§4-4柱头、柱脚的设计 一、柱头的构造设计、 1、柱顶支承梁的构造设计 图(a)、(b)、(c) 填板 顶板 法期 (a) )
• §4-4 柱头、柱脚的设计 • 一、柱头的构造设计、 • 1、柱顶支承梁的构造设计 • 图（a）、（b）、（c）
2、柱侧支承梁的构造设计 图(d)、(e) (d e 二、柱脚设计 1、柱脚型式和构造 （1)铰接柱脚： (图4.26)平板式
• 2、柱侧支承梁的构造设计 • 图（d）、（e） • 二、柱脚设计 • 1、柱脚型式和构造 • （1）铰接柱脚：（图4.26）平板式 •
靴梁 隔板 底板 (a) (b)
靴梁 肋板 垫板 (c) (④
2、轴心受压柱脚计算 B=b+21+2c L=4以≤2B 底版计算→A= N B 9N (B*L-A) 靴梁计算→厚δ与柱翼缘同高 ↓ ↓ ≤60h h=1.2t M:=aga? 隔板计算 ∫M=gB2/2 M3 Bga ↓ V=gBl 厚≥隔板长0 ↓ Mf ↓ 高取连接焊缝长度 ↓ 0= 6=V6Mx/f=20~40≥14 隔板与底板的连接 P t=1.5 2h8 gil 0r= 0.7×1.22×hrlw ≤f仍 ↓
• 2、轴心受压柱脚计算 • 底版计算 • 靴梁计算 厚 与柱翼缘同高 • 隔板计算 • 厚 隔板长 • 高取连接焊缝长度 → 50 1 cc f N A = → { → B = b+2t +2c B B L = A 2 ( * ) B L A0 q N − = f 60h h t f =1.2 { 2 2 M = qBl V = qBl f N M = h V 2 =1.5 2 4 M =qa 2 M3 = qa1 2 1 2 1 M = qc } Mmax = 6Mmax f = 20 ~ 40 14 隔板与底板的连接 w f f w w f f h l q l = 0.7 1.22 1
隔板高度 肋板高度（按悬臂梁） R R h二 h= 0.Th,f 0.7hf 隔板强度验算 肋板强度验算 σ= Mx≤f M心≤f =1 W W t=15m≤人 r=15≤
隔板高度 肋板高度（按悬臂梁） 隔板强度验算 肋板强度验算 w f f h f R h 0.7 = v f ht V f W M = = max max 1.5 w f f h f R h 0.7 = v f ht V f W M = = max max 1.5
·[例4.4]根据例5.2所选择的焊接工字形截面设计其柱脚。轴心压力的设计值 1700kN柱脚钢材为Q235钢，焊条E43型。基础混凝土的抗压强度设计值： ·fe=7.5N/mm2。 ·解] 采用平板式铰接柱脚图(b)的形式 1、底板尺寸 ● 需要的底板的净面积： N=226700mm A。= f 00200 ·采用宽为450mm,长为600mm的 。 底板（见图)，毛面积为 450×600=270000mm2 减去锚栓孔面积（约为4000mm2), 大于所需的净面积。 基础对底板的压应力为： N 1700×103 0200 0= =6.4N/mm An270000-4000
• [例4.4]根据例5.2所选择的焊接工字形截面设计其柱脚。轴心压力的设计值 1700kN柱脚钢材为Q235钢，焊条E43型。基础混凝土的抗压强度设计值： • 。 • [解] • 采用平板式铰接柱脚图（b）的形式 • 1、底板尺寸 • 需要的底板的净面积： • 采用宽为450mm，长为600mm的 • 底板（见图），毛面积为 • • 减去锚栓孔面积（约为 ）， • 大于所需的净面积。 • 基础对底板的压应力为： 2 f c = 7.5N mm 2 226700mm f N A c c = = 2 450600 = 270000mm 2 4000mm 2 3 6.4 270000 4000 1700 10 N mm A N n = − = =
底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。 区格(1)为四边支承板，b/a=278/200=1.39,查表5.7，=0.0744。 M1=aom2=0.0744×6.4×2002=19050Nmm 区格(2)为三边支承板，b/a=100/278=0.36,查表5.8，B=0.0356 M2=Bo=0.0356×6.4×2782=17610Nmm 区格(3)为悬臂部分： 场，=m2-x64x763=1480Nmm 这三种区格的弯矩值相差不大，不必调整底板平面尺寸和隔板位置。最大弯矩为： Min =19050N-mm 底板厚度： t≥ 6M mx= 6×19050 f =23.62mm,取t=24mm 205 2、隔板计算 将隔板视为两端支于靴梁的简支梁，其线荷载为 01=200×6.4=23.62mm,取t=24mm
• 底板的区格有三种，现分别计算其单位宽度的弯矩。 • 区格（1）为四边支承板， • 区格（2）为三边支承板， 查表5.8， • 区格（3）为悬臂部分： 这三种区格的弯矩值相差不大，不必调整底板平面尺寸和隔板位置。最大弯矩为： 底板厚度： 2、隔板计算 将隔板视为两端支于靴梁的简支梁,其线荷载为 b a = 278/ 200 =1.39，查表5.7, = 0.0744。 M a 0.0744 6.4 200 19050N·mm 2 2 1 = = = b1 a =100 278 = 0.36， = 0.0356 M a 0.0356 6.4 278 17610N·mm 2 2 2 = 1 = = M c 6.4 76 18480N·m m 2 1 2 1 2 2 3 = = = Mmax =19050N·mm m m t m m f M t 23.62 24 205 6 max 6 19050 = = = ，取 1 = 2006.4 = 23.62mm,取t = 24mm
隔板与底板的连接（仅考虑外侧一条焊缝）为正面焊缝，B=1.22。取h,=10mm, 焊缝强度的计算： 1280 a,12x0.7x10=150N/mm<f7=160N/mm 隔板与靴梁的连接（外侧一条焊缝）为侧面角焊缝，所受的支座反力为： R=2×1280×278=178000N 设h,=8mm,求焊缝长度（即隔板厚度） R 178000 1.-0.7h,f0.7x8x160 199mm 取隔板高抗剪抗弯强度： Vm=R=17800N t=1.5x-1.5178000 V 124N/mm2<f,=125N/mm2 ht 270×8 =x1280×2782=12.37×10Nmm g=M==6x1237x10=127N/mm<f=215N/mm W 8×2702
• 隔板与底板的连接(仅考虑外侧一条焊缝)为正面焊缝， 。取 ， 焊缝强度的计算： • 隔板与靴梁的连接（外侧一条焊缝）为侧面角焊缝，所受的支座反力为： • 设 ，求焊缝长度（即隔板厚度） • 取隔板高抗剪抗弯强度： t =1.22 hf =10mm 2 2 150 160 1.22 0.7 10 1280 N mm f N mm w f = f = = R 1280 278 178000N 2 1 = = hf = 8mm mm h f R l w f f w 199 0.7 8 160 178000 0.7 = = = 2 2 2 6 max 2 6 max max 2 2 max 127 215 8 270 6 12.37 10 1280 278 12.37 10 · 8 1 124 125 270 8 178000 1.5 1.5 17800 N m m f N m m W M M N m m N m m f N m m ht V V R N v = = = = = = = = = = = =
3、靴梁计算 靴梁与柱身的连接，按承受柱的压力N=1700KN计算，此焊缝为侧面角焊缝， 设h=l0mm,求其长度： N 1700×103 1=4x0.7h,4×0.7x10x160 379mm 取靴梁高400mm。 靴梁作为支承于柱边的悬伸梁，设厚度t=10mm,验算其抗剪强度。 Vmx=178000+86×6.4×175=274300W r=15==15x274300 103N/mm2<f=125N/mm2 ht 400×10 M=17800x75+2×86x6.4×17S2=21.78x10Nmm 。--60 =81.7<f=215N/mm 10×4002 靴梁与底板的施接焊接和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的焊脚尺寸均 所需的焊缝总计算长度应为 1700×103 ∑1，=122x07h,122x0.7x10x160 1244mm 显然焊缝的实际计算总长度已超过此值。 柱脚与基础的连接按构造采用两个20mm的锚栓
3、靴梁计算 靴梁与柱身的连接，按承受柱的压力N=1700KN计算，此焊缝为侧面角焊缝， 设 ，求其长度： 取靴梁高400mm。 靴梁作为支承于柱边的悬伸梁，设厚度t=10mm，验算其抗剪强度。 靴梁与底板的连接焊接和隔板与底板的连接焊缝传递全部柱的压力，设焊缝的焊脚尺寸均 为 所需的焊缝总计算长度应为 显然焊缝的实际计算总长度已超过此值。 柱脚与基础的连接按构造采用两个20mm的锚栓。 hf =10mm m m h f N l w f f w 379 4 0.7 10 160 1700 10 4 0.7 3 = = = Vmax =178000 +866.4175 = 274300N 2 2 6 max 2 6 max max 2 2 81.7 215 10 400 6 21.78 10 86 6.4 175 21.78 10 · 2 1 178000 75 103 125 400 10 274300 1.5 1.5 f N mm W M M N mm N mm f N mm ht V v = = = = = + = = = = = hf =10mm m m h f N l w f f w 1244 1.22 0.7 10 160 1700 10 1.22 0.7 3 = = =