钢结构设计中的一些问题探讨

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1、第32卷第1期I~lJJl建筑科学研究SichuanBuildingScience592006年2月钢结构设计中的一些问题探讨周俐俐，袁雪峰，王亚莉(1．西南科技大学土木工程与建筑学院，I~lJJl绵阳621002；2．邢台职业技术学院建工系，河北邢台054035)摘要：针对钢结构设计中的几个问题进行了分析，对一些结论提出了质疑，供同行参考。关键词：钢结构设计；缀条；斜焊缝；计算长度中图分类号：TU391文献标识码：B文章编号：1008—1933{2006)01—0659—03出的。1格构式构件横缀条是否受力令∑

2、X=0，则Ndcos0=V1，因此，得出Nd在缀条式格构式构件中。缀条的布置一般采用=(因为图2所示的缀条体系为单系缀条，=单系缀条，也可采用双系缀条。每个结构平面内的COSt／1)。缀条与构件分肢翼缘组成平面桁架体系，缀条内力可按铰接桁架进行分析。缀条体系承担横向剪力，剪力方向可正可负。一些观点认为，如图1所示的格构式构件的横缀条不承受剪力，主要用来减少分肢的计算长度，其截面尺寸通常取与斜缀条相同规格。现在进行分析，在图1所示方向的剪力作用下，图1图2图3如果按图2的计算简图，则按上式仅考虑斜缀根据静力平衡方程

3、可知：“1”号横缀条承受水平力，条的轴向受力是不正确的，因为考虑节间受力，节点数值等于水平剪力；“2”号横缀条为零杆。当剪力方不能看成铰节点，承受节间荷载的杆件还要考虑弯向与图示方向相反时，“1”号横缀条为零杆，“2”号横矩和剪力。缀条承受水平力，数值等于水平剪力。所以，格构式其实，简化的方法是把缀条与构件分肢翼缘看构件的横缀条不承受剪力的说法是欠妥的。成平面桁架体系，按铰节点考虑，把水平剪力简化到2格构式构件斜缀条的正确受力节点处，各杆件都是二力杆，忽略了杆件弯矩和剪力在武汉理工大学出版社出版的《钢结构》(第二

4、的影响。现在选取图1中的1个节点(如图3所示)来分版)教科书中有斜缀条受力的计算公式，即Nd-V1析斜缀条的实际受力情况。在】作用下，虚线所示的“2”号横缀条为零杆，2个斜缀条的受力Nd相式中Nd——斜缀条的轴向受力；同，列出方程：X=0，即2Ndcos0=V1，所以，——分配到一个缀材面上的剪力；Nd=v1。按前面的公式，则Nd=，因为图1口一一斜缀条与水平剪力之间的夹角；所示的缀条体系为单系缀条，=1。可见，按常规——承受剪力的斜缀条数，单系缀条的计算，斜缀条的受力是不正确的，一般计算结果偏时，=1，双系缀条

5、时，=2。大。这个公式的推导是根据图2所示的计算简图得3对接斜焊缝的受力问题收稿日期：2004—07．15；修回日期：2004：0907对接焊缝是组成被连接构件截面的一部分，用作者简介：周俐俐(1970一)，女，河南南阳人，副教授，一级注册结构工程师，主要从事教学工作。料经济，传力平顺均匀，没有明显的应力集中，广泛~msii：zhoulili@swust．edu．cn应用于承受动力荷载的焊接结构中。当采用三级质60四川建筑科学研究第32卷量检验标准的对接直焊缝时，由于焊缝的抗拉强度r=1=N／ram2<‘t543

6、×12／UI低于母材，连接的承载力就决定于焊缝。这将造成构w件材料的浪费。为了弥补此缺点，可采用对接斜焊=125N／mm2缝加长焊缝长度，利用斜焊缝后，承载力可以提高，按tan0=a／b≤2考虑，相应的斜角0=63．4。，抗动力荷载也较好。《钢结构设计规范》GB50017—sin0=0．894，cos0=0．448，Z=460／sin0—10=5042003第7．1．2条规定，当焊缝轴线与N力之间夹mitt，按(1)式和(2)式计算：角满足tanO=a／b≤1．5时，就能达到焊缝强度不Nsin01190000×0

7、。894一=176N／ram2<1t—。504×1—2～低于母材强度的要求，也就不必进行计算。w对接斜焊缝如图4所示，是按正应力和剪应力=185N／miTt2．近似进行强度计算的。r‘：=一Zt=～504X12_=8Xu8uXNl、I／'“’1u一u‘<、w口=一—■—-≤，t(1上)=125N／ram2r：—_≤，(2)可见，tan0=a／b≤2也可满足要求，并有一定W程度的富裕。式中z——斜向焊缝计算长度，单位取为mm，即(3)结论z=b／sin0—2×5(无引弧板)；规范规定的tan0：a／b≤1．5是有很

8、大余地1w=b／sinO(有引弧板)。的，建议利用(1)式和(2)式计算出合适安全度的现在，用下面的例题值，避免材料的浪费。对tan0=a／b≤1．5这一结论提出质疑。卜一一4关于计算长度取值的再认识例：计算两块钢板的在钢结构构件的稳定性计算时，正确地确定计图4对接焊缝(如图4所示)，算长度是非常重要的。现以图5(e)所示的工字形截面为460mmx12mm，承受轴心力N=