《钢结构格构柱》PPT课件
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《格构柱工艺》课件
对组装好的格构柱进行校正，确保其垂直度 和直线度符合要求。
02
01
涂装
对格构柱表面进行涂装处理，以提高其美观 度和耐久性。
04
03
质量检测与控制
外观检测
检查格构柱的外观质量 ，如焊缝、涂层等是否 符合要求。
尺寸检测
使用测量工具对格构柱 的尺寸进行检测，确保 其符合设计要求。
强度检测
对格构柱进行力学性能 试验，如拉伸、弯曲等 ，以确保其承载能力符 合设计要求。
无损检测
采用无损检测技术，如 超声波检测、磁粉检测 等，对格构柱内部质量 进行检测。
成品包装与运
A
包装方式
根据格构柱的尺寸和运输要求，选择合适的包 装方式，如木箱、纸箱等。
防护措施
在包装过程中采取必要的防护措施，如垫 木、防震垫等，以防止格构柱在运输过程 中受损。
B
C
标识与记录
在包装上标识格构柱的相关信息，如名称、 规格、数量等，并做好记录以便追溯。
《的制造工艺 • 格构柱的施工工艺 • 格构柱的优势与局限性 • 案例分析
01 格构柱简介
定义与特点
定义
格构柱是一种由较小截面构件组成的 钢柱，其截面通常由矩形、圆形或其 他形状的钢件组成。
特点
格构柱具有较高的承载能力和稳定性 ，能够承受较大的轴向和侧向压力， 同时其截面可以根据需要进行调整， 以满足不同的设计需求。
谢谢聆听
格构柱的应用领域
01
建筑结构
格构柱广泛应用于高层建筑、大跨度结构、桥梁等建筑 结构中，作为主要的支撑和承载构件。
02
机械制造
在机械制造领域，格构柱也常被用作设备的支撑结构， 如大型机床、工业炉等设备的立柱和框架。
钢结构格构柱设计
σ max
N cr N cr ym h = + ⋅ = fy A Ix 2
规范取： 规范取：
Vmax Af = 85 fy 235
z
（4－82） － ）
（2）V的分布 ） 的分布 计算缀材时，近似 计算缀材时， 地以剪力V均匀分布计 均匀分布计。 地以剪力 均匀分布计。 并且， 并且，由承受该剪力的 两个缀材面分担， 两个缀材面分担，每个 缀材平面内的剪力V 缀材平面内的剪力 1为 V1=V/2
b)
V/2=1/2 l1/ 2 1/2
δ
γ1
l1/ 2 1/2
1/2 x y
c)
y
1
1 x
1 1 l1 l1 2 l1 2 γ 1 ≈ tgγ 1 = = ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ ⋅ l1 / 2 EI1 2 2 4 3 2 l1 l12 = 24 EI1
1/2 l1/2 1 M l1/4 M l1/2
Ncr Vmax V
ym y z o Ncr
L
y Vmax
V
实际
近似
2、缀材计算 、 V1 （1）缀条 ） α 缀条布置尤如桁架腹杆。 缀条布置尤如桁架腹杆。按桁 架腹杆设计。剪力由斜杆承受。 架腹杆设计。剪力由斜杆承受。 设斜杆（缀条）内力为Nt，有 设斜杆（缀条）内力为 V1 Nt=V1/cosα α （4－83） － ） 缀条可能受拉、可能受压， V1 缀条可能受拉、可能受压，一律按受 压设计，设计强度应于折减（ 压设计，设计强度应于折减（考虑缀 V 条自身稳定性）折减系数γ 条自身稳定性）折减系数γR为： V1 等边角钢 γR=0.6+0.0015λ λ 短边相连的不等边角钢 γR=0.5+0.0025λ （4－ λ － 长边相连的不等边角钢 γR=0.7 85） ） 中间无联系时， λ ——中间无联系时，按最小回转半径计算的长细比。 中间无联系时 按最小回转半径计算的长细比。
钢结构 柱和支撑的设计精品PPT课件
三
设防烈度
7
8
≤24 ＞24 ≤24 ＞24
三
二
二
一
二
一
9 ≤24
一 一
5
框架柱的设计方法 1.强柱弱梁的节点要求
（1 ） 节点左右梁端和上下柱端的全塑性承载 力，除下列情况之一外，应符合下式要求：
1）柱所在楼层的受剪承载力比相邻上一层 的受剪承载力高出25%；
2）柱轴压比不超过0.4，或N2≤φAc f（N2为2 倍地震作用下的组合轴力设计值）；
弱轴平面内
N
mM y y
txMx
yA yW1y(10.8NNEy)
bW1x
f
注意 t 40mm稳定系数 取值
4.局部稳定 满足宽厚比限值
框架梁、柱板件宽厚比限值
板件名称
一级
工字形截面翼缘外伸 部分
10
柱 工字形截面腹板
43
箱形截面壁板
33
工字形截面和箱形截 面翼缘外伸部分
9
箱形截面翼缘在两腹
梁
板之间部分
三级1.05
7
端部翼缘变截面的梁
W p ( f y c c N A c ) ( W p 1 f y b V b p s ) b
V pb —梁塑性铰剪力；
s—塑性铰至柱面的距离，塑性铰可取梁端
部变截面翼缘的最小处。
8
2. 强度
N Mx My f
An xWnx yWny
3. 整体稳定
强轴平面内 N xAxW1x(1m M 0 x.8xNN Ex)btyW M y 1yy f
3. 节点域的屈服承载力验算
＝（MpV1bpMpb2)34fv
Mpb1、Mpb2一节点域两侧梁端截面全塑性受弯承载力；
钢结构 柱和支撑的设计ppt课件
13
柱节点域设计
Nc1
M c1 Vc1
M b1 Vb1
Vb 2 hb hb1
M b2
Vc 2
M c2 Nc2
hc
hc1
14
1. 节点域厚度要求
(hb hc 90
)
tw
2. 节点域抗剪强度
M b1 M b2 Vc1 Vc2
hc1hb1t p
2h1t p
节点域的抗剪强度按下式计算（GB50011-2010）：
57
2. 耗能梁段截面
1）耗能梁段截面尺寸宜与同一跨内框架梁的截面尺寸相同 2）耗能梁段不得贴焊补强板以提高强度，也不得在腹板上 开洞。 3）耗能梁段所用钢材 f y 345 MPa
3. 耗能梁段的屈服类型 剪切屈服型 a 1.6Mlp Vl
Vl min( 0.58 f yh0tw，2 M lp a)
有侧移框架柱计算长度系数算得的轴压 杆稳定承载力之和
12
亦可分别按下列近似公式确定：
有侧移时:
＝
1.6+4(K1 K2 )+7.5K1K2 K1 K2 +7.5K1K2
无侧移时：
＝3+1.4(K1 K2 )+0.64K1K2 3 2(K1 K2 )+1.28K1K2
K1，K2 ：交于柱上下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值
V 2lwhe
f
w f
23
2.栓焊混合连接
24
栓－焊混合连接刚性节点
25
梁翼缘与柱翼缘对接焊缝的抗拉强度：
bf tf
M (h t f
柱节点域设计
Nc1
M c1 Vc1
M b1 Vb1
Vb 2 hb hb1
M b2
Vc 2
M c2 Nc2
hc
hc1
14
1. 节点域厚度要求
(hb hc 90
)
tw
2. 节点域抗剪强度
M b1 M b2 Vc1 Vc2
hc1hb1t p
2h1t p
节点域的抗剪强度按下式计算（GB50011-2010）：
57
2. 耗能梁段截面
1）耗能梁段截面尺寸宜与同一跨内框架梁的截面尺寸相同 2）耗能梁段不得贴焊补强板以提高强度，也不得在腹板上 开洞。 3）耗能梁段所用钢材 f y 345 MPa
3. 耗能梁段的屈服类型 剪切屈服型 a 1.6Mlp Vl
Vl min( 0.58 f yh0tw，2 M lp a)
有侧移框架柱计算长度系数算得的轴压 杆稳定承载力之和
12
亦可分别按下列近似公式确定：
有侧移时:
＝
1.6+4(K1 K2 )+7.5K1K2 K1 K2 +7.5K1K2
无侧移时：
＝3+1.4(K1 K2 )+0.64K1K2 3 2(K1 K2 )+1.28K1K2
K1，K2 ：交于柱上下端的横梁线刚度之和与柱线刚度之和的比值
V 2lwhe
f
w f
23
2.栓焊混合连接
24
栓－焊混合连接刚性节点
25
梁翼缘与柱翼缘对接焊缝的抗拉强度：
bf tf
M (h t f
钢结构格构柱设计
? 为了保证单肢不先于构件整体失稳，单
肢大长长细细比比的? 1=0.l71倍/i。1应i小1是于柱、肢等对于本柱身子1-最1
轴的回转半径。
为了保证单肢不先于柱子整体屈曲破坏， 规范规定：
25< ? 1≤40
且
? 1≤构件最大长细比的 0.5倍
规定单肢节段长细比的意义：在于确定缀板间 的距离。
缀材计算
1、轴心受压构件的剪力 V
（1）V的取值
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设：屈曲模态为一个正弦半
波。
M
y ? ym sin ? Ncr y ?
?z
l N cr
ym
sin
?z
l
V
?
dM dz
?
N cr
ym
?
l
cos ?z
l
M max ? N cr ym
Vmax
?
?
l
Ncr ym
z N cr
x
L
ym y
y
y
z
o
y
h=2.27 ix
N cr
按照边缘屈服准则，
? max ?
N cr A
?
Ncr ym ?h ? Ix 2
fy
规范取：
Vmax ?
Af 85
fy 235
（2）V的分布
计算缀材时，近似 地以剪力 V均匀分布计。 并且，由承受该剪力的 两个缀材面分担，每个 缀材平面内的剪力 V1为
V 1=V/2
（4－82）
④ 计算 lx
? lx ? ??
?
1?
27
A
A1?2x
? ??lx ?
设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（ 4－
肢大长长细细比比的? 1=0.l71倍/i。1应i小1是于柱、肢等对于本柱身子1-最1
轴的回转半径。
为了保证单肢不先于柱子整体屈曲破坏， 规范规定：
25< ? 1≤40
且
? 1≤构件最大长细比的 0.5倍
规定单肢节段长细比的意义：在于确定缀板间 的距离。
缀材计算
1、轴心受压构件的剪力 V
（1）V的取值
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
设：屈曲模态为一个正弦半
波。
M
y ? ym sin ? Ncr y ?
?z
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sin
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l
V
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Vmax
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l
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z N cr
x
L
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y
y
z
o
y
h=2.27 ix
N cr
按照边缘屈服准则，
? max ?
N cr A
?
Ncr ym ?h ? Ix 2
fy
规范取：
Vmax ?
Af 85
fy 235
（2）V的分布
计算缀材时，近似 地以剪力 V均匀分布计。 并且，由承受该剪力的 两个缀材面分担，每个 缀材平面内的剪力 V1为
V 1=V/2
（4－82）
④ 计算 lx
? lx ? ??
?
1?
27
A
A1?2x
? ??lx ?
设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（ 4－
钢结构格构柱
z
o
M max N cr ym Vmax N cr ym l
Ncr
按照边缘屈服准则，
N cr N cr ym h max fy A Ix 2
规范取：
fy Af Vmax 85 235
（4－82）
（2）V的分布
z
计算缀材时，近似 地以剪力V均匀分布计。 并且，由承受该剪力的 两个缀材面分担，每个 缀材平面内的剪力V1为 V1=V/2
最后得二肢缀板柱绕虚轴的换算长细比
x x
2 x
2 1
④ 计算 l x
2 1 l x l x 1 2 l x x 设计时应先假设单肢节段长细比1才能计算换算长 细比。用换算长细比查x ，再按实腹式构件相同的公 式验算稳定性： N x f
设y=80，属b类，查得y=0.688； 需要的截面面积和回转半径为：
N 1300 103 At 8800 2 88cm2 mm y f 0.688 215 l y 600 t iy 7.5cm y 80
查附录3槽钢规格表，没有同时满足上述要求的截面， 说明所设的长细比不合适。可从表中另选一截面，
（4－13）
1 2 EI 1 2 1 l
——考虑剪力影响后，绕虚轴的换算长细比。 x
1 2 EI x
l
2 x
1
（4－14）
问题归结为计算。
1
EI x
2
l
2 x
1
是考虑剪力影响后，格构式压杆计算长度的放
大系数，它决定于体系的单位剪切角1，因而和采用 的缀材体系有关。下面按缀条式和缀板式分别讨论：
（1）缀条式柱 ① 计算1
格构柱简介与施工要点ppt课件
27
2.格构柱制作技术要求
格构柱采用在场外钢构加工制作，原材料进场首先审 查质量合格证明文件并对材料的外观进行检查验收，合格后准 予制作。对制作完成的格构柱依据《钢结构工程施工验收规范》 GB50205-2001 及设计要求进行验收验收合格后方允许进场进 行安装。
28
格构柱间对接焊接时接头应错开，保证同一截面的角 钢接头不超过 50％，相邻角钢错开位置不小于 50cm。角钢接 头在焊缝位置角钢内侧采用同材料短角钢进行补强。
29
钢筋笼浇筑时易出现的问题
1、钢筋笼上浮 已经沉放到设计深度位置的钢筋骨架，在浇砼过程中， 骨架位置比原设计位置高出，俗成“浮笼”。
1.1原因分析 1）钢筋笼骨架内径与导管间距小，粗骨料粒径太大， 主
筋搭接焊头未焊平，在导管提升与下沉回来过程中，挂带钢筋 笼。
2）钢筋在安装过程中，骨架扭曲，箍筋变形、脱焊脱落或 者导管倾斜，使得钢筋与导管外壁紧密接触。
1
格构柱简介与施工要点
2
第一部分 格构柱的组成 第二部分 格构柱的质量 第三部分 支撑与立柱节点 第四部分 格构柱主要施工工艺及
质量验收标准 第五部分 现场照片
3
l1 l0 l1
1、格构柱组成
{ a) 格构柱组成
肢件 缀材
b) 缀板、缀条
缀条
x1 y
1
肢件
x1 y
1
图1 格构柱样图
缀板 肢件
4
30
3）有时因机具故障，浇砼时停歇，导管与钢筋间砼已凝结，提升导管时 将钢筋带出。
4）浇砼速度过快，砼面升至钢筋笼底，产生向上“浮力”，导致钢筋笼 浮上来。
1.2处理办法 1）刚开始浇砼就出现“浮笼”，主要是导管与笼之间有挂带现象；
2.格构柱制作技术要求
格构柱采用在场外钢构加工制作，原材料进场首先审 查质量合格证明文件并对材料的外观进行检查验收，合格后准 予制作。对制作完成的格构柱依据《钢结构工程施工验收规范》 GB50205-2001 及设计要求进行验收验收合格后方允许进场进 行安装。
28
格构柱间对接焊接时接头应错开，保证同一截面的角 钢接头不超过 50％，相邻角钢错开位置不小于 50cm。角钢接 头在焊缝位置角钢内侧采用同材料短角钢进行补强。
29
钢筋笼浇筑时易出现的问题
1、钢筋笼上浮 已经沉放到设计深度位置的钢筋骨架，在浇砼过程中， 骨架位置比原设计位置高出，俗成“浮笼”。
1.1原因分析 1）钢筋笼骨架内径与导管间距小，粗骨料粒径太大， 主
筋搭接焊头未焊平，在导管提升与下沉回来过程中，挂带钢筋 笼。
2）钢筋在安装过程中，骨架扭曲，箍筋变形、脱焊脱落或 者导管倾斜，使得钢筋与导管外壁紧密接触。
1
格构柱简介与施工要点
2
第一部分 格构柱的组成 第二部分 格构柱的质量 第三部分 支撑与立柱节点 第四部分 格构柱主要施工工艺及
质量验收标准 第五部分 现场照片
3
l1 l0 l1
1、格构柱组成
{ a) 格构柱组成
肢件 缀材
b) 缀板、缀条
缀条
x1 y
1
肢件
x1 y
1
图1 格构柱样图
缀板 肢件
4
30
3）有时因机具故障，浇砼时停歇，导管与钢筋间砼已凝结，提升导管时 将钢筋带出。
4）浇砼速度过快，砼面升至钢筋笼底，产生向上“浮力”，导致钢筋笼 浮上来。
1.2处理办法 1）刚开始浇砼就出现“浮笼”，主要是导管与笼之间有挂带现象；
《钢结构格构柱》PPT课件
104 b=250
28a 250
节点板
图例题4－2
设计内容： 1、按绕实轴屈曲设计槽钢截面； 2、以对实轴、虚轴的长细比性相同设计槽钢间距； 3、验算槽钢对虚轴的稳定性； 4、验算缀材强度和焊缝。
[解 ]
1、按实轴选截面和回转半径（图4－2）。
x x1
y y
104 b=250
28a 250
节点板
图例题4－2
④ 计算 l x
A l x 1 27 2 A1x
l x
设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（4－ 15）算 ，再根据 查x。稳定验算公式同实腹式 x x 构件。
4.7.2缀板式柱
a)
b)
V/2=1/2 l1/2 1/2
δ
•一般各缀板等距离布置， 刚度相等。缀板内力按 缀板与肢件组成的多层 框架分析。屈曲时，除 发生格构柱整体弯曲外， 所有肢件也都发生S形弯 曲变形，如图4－9所示。
l1 T V1 a
（4－89）
式中a是两柱肢轴线间的距离。
缀板在柱肢连接处A的弯矩：
V1l1 M 2
V1/2 A l1
（4－90）
T
可见，缀板一般按受弯构件设计。 但因剪力、弯矩较小，可按构造 设计。
V1/2
a/2
分离体Ⅱ
构造设计要点： ① 同一截面处缀板（或采用型钢的横杆）线刚度 之和不得小于柱肢线刚度的 6倍。如果柱截面接近正方 形，且x和y方向的长细比又接近相等时，可取
1/ 2 Sd cos
1 Sd cos 2
斜杆伸长：
Sd ld l1 d EAd 2 EAd sin cos
一根斜杆 毛截面面积
28a 250
节点板
图例题4－2
设计内容： 1、按绕实轴屈曲设计槽钢截面； 2、以对实轴、虚轴的长细比性相同设计槽钢间距； 3、验算槽钢对虚轴的稳定性； 4、验算缀材强度和焊缝。
[解 ]
1、按实轴选截面和回转半径（图4－2）。
x x1
y y
104 b=250
28a 250
节点板
图例题4－2
④ 计算 l x
A l x 1 27 2 A1x
l x
设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（4－ 15）算 ，再根据 查x。稳定验算公式同实腹式 x x 构件。
4.7.2缀板式柱
a)
b)
V/2=1/2 l1/2 1/2
δ
•一般各缀板等距离布置， 刚度相等。缀板内力按 缀板与肢件组成的多层 框架分析。屈曲时，除 发生格构柱整体弯曲外， 所有肢件也都发生S形弯 曲变形，如图4－9所示。
l1 T V1 a
（4－89）
式中a是两柱肢轴线间的距离。
缀板在柱肢连接处A的弯矩：
V1l1 M 2
V1/2 A l1
（4－90）
T
可见，缀板一般按受弯构件设计。 但因剪力、弯矩较小，可按构造 设计。
V1/2
a/2
分离体Ⅱ
构造设计要点： ① 同一截面处缀板（或采用型钢的横杆）线刚度 之和不得小于柱肢线刚度的 6倍。如果柱截面接近正方 形，且x和y方向的长细比又接近相等时，可取
1/ 2 Sd cos
1 Sd cos 2
斜杆伸长：
Sd ld l1 d EAd 2 EAd sin cos
一根斜杆 毛截面面积
钢结构格构柱
相应的回转半径：
ix lx / x 600/ 52 11.5cm
由附录6，二肢间需要的距离：
b ix 11.5 26.2cm 0.44 0.44
p.405 取25cm。
3、验算绕虚轴稳定性 槽钢惯性矩：I1=218cm4； 格构柱对虚轴的惯性矩：
I x 2( I1 4010.42 ) 9090 cm4
且当 <20时，取=20 ）。 缀条设计公式为：
Nt Nt f R f 或 R At At
At——单个缀条截面面积 此外，也可根据缀条查，用公式
Nt f At
（4－84）
进行设计。其概念是按轴心受压杆件设计。 横杆一般不受力，采用和斜杆相同的截面。 不论斜杆还是横杆，都应长细比要求， ≤[]=150
设y=80，属b类，查得y=0.688； 需要的截面面积和回转半径为：
N 1300 103 At 8800 mm2 88cm2 y f 0.688 215 l y 600 t iy 7.5cm y 80
查附录3槽钢规格表，没有同时满足上述要求的截面， 说明所设的长细比不合适。可从表中另选一截面，
5 .4轴心受压格构式构件的整体稳定 4.4.1轴心受压格构式构件组成 肢件 格构式轴心受压构件 缀材 缀板、缀条
{
a)
b)
缀条
l1 l0 l1
缀板
x 1 y 1
肢件
x 1
y
肢件
图4－6 格构式柱
1
肢件：受力件。 由 2 肢（工字钢或槽钢）、 4 肢（角钢）、 3 肢 （园管）组成。
a)
x y
b)
2、确定两个槽钢间的距离 方法：使绕虚轴和绕实轴的稳定性相等。 使绕虚轴的长细比和绕实轴的长细比相等。为此，
框架结构柱的结构施工图识读概要29页PPT
框架结构柱的结构施工图识读概要
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
31、园日涉以成趣，门虽设而常关。 32、鼓腹无所思。朝起暮归眠。 33、倾壶绝余沥，窥灶不见烟。
34、春秋满四泽，夏云多奇峰，秋月 扬明辉 ，冬岭 秀孤松 。 35、丈夫志四海，我愿不知老。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
41、学问是异常珍贵的东西，从任何源泉吸 收都不可耻。——阿卜·日·法拉兹
42、只有在人群中间，才能认识自 己。——德国
43、重复别人所说的话，只需要教育； 而要挑战别人所说的话，则需要头脑。—— 玛丽·佩蒂博恩·普尔
44、卓越的人一大优点是：在不利与艰 难的遭遇里百折不饶。——贝多芬
45、自己的饭量自己知道。——苏联
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5 .4轴心受压格构式构件的整体稳定 4.4.1轴心受压格构式构件组成 肢件 格构式轴心受压构件 缀材 缀板、缀条
{
a)
b)
缀条
l1 l0 l1
缀板
x 1 y 1
肢件
x 1
y
肢件
图4－6 格构式柱
1
肢件：受力件。 由 2 肢（工字钢或槽钢）、 4 肢（角钢）、 3 肢 （园管）组成。
a)
x y
b)
2 EI y
l
2 y
（4－10）
（4－12）
y ,cr
2 E 2 y
2、绕虚轴屈曲 绕虚轴屈曲时，不能忽略剪切变形影响，这时，
N x ,cr
EI x EI x 2 ( l x ) lx
2 2
N b,cr
2 EI
l2
x ,cr
式中
2 E 2 E 2 ( x ) x2
I1 A i
2 1
② 计算
引入单肢节间段长细比1，且 1= l1 /i1 代入式：
1 2 EI x
l
2 x
2 1
12 EA
因为 Ix=Aix2， x= lx /ix ，代入得：
2 2 2 1 1 1 2 1 2 12 x x
③ 计算 x
x
y
c)
x y
d)
x y
图4－7 格构式柱的截面型 式
4.4.2整体稳定临界力
公式（4－9）仍然是适用的。
N b,cr
2 EI
l
2
1 2 EI 1 2 1 l
（ 4－ 9）
1、绕实轴屈曲 绕实轴屈曲时，与实腹截面一样，可忽略剪切变形 的影响，并写成弹性与非弹性通式，得
N y ,cr
γ1
l1/2
1/2
1/2 x y
c)
y
1
1 x
图4－9 缀板式体系的剪切变形
① 计算1
从图4－9中取出一个节段为 分离体。
通常，缀板刚度比肢件大得 多，可忽略缀板本身变形，并假 定剪力平均分配给两个柱肢（b 图）。 V=1时，柱肢 的单位剪切角 1为：
b)
V/2=1/2 l1/ 2 1/2
δ
γ1
规定单肢节段长细比的意义：在于确定缀板间 的距离。
缀材计算 1、轴心受压构件的剪力V （1）V的取值 设：屈曲模态为一个正弦半 波。
l z M N cr y N cr ym sin l dM z V N cr ym cos dz l l y y m sin
z Ncr
A
N x f A
（4－16）
5 .7轴心受压格构式构件的局部稳定
• 为了保证单肢不先于构件整体失稳，单肢 长细比1= l1 /i1应小于、等于柱子最大长细 比的0.7倍。 i1是柱肢对本身1-1轴的回转半 径。
为了保证单肢不先于柱子整体屈曲破坏， 规范规定：
25<1≤40
且 1≤构件最大长细比的0.5倍
x y
c)
x
d)
y
x y
图4－7 格构式柱的截面型 式
缀材：把肢件连成整体，并能承担剪力。 缀板：用钢板组成。 缀条：由角钢组成横、斜杆。
a) b)
缀条
l1 l0 l1
缀板
x 1 y 1
肢件
x 1
y
肢件
1
截面的虚实轴：与肢件腹板相交的主轴为实轴，否则 是虚轴，图4-20a、b、c、d。
a)
x
y
b)
最后得二肢缀板柱绕虚轴的换算长细比
x x
2 x
2 1
④ 计算 l x
2 l x l x l x 1 1 2 x 设计时应先假设单肢节段长细比1才能计算换算长 细比。用换算长细比查x ，再按实腹式构件相同的公 式验算稳定性： N x f
（4－13）
1 2 EI 1 2 1 l
——考虑剪力影响后，绕虚轴的换算长细比。 x
1 2 EI x
l
2 x
1
（4－14）
问题归结为计算。
1
EI x
2
l
2 x
1
是考虑剪力影响后，格构式压杆计算长度的放
大系数，它决定于体系的单位剪切角1，因而和采用 的缀材体系有关。下面按缀条式和缀板式分别讨论：
④ 计算 l x
A l x 1 27 2 A1x
l x
设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（4－ 15）算 ，再根据 查x。稳定验算公式同实腹式 x x 构件。
4.7.2缀板式柱
a)
b)
V/2=1/2 l1/2 1/2
δ
•一般各缀板等距离布置， 刚度相等。缀板内力按 缀板与肢件组成的多层 框架分析。屈曲时，除 发生格构柱整体弯曲外， 所有肢件也都发生S形弯 曲变形，如图4－9所示。
1/ 2 Sd cos
1 Sd cos 2
斜杆伸长：
Sd ld l1 d EAd 2 EAd sin cos
一根斜杆 毛截面面积
所以 ② 计算
1 1 2 EAd sin cos2
代入式（4－41）
1
2 EI x
l
2 x
1
2Ix 2A 1 2 1 2 2 2l x Ad sin cos 2x Ad sin cos 2
若取=20º ～50º ，则，sincos2=0.36
A 1 27 2 A1x
2 2 l l 2 x xA x 2 ix Ix
式中，A——两个柱肢的毛截面面积； A1——两根斜杆的毛截面面积（ A1=2Ad）。
③ 计算 x
（4－15）
A A 2 x 1 27 2 x x 27 A1x A1
l1/ 2 1/y
1
1 x
1 1 l1 l1 2 l1 2 1 tg 1 l1 / 2 EI1 2 2 4 3 2 l1 l12 24EI1
1/2 l1/2 1 M l1/4 M l1/2
式中 I1——单肢对自身截 面Ⅰ-Ⅰ轴的惯性矩，可表 示为：
（1）缀条式柱 ① 计算1
图4－8示出三角式缀条 体系，在柱截面单位剪力 （ V=1）作用下，体系的单 位剪切角为：
d / cos 1 l1 l1
V=1/2
α l1
Δ
γ1 V=1/2 x y
γ1
图4－8 剪切变形
横截面上有剪力V=1时，分配给有关缀条面上的 剪力V=1/2。斜杆内力为
{
a)
b)
缀条
l1 l0 l1
缀板
x 1 y 1
肢件
x 1
y
肢件
图4－6 格构式柱
1
肢件：受力件。 由 2 肢（工字钢或槽钢）、 4 肢（角钢）、 3 肢 （园管）组成。
a)
x y
b)
2 EI y
l
2 y
（4－10）
（4－12）
y ,cr
2 E 2 y
2、绕虚轴屈曲 绕虚轴屈曲时，不能忽略剪切变形影响，这时，
N x ,cr
EI x EI x 2 ( l x ) lx
2 2
N b,cr
2 EI
l2
x ,cr
式中
2 E 2 E 2 ( x ) x2
I1 A i
2 1
② 计算
引入单肢节间段长细比1，且 1= l1 /i1 代入式：
1 2 EI x
l
2 x
2 1
12 EA
因为 Ix=Aix2， x= lx /ix ，代入得：
2 2 2 1 1 1 2 1 2 12 x x
③ 计算 x
x
y
c)
x y
d)
x y
图4－7 格构式柱的截面型 式
4.4.2整体稳定临界力
公式（4－9）仍然是适用的。
N b,cr
2 EI
l
2
1 2 EI 1 2 1 l
（ 4－ 9）
1、绕实轴屈曲 绕实轴屈曲时，与实腹截面一样，可忽略剪切变形 的影响，并写成弹性与非弹性通式，得
N y ,cr
γ1
l1/2
1/2
1/2 x y
c)
y
1
1 x
图4－9 缀板式体系的剪切变形
① 计算1
从图4－9中取出一个节段为 分离体。
通常，缀板刚度比肢件大得 多，可忽略缀板本身变形，并假 定剪力平均分配给两个柱肢（b 图）。 V=1时，柱肢 的单位剪切角 1为：
b)
V/2=1/2 l1/ 2 1/2
δ
γ1
规定单肢节段长细比的意义：在于确定缀板间 的距离。
缀材计算 1、轴心受压构件的剪力V （1）V的取值 设：屈曲模态为一个正弦半 波。
l z M N cr y N cr ym sin l dM z V N cr ym cos dz l l y y m sin
z Ncr
A
N x f A
（4－16）
5 .7轴心受压格构式构件的局部稳定
• 为了保证单肢不先于构件整体失稳，单肢 长细比1= l1 /i1应小于、等于柱子最大长细 比的0.7倍。 i1是柱肢对本身1-1轴的回转半 径。
为了保证单肢不先于柱子整体屈曲破坏， 规范规定：
25<1≤40
且 1≤构件最大长细比的0.5倍
x y
c)
x
d)
y
x y
图4－7 格构式柱的截面型 式
缀材：把肢件连成整体，并能承担剪力。 缀板：用钢板组成。 缀条：由角钢组成横、斜杆。
a) b)
缀条
l1 l0 l1
缀板
x 1 y 1
肢件
x 1
y
肢件
1
截面的虚实轴：与肢件腹板相交的主轴为实轴，否则 是虚轴，图4-20a、b、c、d。
a)
x
y
b)
最后得二肢缀板柱绕虚轴的换算长细比
x x
2 x
2 1
④ 计算 l x
2 l x l x l x 1 1 2 x 设计时应先假设单肢节段长细比1才能计算换算长 细比。用换算长细比查x ，再按实腹式构件相同的公 式验算稳定性： N x f
（4－13）
1 2 EI 1 2 1 l
——考虑剪力影响后，绕虚轴的换算长细比。 x
1 2 EI x
l
2 x
1
（4－14）
问题归结为计算。
1
EI x
2
l
2 x
1
是考虑剪力影响后，格构式压杆计算长度的放
大系数，它决定于体系的单位剪切角1，因而和采用 的缀材体系有关。下面按缀条式和缀板式分别讨论：
④ 计算 l x
A l x 1 27 2 A1x
l x
设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（4－ 15）算 ，再根据 查x。稳定验算公式同实腹式 x x 构件。
4.7.2缀板式柱
a)
b)
V/2=1/2 l1/2 1/2
δ
•一般各缀板等距离布置， 刚度相等。缀板内力按 缀板与肢件组成的多层 框架分析。屈曲时，除 发生格构柱整体弯曲外， 所有肢件也都发生S形弯 曲变形，如图4－9所示。
1/ 2 Sd cos
1 Sd cos 2
斜杆伸长：
Sd ld l1 d EAd 2 EAd sin cos
一根斜杆 毛截面面积
所以 ② 计算
1 1 2 EAd sin cos2
代入式（4－41）
1
2 EI x
l
2 x
1
2Ix 2A 1 2 1 2 2 2l x Ad sin cos 2x Ad sin cos 2
若取=20º ～50º ，则，sincos2=0.36
A 1 27 2 A1x
2 2 l l 2 x xA x 2 ix Ix
式中，A——两个柱肢的毛截面面积； A1——两根斜杆的毛截面面积（ A1=2Ad）。
③ 计算 x
（4－15）
A A 2 x 1 27 2 x x 27 A1x A1
l1/ 2 1/y
1
1 x
1 1 l1 l1 2 l1 2 1 tg 1 l1 / 2 EI1 2 2 4 3 2 l1 l12 24EI1
1/2 l1/2 1 M l1/4 M l1/2
式中 I1——单肢对自身截 面Ⅰ-Ⅰ轴的惯性矩，可表 示为：
（1）缀条式柱 ① 计算1
图4－8示出三角式缀条 体系，在柱截面单位剪力 （ V=1）作用下，体系的单 位剪切角为：
d / cos 1 l1 l1
V=1/2
α l1
Δ
γ1 V=1/2 x y
γ1
图4－8 剪切变形
横截面上有剪力V=1时，分配给有关缀条面上的 剪力V=1/2。斜杆内力为