压弯构件的柱脚铰接柱脚：同轴心受压柱的构造和计算刚接柱脚：N、M作用，构造要求传力明确便于制造 和安装,N、M较小角钢增加刚度,M较大槽钢加肋增加刚度,V?,N、M较大要求增加底板抗弯能力（基础上应力分布均匀）采用带靴梁的构造方案，锚栓承担拉力。,格构柱,实腹柱,7.12.2 压弯构件的柱脚,7.12.2 压弯构件的柱脚,压弯构件柱脚构造方案平板式柱脚 N,M较小,底板只承受不均匀压力靴梁式柱脚 N,M较大，底板出现拉区分离式柱脚 格构柱肢间距很大,格构柱联系杆增加刚度,7.12.2 压弯构件的柱脚,每个柱肢端部设置独立柱脚，节省钢材制造简便,特点：,适用：,肢间距大的格构式柱,设计：,锚栓直径根据分肢可能最大拉力确定,底板设联系杆，保证运输安装整体性,按可能最大压力，按轴压柱脚设计,7.12.2 压弯构件的柱脚,B=b+2cb柱截面宽C悬伸部分c2-3cm-混凝土抗压强度设计值,底板平面尺寸：（7-86）,平板式整体柱脚,7.12.2 压弯构件的柱脚,拉力T由锚栓承受,靴梁式整体柱脚,锚栓承担拉力,特点：,适用：,弯矩轴力较大，要求底板抗弯能力,设计：,柱身与靴梁的连接焊缝,锚栓拉力及直径的确定,底板长度和厚度计算、靴梁强度,7.12.2 压弯构件的柱脚,eN至受压区合力R的距离L0底板边缘至锚栓孔边缘的距离d锚栓孔直径L由 确定,拉力T由锚栓承受,算法1求T和L（7-87）锚栓拉力T较小时，应力三角形分布,底面受压区的总压力R=N+T,7.12.2 压弯构件的柱脚,求N、M作用的最大压应力求合力点R至截面形心轴距离e求合力点R至锚栓中心距离x,算法2求T和L（7-88）接触面假定为弹性体受力,7.12.2 压弯构件的柱脚,T过大时，d60mm时，采用如图受力分布,格构柱,7.12.2 压弯构件的柱脚,压弯构件柱脚底板厚度 压弯构件柱脚底板厚度确定同轴心受压柱，各区格弯矩取该区格最大压应力,7.12.2 压弯构件的柱脚,习题及思考题,试设计轴心受压柱的柱脚。已知：柱子采用热轧H型钢，截面为HW250 250 914，轴心压力设计值为1650kN，钢材为Q235，焊条E43型。基础混凝土强度等级为C15。试设计框架柱的整体式柱脚。已知：柱子采用焊接工字形截面，柱子翼缘为-360 20，腹板为-650 10。柱脚和锚栓的最不利荷载组合的内力设计值N=80kN，M=700kNm。柱脚钢材为Q235，焊条E43型。基础混凝土强度等级为C20。例题7-17,再见,
