建筑钢结构柱头.pptx

7 7 轴心受压构件的柱头和柱脚轴心受压构件的柱头和柱脚 从从结结构构系系统统看看，梁梁置置于于柱柱子子顶顶部部，在在柱柱顶顶和和梁梁之之间间应应该该设设计计一一套套连连接接构构造造系系统统，把把梁梁的的反反力力传传给给柱柱子子。这这套构造系统称为柱头。套构造系统称为柱头。设计柱头的要求：设计柱头的要求：传力路径明确、可靠，构造简单，便于施工。传力路径明确、可靠，构造简单，便于施工。梁、柱布置的主要方式：梁、柱布置的主要方式：梁置于柱顶之上；梁连于柱顶之侧。梁置于柱顶之上；梁连于柱顶之侧。柱头设计应根据梁、柱布置不同有所区别柱头设计应根据梁、柱布置不同有所区别。一、柱头一、柱头 1 1、梁置于柱顶之上、梁置于柱顶之上 （1 1）实腹式柱柱头）实腹式柱柱头 方案方案通过柱的腹板传力通过柱的腹板传力a)a)10102020b b1 1/2/2N/2N/2填板填板突缘突缘垫圈垫圈加劲肋加劲肋t t1 1h h1 1垫板垫板柱顶板柱顶板b b图图34 34 柱头构造柱头构造 a)a)柱顶构造柱顶构造 顶板、垫板、双侧短竖肋，布置如图顶板、垫板、双侧短竖肋，布置如图34a34a。b)b)梁端构造梁端构造 梁端加突缘，相邻两梁端加填板，用螺栓连接。梁端加突缘，相邻两梁端加填板，用螺栓连接。c)c)主要连接主要连接 垫板与柱顶板焊接（构垫板与柱顶板焊接（构造焊接），短竖肋和柱顶顶造焊接），短竖肋和柱顶顶板间焊接（传力小时）或承板间焊接（传力小时）或承压连接（传力大时），短竖压连接（传力大时），短竖肋和腹板间角焊缝连接。肋和腹板间角焊缝连接。d)d)传力路径传力路径 短竖肋短竖肋腹板腹板柱子全部柱子全部梁端剪力梁端剪力垫板垫板柱顶板柱顶板(梁端凸缘梁端凸缘)焊缝焊缝焊缝焊缝10102020b b1 1/2/2N/2N/2填板填板突缘突缘垫圈垫圈加劲肋加劲肋t t1 1h h1 1 e)e)优点优点 构造简单、柱子受力好、梁的刚度大。构造简单、柱子受力好、梁的刚度大。f)f)需要验算的焊缝需要验算的焊缝 短竖肋和柱顶板间的两短竖肋和柱顶板间的两条角焊缝按受均布向下的力进行验算，每条焊缝上的条角焊缝按受均布向下的力进行验算，每条焊缝上的分布力为分布力为N/(2bN/(2b1 1)。（。（NN梁传下的总竖向力）梁传下的总竖向力）方案方案通过柱的翼缘传力通过柱的翼缘传力 图图36a36a情况构造很简单。因梁在荷载作用下挠曲，柱顶压力可看成三角形分布。当左右两梁受力不等时，可造成情况构造很简单。因梁在荷载作用下挠曲，柱顶压力可看成三角形分布。当左右两梁受力不等时，可造成柱子偏心受压，所以这种构造仅适合于荷载较小的情况。柱子偏心受压，所以这种构造仅适合于荷载较小的情况。b)b)集中垫板集中垫板梁端加劲肋梁端加劲肋图图36 36 实腹柱柱端构造实腹柱柱端构造a)a)当荷载较大时，可按当荷载较大时，可按b b图构造，在梁加劲肋正下方的梁下翼缘上加一条集中垫板，使传力明确。图构造，在梁加劲肋正下方的梁下翼缘上加一条集中垫板，使传力明确。（2 2）格构式柱柱头）格构式柱柱头 柱顶构造柱顶构造 顶板、垫板、加劲肋、缀板。顶板、垫板、加劲肋、缀板。梁端构造梁端构造 同实腹式柱构造。同实腹式柱构造。主要连接主要连接 垫板与柱顶板焊接（构造焊垫板与柱顶板焊接（构造焊接），加劲肋和柱顶板间焊接（焊接），加劲肋和柱顶板间焊接（焊缝缝），加劲肋和缀板焊接（焊），加劲肋和缀板焊接（焊缝缝），缀板和柱肢焊接（焊，缀板和柱肢焊接（焊缝缝）。a a柱顶板柱顶板加劲肋加劲肋缀板缀板N/2N/2N/4N/4N/4N/4图图4-34 4-34 柱头构造柱头构造b)b)t t2t2t缀板缀板 2 2、梁置于柱顶之侧、梁置于柱顶之侧 （1 1）方案）方案1 1：柱侧设承托，量置于承托上：柱侧设承托，量置于承托上 当梁作用于承托的支反力较小时，承托可采用当梁作用于承托的支反力较小时，承托可采用a a图方案。短角钢用来防止梁端发生平面外位移。图方案。短角钢用来防止梁端发生平面外位移。a)a)短角钢短角钢承托承托b)b)填板填板梁端突缘梁端突缘承托承托5 51010刨平刨平图图37 37 梁和柱侧面连接的构造梁和柱侧面连接的构造 当梁作用于承托的支反力较大时，应采用厚承托方案（当梁作用于承托的支反力较大时，应采用厚承托方案（a a图）。厚度应比梁端凸缘板厚图）。厚度应比梁端凸缘板厚101012mm12mm，宽度也比，宽度也比梁端凸缘板宽梁端凸缘板宽10mm10mm。两种情况的承托都采用角焊缝与柱身焊透。考虑到梁传到承托上的支反力可能有偏心等不利情况，用两种情况的承托都采用角焊缝与柱身焊透。考虑到梁传到承托上的支反力可能有偏心等不利情况，用1.251.25倍倍支反力验算焊缝。梁端与柱身应留支反力验算焊缝。梁端与柱身应留5 510mm10mm空隙，加填板并设置构造螺栓，以便固定梁的位置又具有简支特性。空隙，加填板并设置构造螺栓，以便固定梁的位置又具有简支特性。二、柱脚二、柱脚二、柱脚二、柱脚 1 1 1 1、组成、组成、组成、组成 靴梁、底版、隔板、锚栓（图靴梁、底版、隔板、锚栓（图靴梁、底版、隔板、锚栓（图靴梁、底版、隔板、锚栓（图3838383840404040）。）。）。）。图图38 38 柱脚构造之一柱脚构造之一柱身柱身靴梁靴梁底板底板锚栓锚栓锚栓盖板锚栓盖板膈板膈板图图39 39 柱脚构造之二柱脚构造之二b)b)图图40 40 柱脚构造之三柱脚构造之三a)a)悬臂肋悬臂肋悬臂肋悬臂肋靴梁靴梁靴梁靴梁 四根竖向焊缝把柱身和靴梁连接起来；四条水平焊缝连接靴梁和底版。四根竖向焊缝把柱身和靴梁连接起来；四条水平焊缝连接靴梁和底版。传力路径：传力路径：柱子压力柱子压力 靴梁靴梁 底板底板 基础基础锚栓锚栓锚栓盖板锚栓盖板柱身柱身靴梁靴梁底板底板N N混凝土基础混凝土基础 部件作用：部件作用：靴梁：传递柱子压力与基础。靴梁：传递柱子压力与基础。底版：比较集中的垂直压力底版：比较集中的垂直压力经过底版过渡后，比较均匀地分经过底版过渡后，比较均匀地分布到混凝土上面去。布到混凝土上面去。隔板：起增强靴梁稳定与增隔板：起增强靴梁稳定与增加刚度作用。加刚度作用。锚栓：将底板与基础连接定位。一般用锚栓：将底板与基础连接定位。一般用2-42-4个锚栓。个锚栓。从组成看出：着眼于传递垂直压力。尽量减小附加弯矩，使其具有从组成看出：着眼于传递垂直压力。尽量减小附加弯矩，使其具有“铰铰”支承特性。支承特性。膈板膈板靴梁靴梁底板底板 2 2、构造、构造 底版厚度不应小于底版厚度不应小于14mm14mm，一般取，一般取202040mm40mm。保证传到混凝土上的应力较均匀分布。保证传到混凝土上的应力较均匀分布。锚栓应置于垂直于主梁轴线位置，在底版上开一锚栓应置于垂直于主梁轴线位置，在底版上开一 个缺口，用垫板、螺帽将底版固个缺口，用垫板、螺帽将底版固 定在混凝土基础上（简支定位）。定在混凝土基础上（简支定位）。柱身柱身靴梁靴梁底板底板N N混凝土基础混凝土基础锚栓锚栓锚栓盖板锚栓盖板