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岩土研究院

H型钢柱的设计

280 2021-12-21 09:38:22

一、概,述

H 型钢柱子属于轴心受压或压弯构件,在建筑结构中也是连系关系最多的构件。在采用单个截面做成的柱子中,H型钢柱具有截面经济有效、双向连接方便、制作省工、双向接近等稳等优越条件,在建筑中有广泛的用途。H型钢也可组成格构式柱,或在承受重荷载的高大建筑结构中以拼接组合的方式,形成更强大的截面。

H 型钢柱的设计应进行强度计算、整体稳定计算(平面内及平面外)、截面局部稳定验算、长细比验算(平面内及平面外)等项内容。当为框架或刚架柱时,还应按整体验算其柱顶侧移(或层间位移),其长细比及变形值均应符合表4.1-7及 4.1-8 的要求。

H 型钢可直接用作高(多)层框架柱、门式刚架柱、平台柱及工业构架等,对有吊车的工业厂房可采用有 H型钢组成的格构式下柱及 H 型钢上柱的变阶柱,均具有良好的承载性能。

利用H 型钢和钢板桩或其它型钢,还可组合成多种形式的截面,如图 4.3-1所示。图中(a)为在 H 型钢翼缘上增加盖板组成的截面(盖板也可以宽于翼缘),可增加截面积及承载力。图中(b)和(c)适合于偏心受压,并且便于在两个方向上与梁连接。(b)截面虽然比较开展,受力较好,但比(c)在组合连接时多用两条焊缝。图中(d)、(e)为箱形截面,抗扭性能好。(f)为 H型钢与两T'型钢组成,多用于钢骨混凝土组合柱,在高层钢结构的地下室和地上裙房常用这种组合柱。图中<g)、(h)、(i)、(j)适用于有重型吊车的阶形)房柱的下桂,其中(i)、(j)截面为格构式柱。

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(二)柱子的长度(l)

柱的长度L应根据其与其它构件的连接情况确定。柱子底部不论与基础刚接还是饺接,一般均应从基础顶面起计算柱子的长度〈长脖子基础算作下段柱者除外),如图 4.3 2 所示。柱子上部与实腹梁或桁架铰接时应从铰接点起计算柱子的长度,如图 4.3.2(a)和(c)所示;与实腹梁或有限刚度析架刚接时应从梁或格架端部的形心线起计算柱子的长度,如图 4.3 2 (b)和(e)所示∶与无限刚度桁架刚接时应从桁架下弦杆的形心线起计算柱子的长度,如图4.3-2(d)所示。当析架受竖向荷载作用时或桁架抗弯刚度小柱子抗弯刚度的4倍时,按有限刚度考虑,否则按无限刚度考虑。抗弯刚度是指在刚接点给定单位转角在桁架或柱子端部所产生的弯矩。

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3.山形门式刚架的受压斜梁。计算柱在刚架平面内的计算长度系数时,可将斜梁按水平横梁考虑,此时,横梁的长度应取门式刚架两斜梁长度之和,如图 4.3-4 所示。

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