鋼結(jié)構(gòu)第三版課件第7章.教學(xué)提綱

鋼結(jié)構(gòu)第三版課件第7章.優(yōu)缺點(diǎn)：不需在鋼材上打孔，不減損鋼材截面；焊件可以直接相連，不需要輔助零件；連接的密封性好，結(jié)構(gòu)剛度大，整體性好；焊縫附近出現(xiàn)熱影響區(qū)，產(chǎn)生組織變化，材質(zhì)變脆；出現(xiàn)焊接殘余應(yīng)力和殘余變形；用于低溫地區(qū)時(shí)容易出現(xiàn)脆性斷裂，且因整體性而一裂到底。采用焊接結(jié)構(gòu)需要揚(yáng)長避短。避短的一個(gè)例子：采用適當(dāng)?shù)牟牧虾秃附庸に?，降低淬硬性，使熱影響區(qū)不致開裂。7.2焊接連接的特性避免焊縫缺陷（保證施工質(zhì)量）焊縫可能出現(xiàn)的缺陷：裂紋、氣孔、燒穿、未焊透和咬邊等。缺陷造成截面削弱和應(yīng)力集中，對結(jié)構(gòu)安全承載很不利。尤其是承受多次重復(fù)荷載的結(jié)構(gòu)和處在容易脆斷的環(huán)境的結(jié)構(gòu)。避免缺陷的方法：必須由合格的焊工進(jìn)行操作；加強(qiáng)檢驗(yàn)（按照有關(guān)規(guī)范規(guī)定）：外觀檢查和超聲波檢驗(yàn)；盡量避免不易焊好的焊位（仰焊、不易到達(dá)的部位）。焊縫質(zhì)量等級焊縫根據(jù)外觀質(zhì)量的不同要求和超聲波檢驗(yàn)范圍的不同要求劃分為三個(gè)質(zhì)量等級，其中一級者質(zhì)量最好。7.2焊接連接的特性7.3對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算構(gòu)造

不同厚度的鋼板采用不同的坡口形式：既保證焊接質(zhì)量又不過多消耗物力和人力。，不切坡口,V形或單邊V形縫，X形或K形縫引弧板（熄弧板）的應(yīng)用：保證熔透。墊板的應(yīng)用：保證焊透。當(dāng)不用墊板時(shí)需要清根（碳弧氣刨）和補(bǔ)焊。兩板有寬度差或厚度差者采用平緩過渡。所有這些構(gòu)造措施的目的：保證焊接的優(yōu)點(diǎn)能正常發(fā)揮，缺點(diǎn)盡量避免。

7.3對接焊縫的構(gòu)造和計(jì)算計(jì)算

質(zhì)量等級為一級和二級的對接焊縫和母材等強(qiáng)，無需計(jì)算。質(zhì)量等級為三級的對接焊縫，截面強(qiáng)度計(jì)算公式和母材相同，只是強(qiáng)度設(shè)計(jì)值略低。部分焊透的對接焊縫主要用于起聯(lián)系作用的焊縫，如箱形截面的四角。構(gòu)造

角焊縫分為側(cè)面角焊縫和正面角焊縫。角焊縫的大小以焊腳尺寸hf來衡量，兩邊可以不等。

hf相對于焊件厚度t不應(yīng)過小和過大：過小則冷卻過快，易生裂紋，，

t1：較厚焊件厚度；過大則熱影響區(qū)大，也易裂，，t2：較薄焊件厚度。

焊縫長度也不應(yīng)過小和過大（相對于hf）:過小則不易保證整體質(zhì)量（起、落弧坑影響過大)，，過大則應(yīng)力沿長度的分布過于不均勻，。還需滿足一些其他構(gòu)造要求，如焊縫端部加繞角。7.4角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算計(jì)算

角焊縫受力情況比較復(fù)雜。角焊縫在縱、橫向外力作用下，薄弱截面（45°面）上存在正應(yīng)力和兩個(gè)方向的剪應(yīng)力和。強(qiáng)度計(jì)算的基本公式是：常用連接焊縫的計(jì)算公式都從此式演變得出。（1）側(cè)面角焊縫，外力與焊縫長度方向平行，以受剪為主；，he=有效厚度=0.7hf（2）正面角焊縫，外力與長度方向垂直，以正應(yīng)力為主；

βf=1.22，但直接承受動(dòng)力荷載時(shí)取為1.0側(cè)縫延性很好，正縫相對稍差。兩者可以配合使用形成三面圍焊。7.4角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算

各類連接中的角焊縫計(jì)算連接中經(jīng)常用多條焊縫。按照力學(xué)原則把外力分配給各條焊縫，即可對焊縫需要的尺寸做出計(jì)算。例如雙角鋼桿件和節(jié)點(diǎn)板連接的兩條焊縫按重心距離e1、e2成反比分配。承受扭矩的焊縫群可套用扭矩作用下的剪應(yīng)力計(jì)算公式

A點(diǎn)剪應(yīng)力最大，為驗(yàn)算對象。的方向垂直于CA線，需要分解為和再進(jìn)行組合。

思考：上述算法，僅A點(diǎn)處焊縫應(yīng)力達(dá)到強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，其他部位應(yīng)力都較低，如果只用兩條水平焊縫是否可行?7.4角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算

如果連接直接承受動(dòng)力荷載，，則沒有必要把分解后組合。上圖分成和后應(yīng)按下式組合并驗(yàn)算7.4角焊縫的構(gòu)造和計(jì)算

多種應(yīng)力的組合右圖所示的連接，豎向力V對連接焊縫產(chǎn)生豎向剪力和扭矩T。因此，焊縫在A點(diǎn)處除和外還有和。驗(yàn)算公式為思考：例題7.6保留［形焊縫，但改變算法，是否能夠改為hf=7mm?7.5焊接熱效應(yīng)

焊接殘余應(yīng)力的起因：

(1)熱態(tài)塑性壓縮焊縫及其近旁的金屬在施焊時(shí)處于高溫，其膨脹要求受到約束而不能實(shí)現(xiàn)，從而受到壓縮。冷卻時(shí)趨于縮得比原始長度短。這種縮短也受到一定程度的約束，乃形成高額的縱向殘余拉應(yīng)力。拉、壓殘余應(yīng)力在截面上平衡。和縱向拉應(yīng)力一起，還派生出橫向殘余應(yīng)力。由于一般構(gòu)件都是縱向受力，橫向殘余應(yīng)力不受人們關(guān)注。厚板對焊時(shí)還產(chǎn)生厚度方向的殘余應(yīng)力，也是拉壓并存。三軸殘余拉應(yīng)力特別不利。(2)整個(gè)焊件收縮受到約束此時(shí)焊接截面全部受拉。這種情況必須避免。大型結(jié)構(gòu)需要注意焊接順序，圖7-59d的焊縫2如果最后焊，就接近左圖。焊接殘余變形由于熱態(tài)塑性壓縮，桿件既有縱向縮短，又有彎曲。橫向?qū)挾纫猜杂锌s小。必要時(shí)進(jìn)行矯正，也可以預(yù)設(shè)反變形。長度方向在下料時(shí)要適度加長。7.5焊接熱效應(yīng)圖7-59d7.5焊接熱效應(yīng)減少焊接殘余應(yīng)力和殘余變形的措施焊接殘余應(yīng)力對壓桿穩(wěn)定、拉桿脆斷和疲勞都很不利。減少殘余應(yīng)力的方法：

焊接工藝方面：調(diào)整施焊順序；對焊件進(jìn)行預(yù)熱。

焊縫設(shè)計(jì)方面：避免焊縫過于集中，尤其是三軸焊縫集中；避免分層導(dǎo)致拉裂；不盲目加大焊縫厚度。7.6普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算構(gòu)造：螺栓的栓距和線距都不應(yīng)過大或過小。過小不利于板件受力；過大則板與板之間會(huì)出縫隙。轉(zhuǎn)動(dòng)螺栓的扳手需要一定的空間。徑差：孔徑d0應(yīng)該比栓徑d大多少，是個(gè)值得關(guān)注的問題。徑差過小時(shí)，由于制孔誤差，板層之間栓孔有錯(cuò)位，導(dǎo)致部分螺栓就位困難；徑差過大時(shí)，桿件受力后產(chǎn)生滑移，有損結(jié)構(gòu)的受力性能。教科書上介紹，取1.5-2.0mm，有的文獻(xiàn)推薦1.0-1.5mm。實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)是，徑差1.5mm時(shí)滑移量不過0.8mm。當(dāng)連接長度

時(shí)，承載力應(yīng)乘以受力不均的折減系數(shù)7.6普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算

抗剪連接的計(jì)算

需要進(jìn)行兩方面計(jì)算一個(gè)螺栓的抗剪承載力nv：螺栓受剪面數(shù)，教材圖7-68a，b，c分別取1、2、4。該圖有一個(gè)缺點(diǎn)：b，c圖中外層板的拉力為中層板的一半，應(yīng)畫得薄一些。一個(gè)螺栓的承壓承載力連接所需螺栓數(shù)7.6普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算普通螺栓類別

分A，B，C三級。A，B兩級要求精確制孔，徑差不超過0.25mm，很少采用。

C級栓桿和螺孔間的空隙較大，不影響抗拉性能，但對抗剪性能不利。GB50017規(guī)范規(guī)定，抗剪C級螺栓只能用于次要結(jié)構(gòu)和臨時(shí)性結(jié)構(gòu)。普通螺栓受力性能螺栓有受剪和受拉兩種工況。傳遞剪力時(shí)，除螺栓受剪外，還依靠螺栓和板之間的擠壓。與此同時(shí)，還出現(xiàn)板端受剪和螺栓彎曲。這兩個(gè)問題可以由構(gòu)造措施解決：端距e3≥2d0，板疊厚度≤5d。7.6普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算抗拉連接的計(jì)算

由于構(gòu)造關(guān)系，螺栓實(shí)際拉力大于N/n，增大的原因是產(chǎn)生了撬力。撬力可以通過增大連接件剛度的方法使之很小，但實(shí)際設(shè)計(jì)中很少這樣做。對待撬力Q有兩種方法：

（1）按螺栓實(shí)際拉力N+Q和螺栓抗力強(qiáng)度設(shè)計(jì)值f進(jìn)行計(jì)算。這需要有Q的計(jì)算公式。

（2）不計(jì)撬力，但降低螺栓抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值，即按N和0.8f進(jìn)行計(jì)算。我國現(xiàn)在采用方法2，一個(gè)螺栓的抗拉承載力為

de為螺栓有螺紋處的有效直徑，見教材附表7。已包含抗力分項(xiàng)系數(shù)和撬力折減系數(shù)0.8。7.6普通螺栓連接的構(gòu)造和計(jì)算

螺栓群在扭矩作用下的抗剪計(jì)算以螺栓群的形心O為轉(zhuǎn)動(dòng)中心，則距離O點(diǎn)最遠(yuǎn)的螺栓受力最大。要求

螺栓群在彎矩作用下的抗拉計(jì)算以最下邊一排螺栓軸線為中和軸。上邊螺栓受力最大。

m為螺栓列數(shù)，圖中m=2。7.7高強(qiáng)度螺栓連接

抗剪高強(qiáng)度螺栓連接的性能高強(qiáng)度螺栓連接的特點(diǎn)：不僅材料強(qiáng)度高，并且在擰緊時(shí)施加預(yù)拉力。預(yù)拉力使連接板層之間產(chǎn)生擠壓力?？辜舾邚?qiáng)度螺栓連接分為兩類：摩擦型和承壓型。摩擦型也稱為抗滑移型，以產(chǎn)生滑移為極限狀態(tài)，即圖中曲線3的

A點(diǎn)。承壓型：和普通螺栓一樣，以螺栓剪斷或板件失效為承載能力的極限狀態(tài)，即圖中B點(diǎn)。有的規(guī)范還規(guī)定以滑移作為承壓型連接的正常使用極限狀態(tài)。圖中曲線2為不施加預(yù)拉力高強(qiáng)螺栓，受剪同樣可以達(dá)到B點(diǎn)，但滑移出現(xiàn)較早。7.7高強(qiáng)度螺栓連接抗拉高強(qiáng)度螺栓連接的性能在沒有撬力的情況，螺栓拉力隨外加拉力的變化如圖所示。在未施加外力時(shí)螺栓有預(yù)拉力P（A點(diǎn)）；隨著外力施加，起初螺栓拉力緩慢增加，直至擠壓力消失，板被拉開（B點(diǎn)）；最后螺栓拉力和外力同樣增大，直至拉斷（C點(diǎn)）。確定螺栓承載能力極限狀態(tài)有兩種思路：

（1）以拉斷為極限狀態(tài)（C點(diǎn)），引進(jìn)適當(dāng)?shù)目沽Ψ猪?xiàng)系數(shù)。（2）以拉開為極限狀態(tài)（B點(diǎn)），引進(jìn)后即為預(yù)拉力P。后者顯然比前者保守。7.7高強(qiáng)度螺栓連接

高強(qiáng)度螺栓的等級按抗拉強(qiáng)度和屈強(qiáng)比劃分，共分二級：

8.8級：抗拉強(qiáng)度830N/mm2，屈強(qiáng)比0.8；

10.9級：抗拉強(qiáng)度1040N/mm2，屈強(qiáng)比0.9。

施加預(yù)拉力的方法扭矩法：采用顯示扭矩的特制扳手。轉(zhuǎn)角法：用普通扳手初步擰緊，再用長扳手把螺帽轉(zhuǎn)動(dòng)半圈至2/3圈。扭剪法：螺栓帶梅花頭，擰至梅花頭斷掉為止。7.7高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓的預(yù)拉力預(yù)拉力以抗拉強(qiáng)度的0.9倍為目標(biāo)，同時(shí)考慮以下影響因素：（1）擰緊螺栓時(shí)的扭矩使螺栓產(chǎn)生剪應(yīng)力，以至抗拉能力下降；（2）施工時(shí)為補(bǔ)償預(yù)拉力松弛而超張拉5%-10%；（3）材料抗力的變異性。三個(gè)影響因素的折減系數(shù)分別是1/1.2、0.9和0.9，由此得預(yù)拉力值

這是GB50017規(guī)范采用的公式。然而，擰緊螺栓時(shí)產(chǎn)生的扭矩在安裝結(jié)束后會(huì)逐漸消失，并且在螺栓受力至連接松開時(shí)不復(fù)存在。如果不計(jì)1/1.2系數(shù)，則系數(shù)0.608可以提高到0.73。7.7高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓連接的構(gòu)造徑差：承壓型抗剪螺栓連接，和普通螺栓具有同樣性質(zhì)。1.5-2.0mm比較合適，但直徑27mm以上的螺栓可以放大到3mm。摩擦型抗剪螺栓連接不產(chǎn)生滑移，徑差稍大一些并無大礙。因此，既可以采用和承壓型連接相同的標(biāo)準(zhǔn)孔，也可以在此基礎(chǔ)上增大2.5-4.0mm。但是，采用放大的圓孔時(shí)，板層之間摩擦面積有所減少，抗滑移能力略為下降。摩擦型抗剪螺栓連接還可采用槽孔（長圓孔），其短向長度和標(biāo)準(zhǔn)孔徑相同，而長向則比大圓孔的孔徑還大。間距：和普通螺栓相同。7.7高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓抗剪連接的計(jì)算

（1）摩擦型連接中單個(gè)螺栓承載力

μ：抗滑移系數(shù)，隨摩擦面處理方法和鋼材牌號(hào)而異，數(shù)值在

0.30-0.45之間。

k：孔型系數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)孔1.0，大圓孔0.85，槽孔0.7-0.6。（2）承壓型連接中單個(gè)螺栓承載力計(jì)算公式和普通螺栓相同。但當(dāng)計(jì)算剪切面位于螺紋處時(shí)，抗剪計(jì)算公式中的螺栓直徑d應(yīng)改為螺紋處有效直徑de。（3）摩擦型連接中的構(gòu)件凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算，可考慮孔前傳力50%，孔軸線處凈截面?zhèn)髁ο鄳?yīng)減小。7.7高強(qiáng)度螺栓連接高強(qiáng)度螺栓抗拉連接的計(jì)算

GB50017的計(jì)算方法：抗拉螺栓連接從其傳力性質(zhì)來看，雖然不存在摩擦型和承壓型的區(qū)別。但規(guī)范沿用抗剪連接的分類方法，也分成兩類，并對摩擦型抗拉連接采用預(yù)拉力P為極限承載力（已考慮抗力分項(xiàng)系數(shù)），并為撬力留出余地。單個(gè)螺栓的抗拉承載力設(shè)計(jì)值取對承壓型抗拉連接，螺栓承載力設(shè)計(jì)值和普通螺栓一樣

按照GB50017規(guī)范給出的數(shù)值，以上兩式算得的完全相同，證實(shí)摩擦型和承壓型的分類并無必要。因此，合理的方法應(yīng)該是不做類型區(qū)分，抗拉螺栓承載力設(shè)計(jì)值一律按第二個(gè)公式計(jì)算，其中取在1.1×1.2=1.32和1.1×1.3=1.43之間，而不是規(guī)范所取的1.65。與此同時(shí)，可以取預(yù)拉力P為正常使用階段的承載極限：使板層在正常使用條件下不松開。7.7高強(qiáng)度螺栓連接彎矩作用下的抗拉螺栓群按照傳統(tǒng)的摩擦型抗拉連接的思路，以板層松開為承載能力極限狀態(tài)，把螺栓群的中和軸取在其形心處。然而，中和軸的這一位置意味著受壓區(qū)和受拉區(qū)一樣，都只有4枚螺栓在受力，顯然和實(shí)際情況并不符合。合理的計(jì)算方法是把中和軸取在最下面一行螺栓的中心，此軸下面有足夠大的承壓面積使壓力和8枚螺栓的拉力相平衡。與此同時(shí)，螺栓最大拉力Nb1可以按拉斷為承載能力極限狀態(tài)，并把拉開作為正常使用極限狀態(tài)，具體計(jì)算要考慮撬力影響。7.7高強(qiáng)度螺栓連接同時(shí)承受剪力和拉力的高強(qiáng)度螺栓連接需要區(qū)分兩種情況（1）以摩擦型式傳遞剪力的連接（2）以承壓型式傳遞剪力的連接附加條件考慮拉力使板層間擠壓力下降的不利效應(yīng)。（2）豎向剪應(yīng)力由翼緣上的集中荷載產(chǎn)生，此時(shí)連接焊縫相當(dāng)于正面角焊縫7.8焊接梁翼緣焊縫的計(jì)算梁翼緣和腹板的連接焊縫承受兩方面的剪應(yīng)力。（1）水平剪應(yīng)力由翼緣和腹板間縱向剪力產(chǎn)生，按材料力學(xué)公式計(jì)算，得到

V：梁橫向剪力F和ψ為集中荷載及其增大系數(shù)，lz為荷載分布長度。（3）當(dāng)兩種應(yīng)力并存時(shí)，其綜合效應(yīng)為7.9構(gòu)件的拼接拼接設(shè)計(jì)的總原則：（1）斷開截面的強(qiáng)度沒有受到削弱；（2）斷開截面處保持變形的連續(xù)性，不會(huì)出現(xiàn)轉(zhuǎn)折；（3）截面的各部分都得到拼接，可直接傳力；（4）避免應(yīng)力集中和焊縫密集，保持施工方便。7.9構(gòu)件的拼接拉桿和壓桿的拼接（1）采用對接焊縫，質(zhì)量等級一、二級；（2）采用拼接板和角焊縫，注意腹板焊縫的施焊條件；（3）采用拼接板和高強(qiáng)度螺栓（摩擦型），適用于工地拼接；（4）采用端板、螺栓連接（法蘭盤式），用于壓桿比拉桿更合適；（5）壓桿還可采用銑平頂緊，直接傳力的方法，輔以少量防止錯(cuò)動(dòng)的連接。7.9構(gòu)件的拼接工廠拼接宜用對接焊縫，一、二級質(zhì)量。腹板接縫和上、下翼緣接縫不在同一截面，也和加勁肋位置錯(cuò)開。工地拼接高強(qiáng)度螺栓和拼接板，按等強(qiáng)原則設(shè)計(jì)；翼緣板拼接只承受彎矩產(chǎn)生的正應(yīng)力；腹板拼接既承受腹板所分擔(dān)的彎矩，還承受接縫截面的全部剪力V。注意V對腹板螺栓群還有偏心力矩Ve，由于數(shù)值不大，在教材中被忽略了。

梁的拼接7.10梁與梁的連接次梁為簡支梁疊接占用凈空大，很少采用。側(cè)面連接有多種構(gòu)造方式，它們的共同點(diǎn)是次梁借助連接角鋼、連接板或支承角鋼實(shí)現(xiàn)和主梁腹板連接。因此，保證連接的強(qiáng)度包括焊縫/螺栓強(qiáng)度，中介件強(qiáng)度和次梁凈截面強(qiáng)度。次梁的翼緣不需要連接。以采用連接板的連接為例，連接板和次梁都在螺栓孔心截面A-A承受剪力R和彎矩Re。7.10梁與梁的連接

采用連接角鋼的連接，次梁上翼緣端部切除一部分，它的凈截面強(qiáng)度驗(yàn)算有些特殊，可能產(chǎn)生拉剪聯(lián)合破壞，即沿折線ABC斷裂。相應(yīng)的抗力為

式中A1和A2分別為AB段和BC段的凈截面。

次梁和連接角鋼之間的螺栓按反力R計(jì)算，主梁的連接螺栓則按反力

R和力矩Re計(jì)算。7.10梁與梁的連接次梁為連續(xù)梁連續(xù)次梁的特點(diǎn)是：支座反力傳給主梁而端彎矩則在兩鄰跨次梁之間傳遞，因此次梁腹板和主梁的連接和簡支次梁沒有大的區(qū)別。鄰跨次梁翼緣板之間用拼接板相連接，是傳遞端彎矩最好的辦法。上翼緣設(shè)置拼接板，構(gòu)造上很簡便。下翼緣若用單塊拼接板，需要從主梁腹板穿過，增加不少制作工作量。變通的辦法是把拼接板分作兩塊（甚至四塊），焊接到主梁腹板上。還可以做成支托，其平板起翼緣拼接板作用，而豎板則用來傳遞支座反力。連續(xù)次梁的構(gòu)造復(fù)雜，在工程中使用不多。7.11梁與柱的連接多層框架梁與柱的連接可以是柔性的、剛性的和半剛性的。柔性連接只把梁腹板和柱相連，和簡支次梁與主梁連接沒有差別。（1）剛性連接的傳力計(jì)算：可以簡化為腹板連接只傳剪力，翼緣連接傳全部彎矩；也可以讓腹板連接除剪力外，還傳遞腹板所承擔(dān)的彎矩份額。（2）剛性連接的構(gòu)造：翼緣連接可以用焊接或螺栓連接；翼緣采用對接焊縫時(shí)，必須保證焊透（適當(dāng)?shù)钠驴诤蛪|板）；采用高強(qiáng)度螺栓連接時(shí)，宜用T形連接件；高強(qiáng)度螺栓加外伸式端板常被看作是半剛性連接，但設(shè)計(jì)得當(dāng)時(shí)也可達(dá)到剛性連接的要求。7.11梁與柱的連接連接的抗彎能力、轉(zhuǎn)動(dòng)剛度和延性連接設(shè)計(jì)不僅要關(guān)注其抗彎能力，還要了解其轉(zhuǎn)動(dòng)剛度和延性。連接的M-θ曲線提供這些資料，但實(shí)際性能要由試驗(yàn)取得。在設(shè)計(jì)連接時(shí)要考察連接受力后會(huì)出現(xiàn)哪些變形，對連接的轉(zhuǎn)動(dòng)剛度是否有明顯影響。在內(nèi)部沒有橫隔的方管柱的壁板上把梁和它剛性連接，柱腹板在梁端彎矩作用下的變形就不容忽視，這樣的構(gòu)造達(dá)不到剛性連接的要求，需要另辟蹊徑。需要抗震設(shè)防的結(jié)構(gòu)，節(jié)點(diǎn)連接應(yīng)有一定轉(zhuǎn)動(dòng)延性。7.11梁與柱的連接無加勁肋節(jié)點(diǎn)的計(jì)算與梁剛性連接的柱，在梁上、下翼緣處設(shè)置加勁肋，使力得以直接傳遞，是合理的構(gòu)造設(shè)計(jì)。然而，為了減少制作工作量，有的設(shè)計(jì)不設(shè)柱加勁肋，增大了柱腹板和翼緣的負(fù)擔(dān)。此時(shí)，柱腹板應(yīng)滿足下列要求。強(qiáng)度要求：有效寬度穩(wěn)定要求：柱翼緣板強(qiáng)度要求：需要指出，這些公式只考慮梁翼緣對柱的局部效應(yīng)，而柱的腹板和翼緣都存在縱向應(yīng)力。這些應(yīng)力對橫向局部應(yīng)力影響如何，缺少分析。7.11梁與柱的連接單層框架的剛性連接單層框架的特點(diǎn)是跨度和高度之比往往較大，致使梁端彎矩較大。因此，框架梁常做成變截面的。加腋是變截面的一種方式。教材圖7-116（e）采用了高強(qiáng)度螺栓-端板連接。為了螺栓有足夠的力臂來抵抗彎矩，把端板放在長度最大的斜截面上。如果有必要，端板上側(cè)還可以延長，再增加一對螺栓。為了具有足夠的抗彎剛度，還需要計(jì)算檢驗(yàn)。圖7-116（c）的連接除梁端有板外，還在梁上翼緣設(shè)置拼接板。連接在彎矩作用下變形很小，符合剛性連接要求。7.12柱腳設(shè)計(jì)軸壓柱的柱腳：支承式柱腳的任務(wù)，是把柱端壓力分散到混凝土基礎(chǔ)的頂面上，壓力必須分布得比較均勻，才不致把混凝土壓垮。(1)柱端只焊上一塊底板的構(gòu)造，要求底板厚度至少等于柱翼緣厚度的二倍。(2)壓力較大的柱。需要采用圖7-119（c）所示的靴梁板以及隔板等把柱端壓力分散開。(3)圖7-119（d）把錨栓錨固在槽鋼靴梁的上翼，旨在形成剛性柱腳。據(jù)新的研究資料，平板柱腳可以提供一定的轉(zhuǎn)動(dòng)約束。這種復(fù)雜的構(gòu)造似乎沒有多大的優(yōu)越性。(4)試評論圖示柱腳，并和圖7-119（c）相比較。7.11梁與柱的連接有加勁肋時(shí)的節(jié)點(diǎn)域柱加勁肋和翼緣一起形成節(jié)點(diǎn)域。節(jié)點(diǎn)域受剪屈服或屈曲，將影響節(jié)點(diǎn)連接的剛度?？辜魪?qiáng)度計(jì)算：

Vp=節(jié)點(diǎn)域腹板體積=hbhctw

穩(wěn)定條件：

柱腹板厚度不滿足這些條件者，或是增大厚度，或是設(shè)置斜加勁肋。7.12柱腳設(shè)計(jì)軸壓柱腳的計(jì)算（1）底板底板的平面尺寸按壓力均勻分布計(jì)算。為此，底板厚度一般不小于20mm，以免和均勻分布的假定相差懸殊。實(shí)際選用厚度要經(jīng)過計(jì)算：分塊計(jì)算其彎矩，由最大彎矩確定厚度。按壓力均勻分布計(jì)算，所得彎矩偏于安全。（2）靴梁板、肋板及其焊縫計(jì)算工作首先要明確壓力從柱傳到底板的路徑和每一路徑上焊縫所傳的力。焊縫長度決定靴梁板的高度。7.12柱腳設(shè)計(jì)

壓彎柱的柱腳

除壓力N外，柱腳還要傳遞彎矩M和剪力Q。壓彎柱的截面高度大于寬度，柱腳底板也總是長度大于寬度。彎矩使底板一側(cè)壓力增大，另側(cè)壓力減小，甚至變成拉力。受拉側(cè)的錨栓需要計(jì)算。剛接柱腳錨栓錨固在靴梁頂面，從構(gòu)造上保證柱腳的剛度。靴梁的構(gòu)造和軸壓柱沒有大的區(qū)別。圖7-122（d）的格構(gòu)柱還可采用分離式柱腳，即柱的兩個(gè)分肢各設(shè)一個(gè)柱腳。柱底剪力不大時(shí)由底板和基礎(chǔ)之間的摩擦傳力。當(dāng)剪力大而摩擦力不足時(shí)，需要設(shè)置剪力鍵，而不是依靠錨栓傳遞。7.13桁架節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)構(gòu)造分兩大類：采用節(jié)點(diǎn)板，桿件直接焊接。

采用節(jié)點(diǎn)板的節(jié)點(diǎn)

節(jié)點(diǎn)左右兩弦桿大多為連續(xù)桿；少數(shù)節(jié)點(diǎn)處左右弦桿斷開。（1）節(jié)點(diǎn)板的任務(wù)：只在腹桿和腹桿之間，