钢结构格构柱共38页
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。
《钢结构格构柱》PPT课件
{
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
格构柱简介与施工要点ppt课件
20
格构柱主要施工工艺及质量验收标准
1、施工工艺流程
临时格构柱基础钻孔桩成孔采用 SR220C 旋挖钻机。旋挖成 孔首先是通过底部带有活门的桶式钻头回转，并直接将其装入钻斗 内，然后再由钻机提升装置和伸缩钻杆将钻斗提出孔外卸土，这样 循环往复，不断地取土卸土，直至钻至设计深度。对粘结性好的岩 土层，可采用干式或清水钻进工艺，无需泥浆护壁。而对于松散易 坍塌地层，或有地下水分布，孔壁不稳定，必须采用静态泥浆护壁 钻进工艺，向孔内投入护壁泥浆进行护壁。施工工艺见下图：
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
肢件：受力件。 由2肢（工字钢或槽钢）、4肢（角钢）或3肢（圆管）组成。
a) x
b) x
y
y
c) x
d)
y
x y
图2 格构柱的截面型式
5
缀材：把肢件连成整体，并能承担剪力。 缀板：用钢板组成。
l0 l1
缀板
x
肢件
6
2、格构柱的结构特点
格构柱的结构特点是，将材料面积向距离惯性轴远的 地方布置，能保证相同轴向抗力条件下增强构件抗弯性能， 并且节省材料。
12
第一道支撑与立柱 节点图（3）
13
四、第一道撑与立柱节点
1、125×160×14加劲肋 共12块 重量：(0.125-0.04)×(0.16-0.04)× 0.014×7.85×12=0.01345176吨
钢结构格构柱设计
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－
格构柱稳定性的计算书
格构柱稳定性的计算计算依据：(1)《钢结构设计规范》(GB50017-2003)。
(2)《钢结构设计与计算》1. 格构柱截面的力学特性：格构柱的截面尺寸为0.65×0.65m；主肢选用:18号角钢b×d×r=180×18×18mm；缀条选用:20号角钢b×d×r=180×24×18mm；主肢的截面力学参数为 A0=61.95cm2，Z0=5.13cm，I x0=1881.12cm4，I y0=3338.25cm4；缀条的截面力学参数为 A t=61.95cm2；格构柱截面示意图格构柱的y-y轴截面总惯性矩：格构柱的x-x轴截面总惯性矩：经过计算得到：I x=4×[1881.12+61.95×(65/2-5.13)2]=193155.64cm4；I y=4×[1881.12+61.95×(65/2-5.13)2]=193155.64 cm4；2. 格构柱的长细比计算：格构柱主肢的长细比计算公式：其中 H ──格构柱的总计算长度，取18.40m；I ──格构柱的截面惯性矩，取,I x=193155.64cm4，I y=193155.64cm4； A0──一个主肢的截面面积，取61.95cm2。
经过计算得到x=65.90,y=65.90。
3. 格构柱的整体稳定性计算：格构柱在弯矩作用平面内的整体稳定性计算公式：其中 N ──轴心压力的计算值(N)；取 N=4×105N；A──格构柱横截面的毛截面面积，取4×61.95cm2；──轴心受压构件弯矩作用平面内的稳定系数；根据换算长细比0x=65.9,0y=65.90≤150（容许长细比）满足要求!经过计算得到：X方向的强度值为20.85N/mm2，不大于设计强度205N/mm2,所以满足要求!Y方向的强度值为20.85N/mm2，不大于设计强度205N/mm2,所以满足要求!。
施工组织设计(格构型钢柱)
、编制依据（一）编制依据（二）采用规范二、工程概况及特点三、项目管理组织四、施工准备五、施工布置六、施工现场人员设备布置七、钢结构的加工制作制作前的准备工作钢结构加工制作流程:放样、下料和切割矫正和成型（五）、边缘加工制孔组装成品检验成品保护保证质量措施、钢结构的焊接（十二）、摩擦面加工:（十三）、预拼装（十四）、包装、运输和存放.八、钢结构吊装方案（一）、吊装思路（二）、吊装顺序（三）、钢结构安装前的准备.（四）、钢结构安装九、钢结构防腐涂装十、彩色压型钢板施工十、创优达标措施（一）保证的工程质量措施10 12 1212131516 161617 17 10 18 20192021 212324 22 29 31 33 33（二）、确保施工工期的措施. 37（三）、确保安全生产的措施.38 （四）、雨期施工的保证措施.39 （五）、文明卫生保证措施39 （六）、施工现场消防保卫措施39 （七）、降低工程成本措施40施工组织设计编制综合说明、编制依据（一）文件依据1、XXXXXXXXXXXXXXX 有限公司重型车间施工招标文件。
2、XXXXXXXXXXXXXXX 有限公司重型车间招标图纸。
3、XXXXXXXXXXXXXXXX 有限公司重型车间招标答疑文件。
（二）米用规范按中华人民共和国现行有关法规及标准，本工程施工采用的技术规范及标准主要为:《冷弯薄壁型钢结构技术规范》 GB50018-2002《门式钢架轻型房屋钢结构技术规程》CECS102:2002《建筑地基基础设计规范》 GB50007-200210、《钢结构高强螺栓连接的设计、施工及验收规范》 JGJ82-91 ；11、《钢结构工程施工及质量验收规范》GB50205-2001;12、《建筑结构制图标准》GB/T50105-2001； 13、《焊缝符号表示法》 GB342-88; 14、《冷弯薄壁型钢结构技术规范》GB50018-2002;15、《压型金属板设计施工规程》 YBJ216-88 ； 16、《建筑钢结构焊接技术规程》JGJ81-2002 ；17、国家及有关部委颁发的与本工程有关的标准、规范及规程;18、江苏省及苏州市监督站的有关规定。
钢结构格构柱课件
CONTEห้องสมุดไป่ตู้TS
目录
• 格构柱概述 • 格构柱的材料与性能 • 格构柱的加工与制作 • 格构柱的安装与施工 • 格构柱的维护与检修 • 格构柱的发展趋势与展望
CHAPTER
01
格构柱概述
定义与特点
定义：格构柱是一种由两个或多个平行 的矩形或方形截面的杆件组成的结构构 件。
具有较强的抗震性能和抗风能力。
涂装工艺
在清洁的钢材表面涂装防腐涂料，形成一层致密的保护膜， 以隔离氧气和水汽，防止钢材腐蚀。涂装时应注意涂层的厚 度和均匀性，并按照规定的涂装间隔进行多道涂装。
CHAPTER
04
格构柱的安装与施工
基础设计与施工
基础设计
根据工程要求和地质勘察资料， 进行格构柱的基础设计，确定基 础的形式、尺寸和承载力要求。
弯曲工艺
通过弯曲机或压弯模具将钢材弯曲成所需的形状，以满足结构设计的空间要求。 弯曲过程中需注意保持钢材的平整度和防止过度弯曲导致的材料断裂。
焊接工艺
焊接方法
根据钢材的厚度和焊接质量要求，选择合适的焊接方法，如手工电弧焊、气体 保护焊、埋弧焊等。焊接过程中应控制焊接参数，如电流、电压和焊接速度， 以保证焊接质量和结构的稳定性。
CHAPTER
05
格构柱的维护与检修
日常检查与保养
日常检查
定期对格构柱进行检查，包括外观、连接部位和防腐涂层等，确 保其状态良好。
保养
保持格构柱的清洁和干燥，防止锈蚀和损伤。
涂装保护
对格构柱进行定期涂装，以增强其耐腐蚀性能和外观效果。
定期检修与更换
定期检修
根据使用情况和厂家建议，对格构柱 进行定期检修，检查其结构完整性和 承载能力。
钢结构格构柱设计
钢结构格构柱设计钢结构格构柱设计一、引言钢结构是一种具有高强度、抗震性能好、施工速度快等优点的结构形式。
格构柱作为钢结构的重要组成部分，其设计要求的严苛程度不可忽视。
本文将详细介绍钢结构格构柱的设计过程，包括材料选择、荷载计算、构件尺寸确定等内容。
二、材料选择1. 钢材牌号：根据设计要求和结构性能要求，选择适当的优质钢材，如Q345B、Q345C等。
2. 钢材强度：根据结构的工作状态和受力情况，确定钢材的强度等级，如Q235、Q345等。
三、荷载计算1. 自重计算：根据格构柱的材料和尺寸，计算其自重，并考虑附加设备的重量。
2. 组合荷载计算：根据实际情况，确定格构柱所承受的荷载情况，包括永久荷载、可变荷载等。
3. 地震荷载计算：根据地震区域的地震烈度、设计基准地震动参数等，计算格构柱所承受的地震荷载。
四、构件尺寸确定1. 柱截面选取：根据承受荷载的大小和方向，选择合适的柱截面形状，如圆形、方形、矩形等。
2. 截面尺寸计算：根据荷载和钢材强度等参数，计算格构柱的截面尺寸，包括截面宽度、截面高度等。
3. 柱高度确定：根据建筑结构的要求，确定格构柱的高度，如根据层高、柱间距等进行计算。
五、连接设计1. 柱与柱之间的连接：根据构件的受力情况和设计要求，选择适当的连接方式，如焊接、螺栓连接等。
2. 柱与梁之间的连接：根据梁的受力情况和设计要求，确定柱与梁之间的连接方式，如刚性连接、铰接连接等。
六、验算和优化设计1. 初步验算：对设计结果进行初步验算，确保构件的安全性能。
2. 优化设计：根据初步验算结果，对构件进行优化设计，使其更加经济高效。
附件：1. 结构图纸：包括格构柱的平面布置图、剖面图等。
2. 强度计算表：包括格构柱的材料特性、截面尺寸、受力情况、强度验算等。
法律名词及注释：1. 建筑法：指国家对建筑行为所做的一系列法律规定，包括建筑设计、建筑施工、建筑质量监督等方面。
2. 钢结构设计规范：指国家对钢结构设计所做的规范性文件，包括结构设计方法、材料选用、构件尺寸确定等。
钢结构 柱和支撑的设计ppt课件
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）：
55
4.3.4.2 偏心支撑
1. 偏心支撑的性能与特点
(a) 门架式 (b) 单斜杆式 (c) 人字形 (d) V形
56
偏心支撑：指支撑斜杆一端与梁相连，支撑轴 线偏离梁柱轴线交点，在支撑与柱之间或支撑 与支撑之间形成一段称为消能梁段的短梁。
偏心支撑框架设计原则：强柱、强支撑、弱耗能梁段， 使其在大震时耗能梁段屈服形成塑性铰，柱、支撑和 其他梁段保持弹性。
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
Mb1 Mb2 Vp
4 3
fv
RE
工字形截面柱 Vp hb1hc1tw
Vp——节 点域体积
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② 计算 代入式（4－41）
1
2EIx lx2
1
12 lx 2A ds 2 i Ixn co 2s 12 2 xA ds 2 i A n co 2s
若取=20º～50º，则，sincos2=0.36
1
27
A
A12x
2x
lx2 ix2
lx2 A 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）。
Ncr
Vmax
实际
V
近似
2、缀材计算
（1）缀条
V1
α
缀条布置尤如桁架腹杆。按桁
架腹杆设计。剪力由斜杆承受。
设斜杆（缀条）内力为Nt，有
Nt=V1/cos
（4－83）
V1
缀条可能受拉、可能受压，一律按受
V1
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R为：
等边角钢
R=0.6+0.0015
h=2.27ix
按照边缘屈服准则，
max N AcrNcIxrymh 2fy
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
V1=V/2
L z
（4－82）
z
Ncr
Vmax
V
ym y
oy
b)
δ
V/2=1/2 1/2
γ1
l1/2 l1/2
1/2 1/2
c)
1x
y
y
1x
图4－9 缀板式体系的剪切变形
① 计算1
b)
δ
从图4－9中取出一个节段为 V/2=1/2 1/2
2
l1/
分离体。
γ1
2
l1/
通常，缀板刚度比肢件大得 多，可忽略缀板本身变形，并假 c) 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：
1/2 1/2
1x
y
y
1x
1
tg1
1 1l1l12l12
l1/2 E1I 2 2 4 3 2 l1
l12 24E1I
1/2 1
式中 I1——单肢对自身截 面Ⅰ-Ⅰ轴的惯性矩，可表 示为：
I1 Ai12
l1/2
M
l1/4
M l1/2
② 计算
引入单肢节间段长细比1，且
V1
短边相连的不等边角钢 R=0.5+0.0025 （4－
长边相连的不等边角钢 R=0.7
85）
——中间无联系时，按最小回转半径计算的长细比。
且当 <20时，取=20 ）。 缀条设计公式为：
Nt At
R
f
或
Nt f
R At
At——单个缀条截面面积 此外，也可根据缀条查，用公式
（4－84）
Nt f At
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
4.7.2缀板 缀板内力按缀板和肢件组成的框架体系进行分析。
a) x
b) x
y
y
c) x
d)
y
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。
Nb,cr 2lE2 I112lE2 I1
1、绕实轴屈曲
（4－9）
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
2 EI
l
2 y
y
y ,cr
1
d l1
/cos
l1
l1
V=1/2
Δ α
γ1
γ1
V=1/2
图4－8 剪切变形
y
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
Sd
1/ 2
cos
Sd
cos
1 2
斜杆伸长：
d S Edld d A2Ed A sli1 ncos
一根斜杆 毛截面面积
所以
1 2EAd si1nco2s
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）Vபைடு நூலகம்取值
设：屈曲模态为一个正弦半
波。
z
M Vy d N dycmM rzysi nN N lccryrym m lscinlozlzs
MmaxNcrym
Vmax
l
Ncrym
L z
z Ncr
ym y
y
x y
oy Ncr
式验算稳定性：
N A
x
f
N A
x
f
（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
lx2
1
（4－14）
问题归结为计算。
1
2EIx
lx2
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
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： x
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
b) x
y
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)
l1 l0 l1
缀条
x1 y
1
肢件
x1 y
1
缀板 肢件
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。
2E
2 y
（4－10） （4－12）
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
2EI x (lx )2
2EI x
lx
x,cr
2E ( x )2
2E x2
Nb,cr
（4－13）
2lE2 I112lE2 I1
式中
——考虑剪力影响后，绕虚轴的换算长细比。
x
1
2EIx
1= l1 /i1 代入式：
12lEx2 Ix
12
12EA
因为 Ix=Aix2， x= lx /ix ，代入得：
1122122x 1122x
③ 计算 x 最后得二肢缀板柱绕虚轴的换算长细比
x x 2x12
④ 计算 l x
lx lx
1122x
lx
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
③ 计算 x
x 127A1 A 2 xx 2 x27A A 1
（4－15）
④ 计算 l x
lx
127A1A2x
lx
设计时，应先假设（斜）缀条面积，然后，用式（4－
15）算 x ，再根据 x 查x。稳定验算公式同实腹式
构件。
4.7.2缀板式柱
a)
•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。