系船柱抗剪设计的探讨

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1、系船柱抗剪设计的探讨肖志建，李开元，朱子平，莫秋荣（中交第一航务工程勘察设计院有限公司，天津300022）摘要：本文对工民建行业外露式钢结构柱脚抗剪设计理论进行了详细介绍。结合系船柱构造及工作特点，建议在进行系船柱抗剪设计时，忽略底盘摩擦力及锚栓抗剪的影响。以系船柱各部件受力明确及充分发挥其材料性能为思路，提出设置专门抗剪措施的设计方案。为系船柱的抗剪设计提供了参考。关键词：系船柱；抗剪设计；受力明确中图分类号：U653.2文献标识码：A文章编号：1004-9592（2016）01-0030-04DOI:10.16403/j.cnki.ggjs2016

2、0107DiscussiononBollardShear-resistanceDesignXiaoZhijian,LiKaiyuan,ZhuZiping,MoQiurong(CCCCFirstHarborConsultantsCo.,Ltd.,Tianjin300022,China)Abstract:Adetailedintroductionhasbeengiventotheshear-resistancedesigntheoryfortheexposedsteelstructuretoesofindustrialandcivilbuilding.Ba

3、sedonbollardstructureandfeatures,itissuggestedtoignoretheeffectsofbottomheadfrictionandshearboltinthebollardshear-resistancedesign,andproposeadesignplanthatincludesspecialshear-resistancemeasuresfromtheaspectsofclarifyingthestressonstructuralmembersofthebollardandmakinggooduseof

4、materials,whichwillprovideareferenceforbollardshear-resistancedesign.Keywords:bollards;shear-resistancedesign;stressclarifying[5]引言1通用图系船柱抗剪性能分析系船柱在工作过程中承受很大的水平力，除了受弯以外其抗剪设计应给予充分重视。现有系船柱[1]通用图编制说明（以下简称编制说明）并未就构[2]件抗剪进行验算。相关行业规范对系船柱的主体计算作出了规定,而对底面抗剪验算并未作出要求。工民建外露式钢结构柱脚设计中对于柱脚底面抗剪

5、性能进行了详细的研究，但关于锚栓抗剪有较大[3,4]的分歧，同时规范就此问题作出了推荐性的规定。目前，外露式钢结构柱脚抗剪设计习惯性做法为柱底设置抗剪键。本文认为可以借鉴外露式钢结构柱脚抗剪设计的方法，对系船柱抗剪进行设计。收稿日期：2015-05-21作者简介：肖志建（1982-），男，注册土木工程师（港口与航道工图1系船柱结构示意程），主要从事港口航道结构设计工作。31由通用图中系船柱的组成可知，其需验算的抗底剪力。此设计理念不考虑锚栓承受水平力可使锚剪部位主要在柱体、底盘与基础接触处。柱体受力栓受力明晰，充分发挥锚栓的抗拉性能，但是采用明确，验算

6、较为简单,本文不作讨论。底盘与基础面抗剪键设计方式时，施工工艺相对复杂。目前习惯存在接触问题，且此处锚栓将柱壳与混凝土基础连做法如图2，抗剪键一般采用型钢或钢板，一端预接，此处受力复杂。系船柱结构如图1所示。先焊接在柱底板下，基础混凝土顶面需要预留槽位由编制说明及现行规范可以看出，在水运工程以插入抗剪键，柱子安装定位后，将槽内二次浇注系船柱设计时并未对底盘与基础接触位置处抗剪微膨胀细石混凝土。验算给予重视，同时没有进行专门的抗剪设计。在2.2锚栓参与抗剪的柱脚抗剪计算理论安装上规范建议系船柱底盘的上表面宜与码头面在柱脚不设置抗剪键时，柱脚的抗剪能力主要

7、齐平。由图1可以看出，在系船柱底盘的上表面与分为2部分：一部分是柱脚底板与基础混凝土之间码头面齐平时，提供抗剪力主要来源有：底盘前面摩擦力，另一部分是锚栓与基础组成的系统提供的混凝土压应力、柱底面与混凝土的摩擦力、锚栓抗抗剪力。国内外许多学者对无抗剪键柱脚的锚栓参剪；若系船柱底盘下表面与码头面齐平时，提供抗与抗剪的计算进行研究，形成如下几种方法。[6]剪力主要来源则少了底盘前面混凝土压应力。底盘1）李德滋建议的方法安装位置的不同，系船柱的抗剪性能会有很大的差认为当柱脚承受的水平力大于柱脚底板与基异。础混凝土的摩擦力时，锚栓参与抗剪。此时锚栓的2外露式钢

8、结构柱脚抗剪设计设计强度与粗制螺栓相同。给出了锚栓在拉力和剪力共同作用下的锚栓强度验算公式：外